Jupiters Mond Io steht im krassen Gegensatz zu den anderen dreien Galileische Monde . Während Callisto, Ganymed und Europa alle unterirdische Ozeane zu haben scheinen, ist Io eine vulkanische Welt, die von mehr als 400 aktiven Vulkanen bedeckt ist. Eigentlich, das ist der vulkanisch aktivste Körper im Sonnensystem.
Ios größter Vulkan trägt den Namen Loki, nach einem Gott in der nordischen Mythologie. Es ist der aktivste und stärkste Vulkan im Sonnensystem. Seit 1979 wissen wir, dass es aktiv ist und dass es sowohl kontinuierlich als auch variabel ist. Und seit 2002 wissen wir dank eines Forschungspapiers in den Geophysical Research Letters, dass es regelmäßig ausbricht.
Die erste Autorin des Papiers von 2002 war Julie Rathbun, die heute Senior Scientist am Planetary Science Institute ist. Nun hat Rathbun ein Poster zu Loki an der Abteilung für Planetenwissenschaften der 51. Jahresversammlung der American Astronomical Society . Laut Rathbun soll Loki jeden Tag wieder ausbrechen.
„Wenn dieses Verhalten gleich bleibt, sollte Loki im September 2019 ausbrechen…“
Julie Rathbun, INSTITUT FÜR PLANETARWISSENSCHAFT
Loki ist groß genug, dass erdbasierte Teleskope es sehen können. In dem Poster , Rathbun und der andere Autor, J.R. Spencer, sagen, dass Loki zwischen 1988 und 2000 alle 540 Tage unterbrach. Etwa die Hälfte dieser Tage war Loki hell, während die andere Hälfte Loki um eine Größenordnung dunkler war. Im Jahrzehnt danach waren Beobachtungen seltener und es schien keine Periodizität bei Lokis Aktivitäten zu geben.
Ab 2013 zeigte Loki jedoch wieder Periodizität. Diesmal schien es 160 Tage lang alle 475 Tage auszubrechen. Was bedeutet das alles?
Ein Voyager 1-Bildmosaik von Loki und der umgebenden Oberfläche von Io, einschließlich Lavaströmen und Vulkangruben. Zahlreiche vulkanische Calderas und Lavaströme sind hier sichtbar. Loki Patera, ein aktiver Lavasee, ist das große schildförmige schwarze Merkmal. Bildnachweis: Von NASA/JPL/USGS – http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00320, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4898984
In einem Pressemitteilung von dem Institut für Planetologie , sagte Rathbun: „Wenn dieses Verhalten gleich bleibt, sollte Loki im September 2019 ausbrechen, ungefähr zur gleichen Zeit wie das EPSC-DPS-Treffen in Genf. Wir haben richtig vorausgesagt, dass die letzte Eruption im Mai 2018 stattfinden würde“, sagte Rathbun, die ihr Poster „Ios Loki-Vulkan: Eine Erklärung für das knifflige Verhalten und die Vorhersage für die nächste Eruption“ am 17. September in der Abteilung für Planetenwissenschaften präsentierte des 51 . der American Astronomical SocietyNSJahrestreffen in Genf, Schweiz.
Wenn Loki ausbricht, wenn Rathbun es vorhersagt, wäre dies eine ziemlich beeindruckende wissenschaftliche Vorhersage. Vulkane sind von Natur aus schwer vorherzusagen. Es gibt viele Variablen für einen Vulkan, und natürlich ist vieles von dem, was das Verhalten eines Vulkans antreibt, unter der Erde verborgen.
Einer von vielen Vulkanausbrüchen, die regelmäßig auf Io, dem vulkanischsten Körper im Sonnensystem, stattfinden. Io wird durch Gezeitenwechselwirkungen mit Jupiter erhitzt, die den Mond zusammendrücken und aufheizen. Bildquelle: NASA/JPL/University of Arizona
All das gilt für Loki, außerdem befindet es sich auch auf einem Mond, der einen fast eine Milliarde Kilometer entfernten Planeten umkreist, am weitesten entfernt.
„Vulkane sind so schwer vorherzusagen, weil sie so kompliziert sind. Viele Dinge beeinflussen Vulkanausbrüche, einschließlich der Geschwindigkeit der Magmazufuhr, der Zusammensetzung des Magmas – insbesondere das Vorhandensein von Blasen im Magma, die Art des Gesteins, in dem sich der Vulkan befindet, der Bruchzustand des Gesteins und viele andere Probleme.“ sagte Rathbun.
