• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
21 апреля
Дарья Г.
1
11 041

Древнейший вулканизм в Солнечной системе поднял шансы на жизнь в системе Юпитера

3.6

Ио — самое вулканически активное на сегодня тело в Солнечной системе. Извержения «переделывают» поверхность этого спутника Юпитера быстрее, чем метеориты, и это при том, что обычно тела такой малой массы не могут поддерживать вулканическую активность. В новом исследовании ученые рассчитали, что спутник, вероятно, такой «горячий» на протяжении всего существования. Этот вывод имеет значение для всей системы Юпитера.

Ио, спутник Юпитера
Схема строения Ио, спутника Юпитера / © Chuck Carter and James Tuttle Keane, Keck Institute for Space Studies

Ио — самое вулканически активное тело Солнечной системы и один из крупнейших спутников. Для тел таких размеров глубоко нетипична длительная вулканическая активность, потому что у них просто нет достаточно глубоких недр, и внутреннее тепло само по себе долго не держится. Но Ио летает в орбитальном резонансе с Европой и Ганимедом, двумя другими спутниками Юпитера. Через приливное гравитационное воздействие этот «танец» разогревает Ио внутри. Конечно, Юпитер тоже играет роль, но соседи-спутники усиливают эффект. Как показало моделирование, троица вышла на резонанс вскоре после формирования. Тогда и приливный разогрев спутники ощущают на протяжении всей истории Солнечной системы. Значит, Ио вулканически активна все 4,57 миллиарда лет: либо постоянно, либо циклами.

Невозможно проверить это предположение, изучая поверхность Ио. Вулканы обновляют рельеф спутника со скоростью 0,1-1 сантиметр в год. Из-за этого по кратерам от астероидов ученые могут «расшифровать» лишь последние несколько миллионов лет его истории. Зато полную «историю» может хранить атмосфера.

«Если Ио была вулканически активна на протяжении всей своей истории, то объем вещества, выброшенного на ее поверхность, должен в десятки или даже сотни раз превышать объем ее мантии», — объяснила Кэтрин де Клир (Kathrine de Kleer), планетолог из Калифорнийского технологического института, главный автор нового исследования.

Получается, чтобы поддерживать такой ритм, Ио должна «перерабатывать» извергнутую материю обратно в мантию. При этом при извержениях в атмосферу попадают летучие соединения. Самые легкие из них — с изотопами полегче — поднимаются достаточно высоко, чтобы вырваться в космос, а тяжелые рано или поздно опускаются. Так со временем «классическое» соотношение изотопов элементов нарушается — соединений с тяжелыми изотопами оказывается аномально много. Именно это и проверяли ученые в новой работе.

Авторы нового исследования изучили газы в атмосфере Ио с помощью комплекса радиотелескопов ALMA. Данные собирали в мае 2022 года. Они отслеживали вариации моноокиси серы, диоксида серы, хлорида натрия и хлорида калия. Их целью было определить соотношения серы-34 к сере-32 и хлора-37 к хлору-35. Результаты работы вышли в журнале Science. Одновременно в журнале Journal of Geophysical Research: Planets вышла сопутствующая статья об истории приливного нагрева и цикле изотопов серы на Ио.

Из анализа метеоритов ученые знают, что на момент формирования Солнечной системы на один атом серы-34 приходилось 23 атома более легкой серы-32. Друг от друга они отличаются двумя нейтронами. Если вулканы извергаются на Ио не так уж долго, то современное соотношение не должно кардинально отличаться. Анализ данных ALMA показал, что у Ио это соотношение изменилось примерно на один к 16,8.

Соотношение изотопов серы (слева) и хлора (справа) в атмосфере Ио и в других телах Солнечной системы, в том числе в обыкновенных хондритах (OC). Точки расположены по удаленности от Солнца (не в масштабе) / © Katherine de Kleer et al, Science (2024)

Проведя расчеты, ученые пришли к выводу, что Ио уже потеряла 94-99 процентов своей серы. Для потери такого количества серы Ио должна была терять массу со скоростью в 0,5-5 раз больше, чем сегодня (1-3 тысячи килограммов в секунду), на протяжении всей своей истории. Отсюда можно сделать предположение, что в прошлом были периоды, когда Ио теряла материю гораздо быстрее. Важно, что речь идет о сере, которая не находится в ядре (на серу в ядре приходится 80-97 процентов всей серы спутника). Анализ соотношения изотопов хлора подтвердил эти выводы.

«Приливный нагрев, вызываемый резонансом, — важный источник тепла в спутниках, и он способен подпитывать геологическую активность. Ио — самый экстремальный пример такого воздействия, поэтому мы используем ее как лабораторию для понимания механизма приливного нагрева», — объяснила де Клир.

Кстати, многократная «переработка» мантии Ио означает, что у планетологов есть уникальная возможность точно узнать химический состав глубоких слоев спутника. Для этого нужно собрать образцы извергаемой материи.

Продолжительность вулканизма на Ио означает, что все это время поддерживалось приливное воздействие. Значит, между спутниками давно установился орбитальный резонанс, что имеет значение для всех участвующих тел, в том числе для Европы. Получается, этот спутник тоже все это время грелся изнутри. Европа — одно из самых перспективных обитаемых тел в Солнечной системе. Доказательство наличия постоянного источника тепла играет большое значение для гипотез о способности этого спутника поддерживать жизнь.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
9 часов назад
Полина Меньшова

Нейросети научились систематически внушать собеседнику ложные убеждения. При этом для обмана рассмотренные языковые модели никто специально не тренировал, а в некоторых случаях им даже запрещали вести себя нечестно.

Вчера, 11:57
Александр Березин

Когда SpaceX показала скафандр для летней миссии 2024 года Polaris Dawn, многие отреагировали едва ли не восторженно. Еще бы: новый внекорабельный скафандр для такой миссии выглядит стильно и, главное, негромоздко. Но вот у специалистов внешний вид снаряжения вызвал серьезную тревогу. Маск действительно собирается высаживать людей на Луну и Марс в скафандрах без кислородного баллона? Это революция в скафандростроении или самый опасный эксперимент над астронавтами в истории? В 1960-х из-за неоптимальных костюмов США уже потеряли трех человек в наземной репетиции полета. Станет ли SpaceX следующей в этой печальной эстафете?

5 часов назад
Мария Азарова

Лимфатические узлы — чувствительные мишени для канцерогенных химических веществ. Появляется все больше доказательств того, что иммунологические нарушения из-за воздействия растворителей, антипиренов, пестицидов и красок для волос играют ключевую роль в начале развития злокачественных лимфом. Опасны ли в этом смысле татуировки, выяснила команда медиков из Швеции.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

Вчера, 11:57
Александр Березин

Когда SpaceX показала скафандр для летней миссии 2024 года Polaris Dawn, многие отреагировали едва ли не восторженно. Еще бы: новый внекорабельный скафандр для такой миссии выглядит стильно и, главное, негромоздко. Но вот у специалистов внешний вид снаряжения вызвал серьезную тревогу. Маск действительно собирается высаживать людей на Луну и Марс в скафандрах без кислородного баллона? Это революция в скафандростроении или самый опасный эксперимент над астронавтами в истории? В 1960-х из-за неоптимальных костюмов США уже потеряли трех человек в наземной репетиции полета. Станет ли SpaceX следующей в этой печальной эстафете?

22 мая
Полина Меньшова

Ледник Туэйтса в Западной Антарктиде, который также называют «ледником Судного дня», может растаять раньше, чем считали ученые. Теплые океанские воды воздействуют на него сильнее, чем предполагалось, показали новые спутниковые данные.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

3 мая
Василий Парфенов

Ледяной покров Антарктики претерпевает значительные изменения на протяжении года, и его поведение хорошо изучено в общем. Но некоторые локальные аномалии объяснить не получается вот уже несколько десятилетий. Одна из них — полынья возвышения Мод, или полынья моря Уэдделла, которая появляется нерегулярно на одном и том же месте. Международная команда океанологов, наконец, смогла разгадать механизмы ее образования.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

1 2
1 2
23.04.2024
-
0
+
Если 95% мантийной серы ушло, то воды ушло 100%. Получается детект гидроксила на горе Гиш Бар был ошибочным. Ну штошш, Ио признаётся абсолютно бесперспективным местом для колонизации, а жаль...Хотя конечно там и нечего колонизировать-то, все спутники хуже Луны
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: