Sopky

Aktivní sopky naší sluneční soustavy



Aktivita byla pozorována na Zemi a na měsících Jupiter, Neptun a Saturn


Sopky na Io: Io, Jupiterův měsíc, je nejvíce vulkanicky aktivním tělem v naší sluneční soustavě. Má více než 100 aktivních sopečných center, z nichž mnohá mají více aktivních průduchů. Erupce opakovaně objevují velké části měsíce. Obrázek NASA.

Obsah


Sopky sluneční soustavy
Co je aktivní sopka?
Co je to Cryovolcano?
Jupiter's Moon Io: nejaktivnější
"Záclony ohně" na Io
Triton: První objevený
Enceladus: Nejlepší dokumentovaný
Důkaz o činnosti
Objeví se další aktivita?

Sopky sluneční soustavy

Důkazy o minulé sopečné činnosti byly nalezeny na většině planet naší sluneční soustavy a na mnoha jejich měsících. Náš vlastní měsíc má obrovské oblasti pokryté starými lávovými proudy. Mars má Olympus Mons a Tharsis Rise, největší sopečné rysy naší sluneční soustavy. Povrch Venuše je pokrytý vyvřelými horninami a stovkami vulkanických prvků.

Většina sopečných prvků objevených v naší sluneční soustavě vznikla před miliony let - když byla naše sluneční soustava mladší a planety a měsíce měly mnohem vyšší vnitřní teploty. Geologicky nedávná sopečná činnost není tak rozšířená.

Na základě pozorování ze Země az kosmických vozidel potvrdily vulkanickou aktivitu pouze čtyři těla ve sluneční soustavě. Jedná se o 1) Zemi; 2) Io, měsíc Jupiteru; 3) Triton, Měsíc Neptunu; a 4) Enceladus, měsíc Saturn.

Byly pozorovány důkazy o možné sopečné činnosti na Marsu, Venuši, Plutu a Evropě, ale nebyla pozorována žádná přímá erupce.

Co je aktivní sopka?

Termín “aktivní sopka” je používán hlavně v odkazu na sopky Země. Aktivní sopky jsou ty, které v současné době vybuchují nebo které propukly někdy v lidské historii.

Tato definice funguje pro sopky na Zemi docela dobře, protože některé z nich můžeme snadno pozorovat - ale mnoho z nich se nachází ve vzdálených oblastech, kde by malé erupce mohly zůstat bez povšimnutí, nebo pod vzdálenými částmi oceánů, kde by ani velké erupce nemusely být detekovány. Příkladem je masiv Tamu, „nejmasivnější sopka na světě“, která byla uznána až v roce 2013.

Za Zemí naše schopnosti detekovat sopečné erupce začaly až po objevení výkonných dalekohledů a udělali velký skok, když kosmická vozidla byla schopna nést dalekohledy a jiná snímací zařízení v blízkosti jiných planet a jejich měsíců.

Dnes je k dispozici množství dalekohledů, které tyto erupce detekují - pokud jsou dostatečně velké a směřují správným směrem. Malé erupce však nemusí být zaznamenány, protože není dostatek dalekohledů pro sledování všech oblastí sluneční soustavy, kde by mohla nastat vulkanická aktivita.

Ačkoli bylo zjištěno jen několik mimozemských erupcí, o nich se toho mnoho dozvědělo. Snad nejzajímavějším objevem byly kryovolcany ve vnější oblasti sluneční soustavy.

Gejzír na Enceladusu: Barevně vylepšený pohled na kryovolcanickou aktivitu na Saturnově měsíci Enceladus. Tyto gejzíry pravidelně odstřikují oblaky složené převážně z vodní páry s malým množstvím dusíku, metanu a oxidu uhličitého. Obrázek NASA.

Co je to Cryovolcano?

Většina lidí definuje slovo „sopka“ jako otvor na zemském povrchu, přes který uniká roztavený horninový materiál, plyny a sopečný popel. Tato definice funguje dobře pro Zemi; Některá těla naší sluneční soustavy však mají ve svém složení značné množství plynu.

Planety blízko slunce jsou skalnaté a produkují křemičité skalní magmy podobné těm na Zemi. Planety za Marsem a jejich měsíce však kromě křemičitanových hornin obsahují značné množství plynu. Sopky v této části naší sluneční soustavy jsou obvykle kryopohony. Místo propuknutí roztavené horniny vybuchují studené, kapalné nebo zmrazené plyny, jako je voda, amoniak nebo metan.

