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 Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Люди регулярно гибнут в пожарах — например, в России в прошлом году таких случаев столько же, сколько умышленных убийств. Бороться с этим можно, однако средства этой борьбы, дымодетекторы и системы разбрызгивателей в домах, стоят денег, поэтому в России их почти нет. Вдобавок тушение водой портит часть вещей в доме. Новая разработка американского стартапа претендует на замену водного тушения, причем без типичных для него недостатков.
Переход к оседлой жизни и выращиванию кукурузы на юге Анд оказался историей затяжного кризиса. Международная группа ученых выяснила, как местные сообщества и группы мигрантов сообща пытались пережить последствия этой трансформации.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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