Rathbun ist der Meinung, dass Lokis Größe zu seiner Vorhersehbarkeit beiträgt. Grundlegende Physik kann einige der kleineren Faktoren, die sie erwähnt, überfordern.
Die Oberfläche von Io ist mit vulkanischen Merkmalen und Bergen gekennzeichnet. Dieses Voyager 1-Mosaik deckt die Südpolarregion von Io ab. Unten im Bild ist Haemus Mons, 1 10 km. hoher Berg. Der Rest des Bildes ist typisch für Io, mit flachen vulkanischen Ebenen, erodierten vulkanischen Plateaus und mit Kratern übersäten vulkanischen Calderas. Bildnachweis: Von NASA / Jet Propulsion Laboratory / USGS – http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00327, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=18530344
„Wir denken, dass Loki vorhersehbar sein könnte, weil es so groß ist. Aufgrund seiner Größe dominiert wahrscheinlich die grundlegende Physik, wenn es ausbricht, sodass die kleinen Komplikationen, die kleinere Vulkane betreffen, Loki wahrscheinlich nicht so stark beeinträchtigen werden“, sagte Rathbun.
„Allerdings“, sagte Rathbun, „du musst aufpassen, denn Loki ist nach einem Trickstergott benannt und der Vulkan ist nicht dafür bekannt, sich selbst zu benehmen. In den frühen 2000er Jahren, als das 540-Tage-Muster erkannt wurde, änderte sich Lokis Verhalten und zeigte bis etwa 2013 kein periodisches Verhalten.“
Die Helligkeit von Loki als Funktion der Zeit aus verschiedenen Quellen, einschließlich des Keck- und Gemini-Teleskops. Das obere Feld zeigt den gesamten verfügbaren Zeitverlauf, während das untere nur die letzten 5 Jahre anzeigt. Die Rechteckwelle im Hintergrund ist die ursprüngliche 540-Tage-Periode. Die vertikale Linie im Jahr 2018 ist Mitte Mai 2018 und zeigt unsere Vorhersage an, wann der letzte Ausbruch beginnen würde. Bildquelle: Rathbun et. al., 2019.
Loki, auch Loki Patera genannt, ist massiv. Es hat einen Durchmesser von 202 Kilometern. Es ist eigentlich eine Art von Merkmal, das als Lavasee bekannt ist, eine Vertiefung, die teilweise mit geschmolzenem Gestein mit einer dünnen festen Kruste gefüllt ist. Es ist direkt mit einem darunter liegenden Magmareservoir verbunden.
Die Oberfläche von Io ist mit dunklen, eingestürzten Vulkanen bedeckt. Bildquelle: NASA/JPL/USGS
In ihrem Poster sagen Rathbun und Spencer, dass Lokis wechselnde Periodizität auf eine umkippende Kruste zurückzuführen sein könnte. Wenn es ausbricht, verteilt Magma aus dem darunter liegenden Reservoir Lava mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 km (0,6 mi) pro Tag über die Oberfläche des Sees. Wenn diese Lava abkühlt, verfestigt sie sich und bildet eine neue feste Kruste. Schließlich wird diese Kruste instabil, was eine neue Eruption auslöst und die Sequenz erneut beginnt. Die Änderung der Periodizität könnte auf Änderungen der Porosität der Lava zurückzuführen sein, die jede neue Kruste mehr oder weniger stabil macht.
Im Moment ist das nur ein Modell, obwohl es ein gutes ist, das die sich ändernde Periodizität von Loki Patera erklärt. Wenn er in den nächsten Tagen ausbricht, wie Rathbun und Spencer vorhersagen, wird das Modell um so viel stärker.
Mehr:
- Poster: DER LOKI-VULKAN VON IO: EINE ERKLÄRUNG DES SCHWIERIGEN VERHALTENS UND DER VORHERSAGE FÜR DEN NÄCHSTEN AUSBRUCH.
- Pressemitteilung: Riesiger Vulkan auf dem Jupitermond Io bricht regelmäßig aus
- 2002 Forschungspapier: Loki, Io: Ein periodischer Vulkan