Группа исследователей под руководством Пьеро ди Мартино и Алессандро Муры из Национального института астрофизики Италии (INAF) обнародовала результаты глубокого анализа тепловых процессов в вулканических регионах Ио. Эта работа, базирующаяся на данных спектрометра JIRAM, установленного на борту межпланетной станции «Юнона», позволяет наконец разрешить многолетний «энергетический парадокс» наиболее вулканически активного тела в пределах Солнечной системы.
Ученые доказали, что прежние расчеты суммарного теплового потока спутника были существенно занижены. Причиной стало пренебрежение колоссальным объемом энергии, испускаемой «остывшими» корками лавовых озер в длинноволновом инфракрасном диапазоне.
Ключевой находкой стало выявление термической дихотомии. Стандартное лавовое озеро на Ио представляет собой структуру, состоящую из двух компонентов: периферийного высокотемпературного кольца (около 900 К) и обширной центральной коры (200–350 К). Раньше из-за ограничений пространственного разрешения телескопы и станция Galileo фиксировали преимущественно яркое свечение раскаленных кромок в M-диапазоне (4,5–5 мкм). Однако моделирование, проведенное командой «Юноны», продемонстрировало, что именно тусклые центральные зоны вносят основной вклад в энергетический бюджет. Поскольку пик их излучения приходится на диапазон 10–20 мкм, классические методы оценки мощности по ближнему ИК-излучению приводили к десятикратной погрешности.
Источник: NASA / JPL-Caltech / SwRI / ASI / INAF / JIRAM / MSSS
В своей работе планетологи использовали метод ядерной оценки плотности (KDE) для эффективного разделения сигналов от горячих разломов и основной поверхности озер. Было установлено, что центральные участки излучают энергию равномерно — подобно массивным остывающим радиаторам, а не через систему локальных термальных трещин.
Изучение динамики озер Аматэрасу и Хорс показало, что их состояние перманентно трансформируется: от фазы с выраженным кольцевым свечением до стадии полного обновления поверхности. Математическое моделирование процесса остывания магмы позволило оценить возраст коры — от нескольких месяцев до десяти лет, что дает новые данные о вязкости магматических пород Ио.
Научная значимость исследования выходит далеко за рамки простой каталогизации вулканических объектов. Установление факта, что цикл обновления поверхности спутника длится в среднем около десяти лет, позволило синхронизировать реальные наблюдения с теоретическими моделями приливного разогрева недр. До этого открытия ученым не удавалось «обнаружить» тепло, необходимое для объяснения энергетических затрат, вызванных гравитационным влиянием Юпитера и Европы. Теперь доказано: старые и остывшие лавовые озера выступают главными энергетическими клапанами спутника, сбрасывающими недрам тепло гораздо эффективнее, чем разовые катастрофические извержения.
В состав группы вошли ведущие мировые эксперты, в том числе Розали Лопес из JPL NASA и Джани Радебо из Университета Бригама Янга. Объединение компетенций вулканологов, работающих с земными аналогами — озерами Эрта-Але и Килауэа, — с технологическими возможностями «Юноны» позволило впервые комплексно описать термодинамику Ио как целостной динамической системы.
Работа подтверждает: чтобы корректно интерпретировать эволюцию спутника, необходимо анализировать не только кратковременные яркие всплески активности, но и постоянный, невидимый невооруженным глазом процесс остывания глобальных лавовых бассейнов.
Источник: iXBT
