Лава и иней могут образовать загадочные глыбы на спутнике Юпитера Ио

На спутнике Юпитера Ио лава, ползущая под инеем, может породить 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 глыбы могут образовываться странным образом.

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

Ио — это мир, заполненный извергающимися вулканами , созданными, когда гравитационные силы Юпитера и некоторых других его спутников притягивают Ио и выделяют тепло ( SN: 8/6/14 ). Около 20 лет назад ученые сообщили о другом типе особенностей динамической поверхности Ио — бугристых хребтах. Черты напоминают дюны, но это не может быть так, рассуждали ученые, потому что атмосфера Ио слишком разрежена, чтобы ветры могли расшевелить дюны.

Но в последние годы дюноподобные особенности были обнаружены на комете 67P ( SN: 21.09.20 ) и Плутоне ( SN: 24.08.21 ), планетарных телах, у которых также отсутствует толстая атмосфера. Вдохновленные этими инопланетными пейзажами дюн, Макдональд и его коллеги вновь обратились к вопросу о загадочных глыбах Ио. Все, что им было нужно, это какой-то тип воздушно-десантных войск, чтобы вылепить лунные дюны.

На Земле мощные взрывы пара происходят, когда потоки расплавленной породы сталкиваются с водоемами. Хотя воды на Ио нет, изморозь из диоксида серы вездесуща. Поэтому ученые предполагают, что, когда лава медленно втекает в слой инея и прямо под ним, из инея могут вырываться струи газообразного диоксида серы. Эти струи могли разбрасывать частицы камня и другого материала, формируя дюны.

Исследователи подсчитали, что продвигающийся поток лавы, погребенный 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 соответствовать или преодолевать вес покрывающего инея, пар может вырваться со скоростью более 70 километров в час. По оценкам команды, эти взрывы могут выбрасывать зерна диаметром от 20 микрометров до 1 сантиметра.

Анализ изображений поверхности Ио, сделанных ныне несуществующим зондом НАСА «Галилео», выявил полосы материала с высокой отражающей способностью, расходящиеся наружу над дюнами перед потоками лавы — возможно, материал, недавно отложенный в то время струями пара.

Более того, использование изображений для измерения бугров показало, что их размеры совпадают с размерами дюн на других планетарных телах. По оценкам ученых, некоторые из ионических дюн имеют высоту более 30 метров.

«Я думаю, что многие [ученые] смотрели на них и думали: эй, это действительно могут быть дюны», — говорит Яни Радебо, планетолог из Университета Бригама Янга в Прово, штат Юта, которая не участвовала в исследовании. «Но самое интересное в этом то, что они придумали хороший физический механизм, объясняющий, как это возможно».

Ио обычно считается миром вулканов. По словам Макдональда, возможность существования дюн предполагает, что там может быть больше, чем думали ученые. «Это, безусловно, добавляет уровень сложности».

Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал.