本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
探測器掠過太空。大約450萬公里(260萬英里)之外,你坐著觀看另一個世界的影像出現。你注意到一個有斑點的表面,在其地平線上,一道羽狀物以驚人的260公里(162英里)高度噴射到表面之上。
這是有史以來第一次在你的星球之外看到的火山噴發。
這是一個火山羽流是二氧化硫雪的世界,它們非常巨大,以至於可以從地球軌道的哈勃太空望遠鏡和地球望遠鏡的紅外爆發中看到。構造運動是由潮汐而不是內部熱量驅動的;火山噴發出超鎂鐵質熔岩,其溫度比地球上數十億年來的任何熔岩都高。425個火山中心,其中70個目前處於活動狀態,以每年1釐米(超過三分之一英寸)的驚人速度改造著地表。這個世界的火山活動是地球的25倍,使我們在地質活動方面位居第二,但其體積僅略大於我們自己的月球。它是我們所知的太陽系中唯一擁有活火山的行星。它擁有最長熔岩流的桂冠。如果20世紀之前的人們知道這一點,他們可能會將其命名為伏爾甘。伽利略稱其為美第奇行星一號,當他意識到它是一顆衛星時,又稱其為木衛一。19世紀的科學家將其命名為木衛一(Io)。
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她不是很美嗎?
她有點出人意料,但甚至在“旅行者號”拍攝到第一張地球外火山噴發的著名影像之前,科學家們就懷疑他們會在那裡發現活火山。你看,木衛一夾在巨大的木星和另外兩顆巨大的衛星——木衛二和木衛三之間。我們有高達18米(60英尺)的潮汐,這是由我們一顆衛星的拉力引起的:木衛一的潮汐超過100米(328英尺)高——請注意,那是100米的岩石。移動如此多的固體物質需要巨大的力量,而固體物質會升溫到驚人的溫度。這就是為什麼一個比我們小得多的世界能夠維持地球數十億年來從未經歷過的熱度噴發。
這是一個不可否認的異星世界,但又出奇地熟悉。參觀夏威夷的火山,您就可以瞭解木衛一上正在發生的事情。是的,她的爆炸性噴發更多是由二氧化硫驅動,而不是像我們這樣的水和二氧化碳,而且她的熔岩平均溫度高達1,600°C(2,900°F),而我們較冷的熔岩(1200-1300°C/2200-2400°F)。是的,在活躍火山的炙熱區域之外,地表溫度是寒冷的-150°C(-300°F)。當然,在稀薄的大氣層和低重力下,事物會升得更高——例如,老忠實噴泉在那裡會噴射出驚人的37公里(23英里)的高度。但除此之外,火山並沒有那麼不同。它們噴發出由我們在這裡熟悉的化學物質組成的熔岩:二氧化硫、矽、氧、鐵、鎂、鉀、鈉、鈣。它們的噴發模式非常熟悉。
例如,我們可以看到從特瓦什塔卡特納裂縫中湧出的火幕
我們可以看到熔岩管,包括天窗
我們可以看到破火山口,有些還帶有熔岩湖
我們繪製了熔岩流、火山穹丘、火山碎屑沉積物、山脈和平原的地圖——哦,我有沒有提到,我們已經完成了該地點的地質圖?沒錯。由美國地質調查局建立的整個另一個世界的完整地質圖。
該地圖向我們展示了關於木衛一的另一個令人著迷的事實:它上面沒有任何撞擊坑。太陽系中的每個其他天體都有撞擊坑,但木衛一沒有。它的火山忙於抹去每一個撞擊坑。太神奇了,對吧?
關於這顆美麗而耀眼的衛星,還有更多要說的。更多得多。我會在有一天說出來,在我有機會進一步閱讀之後(以及在我們完成聖海倫斯火山之後,我們還沒有完成——還差得很遠)。將這視為一個簡單的介紹和一個承諾,並提醒人們地質學發生在比我們通常認為的更多的地方。地球科學可能非常不尋常。
更不用說,令人心碎的美麗。
參考文獻:
亞利桑那州立大學新聞:“木星衛星木衛一的地質圖詳細描述了一個超凡脫俗的火山表面。” 最後訪問時間:2012年9月7日。
火山如何工作:“木衛一上的火山活動。” 最後訪問時間:2012年9月7日。
美國宇航局科學:“木衛一的異星火山。” 最後訪問時間:2012年9月7日。
美國宇航局太陽系探索:“木衛一上的火山活動。” 最後訪問時間:2012年9月7日。
美國地質調查局夏威夷火山觀測站:“關注木衛一的火山活動。” 最後訪問時間:2012年9月7日。
美國地質調查局:“木衛一地質圖。” 最後訪問時間:2012年9月7日。