Sopka Io Tvashtar: Tato pětikrámová animace vytvořená pomocí obrázků pořízených kosmickou lodí New Horizons ilustruje sopečnou erupci na Io, Jupiteru. Odhadovaný oblak erupce je asi 180 kilometrů vysoký. Obrázek NASA.

Jupiter's Moon Io: nejaktivnější

Io je nejvíce vulkanicky aktivní tělo v naší sluneční soustavě. To většinu lidí překvapí, protože Io je velmi vzdálený od slunce a jeho ledového povrchu, takže se zdá být velmi chladným místem.

Io je však velmi malý měsíc, který je nesmírně ovlivněn gravitací obří planety Jupiter. Gravitační přitažlivost Jupitera a jeho dalších měsíců má na Io tak silné „tahy“, že se neustále deformuje silnými vnitřními přílivy. Tyto přílivy způsobují obrovské množství vnitřního tření. Toto tření zahřívá Měsíc a umožňuje intenzivní vulkanickou aktivitu.

Io má stovky viditelných sopečných průduchů, z nichž některé tryskaly do atmosféry vysoké paprsky zmrzlé páry a „sopečného sněhu“ stovky kilometrů vysoko. Tyto plyny by mohly být jediným produktem těchto erupcí, nebo by mohla být přítomna nějaká přidružená silikátová hornina nebo roztavená síra. Oblasti kolem těchto průduchů ukazují, že byly „znovu zabaleny“ s plochou vrstvou nového materiálu. Tyto obnovené oblasti jsou dominantním povrchovým prvkem Io. Velmi malý počet impaktních kráterů na těchto površích, ve srovnání s jinými těly ve sluneční soustavě, je důkazem nepřetržité vulkanické aktivity a resurfacingu Io.

Sopečná erupce na Io: Obrázek jedné z největších erupcí, jaké kdy byly pozorovány na Jupiterově měsíci, Io, pořízené 29. srpna 2013 Katherine de Kleer z Kalifornské univerzity v Berkeley pomocí Gemini North Telescope. Předpokládá se, že tato erupce vypustila horkou lávu stovky mil nad povrchem Io. Více informací.

"Záclony ohně" na Io

4. srpna 2014 NASA zveřejnila obrázky vulkanických erupcí, ke kterým došlo na Jupiterově měsíci Io mezi 15. srpnem a 29. srpnem 2013. Během tohoto dvoutýdenního období se věří, že erupce dostatečně silné na to, aby vypustily materiál stovky mil nad povrchem měsíce, k tomu došlo.

Kromě Země je Io jediným tělem sluneční soustavy, které je schopno vybuchnout extrémně horkou lávu. Vzhledem k nízké gravitaci měsíce a magmatické výbušnosti se předpokládá, že velké erupce vypustí desítky kubických mil lávy vysoko nad měsícem a znovu se objeví několik oblastí.

Doprovodný infračervený snímek ukazuje erupci 29. srpna 2013 a byl pořízen Katherine de Kleer z University of California v Berkeley pomocí severního dalekohledu Gemini s podporou Národní vědecké nadace. Je to jeden z nejúžasnějších obrazů sopečné činnosti, jaké byly kdy pořízeny. V době tohoto obrazu se věří, že velké trhliny na povrchu Io propukaly „záclony ohně“ až několik kilometrů dlouhé. Tyto „záclony“ jsou pravděpodobně podobné praskajícím trhlinám pozorovaným během erupce Kilauea na Havaji v roce 2018.

Cryovolcano mechanics: Schéma toho, jak by mohl cryovolcano fungovat na Io nebo Enceladus. Kapsy tlakové vody na krátkou vzdálenost pod povrchem jsou zahřívány vnitřním přílivovým účinkem. Když jsou tlaky dostatečně vysoké, odvádějí se na povrch.

Triton: První objevený

Triton, Měsíc Neptunu, byl prvním místem ve sluneční soustavě, kde byly pozorovány kryopohony. Sonda Voyager 2 během svého letu v roce 1989 pozorovala oblaky plynného dusíku a prachu až do výšky 5 km. Tyto erupce jsou zodpovědné za Tritonův hladký povrch, protože plyny kondenzují a klesají zpět na povrch, tvořící hustou přikrývku podobnou sněhu.

Někteří vědci se domnívají, že sluneční záření proniká povrchovým ledem Tritonu a zahřívá tmavou vrstvu pod ním. Zachytené teplo odpařuje podpovrchový dusík, který expanduje a nakonec propukne ledovou vrstvou výše. To by bylo jediné známé umístění energie z vnějšku těla způsobující sopečnou erupci - energie obvykle pochází zevnitř.

Cryovolcano on Enceladus: Umělecká vize toho, jak by mohl cryovolcano vypadat na povrchu Enceladusu, se Saturnem viditelným na pozadí. Obrázek NASA. Zvětšit.

Enceladus: Nejlepší dokumentovaný

Cryovolcanoes na Enceladus, měsíc Saturn, byl poprvé dokumentován kosmickou lodí Cassini v roce 2005. Kosmická loď zobrazovala trysky ledových částic odvětraných z jižní polární oblasti. Díky tomu byl Enceladus čtvrtým tělem sluneční soustavy s potvrzenou sopečnou aktivitou. Kosmická loď vlastně proletěla kryo-vulkanickým oblakem a dokumentovala své složení jako hlavně vodní páru s malým množstvím dusíku, metanu a oxidu uhličitého.

Jedna teorie pro mechanismus za kryokoncanismem je to, že pod povrchem kapsy stlačené vody existuje krátká vzdálenost (snad jen několik desítek metrů) pod povrchem měsíce. Tato voda je udržována v kapalném stavu přílivovým ohřevem vnitřku měsíce. Občas tyto tlakové vody proudí na povrch a vytvářejí oblak vodní páry a ledových částic.

Důkaz o činnosti

Nejpřímějším důkazem, který lze získat pro dokumentování sopečné činnosti na mimozemských tělech, je vidět nebo si představit erupci, která se odehrává. Dalším důkazem je změna povrchu těla. Erupce může způsobit zakrytí trosek nebo resurfacing. Sopečná aktivita na Io je dostatečně častá a povrch je dostatečně viditelný, aby bylo možné tyto typy změn pozorovat. Bez takových přímých pozorování může být ze Země obtížné vědět, zda je vulkanismus nedávný nebo starověký.

Potenciální oblast nedávné sopečné činnosti na Pluto: Barevný pohled s vysokým rozlišením na jeden ze dvou potenciálních kryo-solárií spatřených na povrchu Pluta kosmickou lodí New Horizons v červenci 2015. Tato funkce, známá jako Wright Mons, je asi 90 mil (150 km) napříč a 2,5 míle (4 km) vysoký. Pokud je to ve skutečnosti sopka, jak se předpokládá, byla by to největší taková vlastnost objevená ve vnější sluneční soustavě. Zvětšit.

Objeví se další aktivita?

Cryovolcanoes na Enceladus byl objeven až v roce 2005 a vyčerpávající hledání nebylo provedeno v celé sluneční soustavě pro tento typ činnosti. Ve skutečnosti se někteří domnívají, že sopečná činnost na našem blízkém sousedovi Venuši stále probíhá, ale je skryta pod hustou oblačností. Několik funkcí na Marsu naznačuje možnou nedávnou aktivitu. Je také velmi pravděpodobné, pravděpodobně pravděpodobné, že aktivní sopky nebo kryopohony budou objeveny na měsících ledových planet ve vnějších částech naší sluneční soustavy, jako jsou Evropa, Titan, Dione, Ganymede a Miranda.

V roce 2015 vědci pracující s obrázky z mise New Horizons NASA shromáždili barevné obrázky potenciálních kryopekanů na povrchu Pluta ve vysokém rozlišení. Doprovodný obrázek ukazuje oblast na Plutu s možnou ledovou sopkou. Vzhledem k tomu, že kolem této potenciální sopky existuje jen velmi malé množství kráterů, má se geologicky mladý věk. Podrobnější fotografie a vysvětlení naleznete v tomto článku na webu NASA.gov.

Ahuna Mons, hora ledu se slanou vodou na povrchu trpasličí planety Ceres, je zobrazena v tomto simulovaném perspektivním pohledu. Předpokládá se, že se vytvořil po oblaku slané vody a skály vystoupané vnitřkem trpasličí planety, a pak propukl oblak slané vody. Slaná voda zmrzla do ledu se slanou vodou a postavila horu, která je nyní vysoká asi 2,5 mil a šířka 10,5 mil. Obrázek NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA.

V roce 2019 vědci z NASA, Evropské kosmické agentury a Německého leteckého centra zveřejnili studii, o které věří, že řeší záhadu toho, jak vznikla Ahuna Mons, hora na povrchu Ceres, největší objekt v asteroidním pásu. Věří, že Ahuna Mons je kryokoncano, které propuklo slanou vodu poté, co stoupající oblak vystoupil na povrch trpasličí planety. Další informace naleznete v tomto článku na webu NASA.gov.

Je to vzrušující čas sledovat vesmírný průzkum!