Загадочные дюны на Ио

На спутнике Юпитера Ио лава, движущаяся под инеем из диоксида серы, может создавать целые поля высоких дюн.

Это открытие, описанное 19 апреля в Nature Communications, предполагает, что дюны могут быть более распространены в других мирах, чем считалось ранее, хотя и могут образовываться странным образом.

Спутник Юпитера Ио — поверхность спутника имеет характерный жёлтый цвет из-за высокого содержания серы.

«В каком-то смысле эти другие миры выглядят более знакомыми, — говорит Джордж Макдональд, планетолог из Университета Рутгерса в Пискатауэй, штат Нью-Джерси. — Но чем больше вы думаете об этом, тем более они кажутся всё более и более экзотическими».

Геометрия рассматриваемого взаимодействия лава/иней-SO2. Все светло-серые области состоят из паров SO2, которые выделяются по мере того, как пары достигают поверхности.

Ио — это мир, состоящий из извергающихся вулканов, образующихся, когда гравитационные силы Юпитера и некоторых других его спутников притягивают Ио, выделяя в нём тепло. Около 20 лет назад учёные сообщили о другом типе особенностей динамической поверхности Ио — бугристых хребтах. Эти черты напоминают дюны, но это не может быть так, рассуждали учёные, потому что атмосфера Ио слишком разрежена, чтобы ветра могли создавать такой рельеф.

Извержение вулкана (синий цвет) на спутнике Юпитера Ио — самом вулканически активном теле в Солнечной системе. Это изображение получено в ходе миссии NASA «Галилео».

Но в последние годы дюноподобные образования были обнаружены на комете 67P и Плутоне — планетарных телах, у которых также отсутствует плотная атмосфера. Вдохновлённые этими инопланетными дюнами, Макдональд и его коллеги вновь обратились к вопросу о загадочном рельефе Ио.

Комета 67P

На Земле мощные взрывы пара происходят, когда потоки расплавленной породы сталкиваются с водоёмами. Хотя на Ио нет воды, на нём везде распространён иней из диоксида серы. Поэтому учёные предполагают, что, когда лава медленно затекает в слой инея, прямо из-под него могут вырываться струи газообразного диоксида серы. Эти струи могли разбрасывать частицы камня и другого материала, формируя дюны.

Дюны на поверхности Плутона

Исследователи подсчитали, что продвигающийся поток лавы, погребённый под слоем инея толщиной не менее 10 сантиметров, может сублимировать часть инея в очаги горячего пара. Когда накапливается достаточно пара и давление становится достаточно высоким, чтобы преодолеть вес покрывающего инея, пар может вырваться со скоростью более 70 км/час.

На этом изображении видны дюноподобные глыбы. Тёмная область (внизу слева) представляет собой поток лавы, а светлые полосы, расходящиеся наружу, могут свидетельствовать о том, что материал усыпан струями пара, вырвавшимися из инея, нагретого лавой.

Анализ изображений поверхности Ио, сделанных зондом «Галилео», выявил сильно отражающие полосы материала, расходящиеся наружу над дюнами перед потоками лавы — возможно, материал, недавно отложенный струями пара.

a — Дюны в крупном разрешении. b — Возможные признаки потока пара указаны стрелками на краю того же поля хребта, показанного на а. с — Хребты возле Чаак Патера.

Более того, изображения показали, что размеры дюн совпадают с размерами дюн на других планетарных телах. По оценкам учёных, некоторые из ионических дюн имеют высоту более 30 метров.

_______________________________________________________________________________

Источник:

G. McDonald et al. Aeolian sediment transport on Io from lava-frost interactions. Nature Communications. Published online April 19, 2022. doi: 10.1038/s41467-022-29682-x.

_______________________________________________________________________________

Научно-популярные каналы на Дзене: путеводитель.

_______________________________________________________________________________