Древнейший вулканизм в Солнечной системе поднял шансы на жизнь в системе Юпитера
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 — 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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В 2020-х годах шакалы достигли Архангельской области, а еще раньше колонизировали другие регионы Северной Европы. Авторы новой работы проанализировали перспективы и пришли к выводу о неизбежности многократного расширения их европейского ареала в этом веке. Причем ключевую роль в этом играет человек и его действия.
Когда мы кого-то прощаем, мозг не стирает негативные воспоминания, а незаметно переписывает, включая в них новую информацию и тем самым делая прошлые обиды не такими болезненными, выяснили нейробиологи. То есть речь идет не столько о «простить и забыть», сколько о «простить и обновить».
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии