Астрономы описали механизм формирования дюн на спутнике Юпитера Ио

Астрономы описали возможный механизм формирования полей дюн вблизи вулканов на спутнике Юпитера Ио, который знаменит вулканической деятельностью. Предполагается, что за транспорт песчинок ответственны направленные потоки пара, возникающие за счет сублимации инея из двуокиси серы под действием расплавленной лавы. Статья опубликована в журнале Nature Communications.

Спутник Юпитера Ио представляет собой самое вулканически активное тело в Солнечной системе, поверхность которого постоянно обновляется. На поверхности Ио находится более 400 вулканов, а горячее, извергаемое ими вещество постоянно взаимодействует с обширными отложениями летучих веществ на поверхности, которые сформировались ранее. Считается, что приповерхностный слой атмосферы спутника может выступать в качестве среды, благоприятной для сальтации, при которой с поверхности наблюдается разбрызгивание и разлет зерен, что приводит к транспорту наносов и возникновению эоловых форм рельефа, таких как рябь, дюны и ярданги. Ранее исследователи наблюдали структуры, похожие на линейные гряды, на снимках Ио, сделанных зондом «Галилео», которые демонстрируют сходство с дюнами на Земле и Марсе. Однако атмосфера Ио слишком разрежена (максимальное давление вблизи поверхности около 1 нанобара), что представляется большим препятствием для сальтации.

Группа астрономов во главе с Джорджем Макдональдом (George D. McDonald) из Университета Рутгерса опубликовала работу, в которой представила новый механизм формирования дюн на Ио. Ученые провели ряд расчетов, а затем сравнили полученные результаты с параметрами полей дюноподобных структур, найденных зондом «Галилео» вблизи вулканов Прометея и Чаак на спутнике Юпитера.

Исследователи пришли к выводу, что подповерхностные взаимодействия между лавой и инеем из двуокиси серы (SO₂) могут создавать локальные потоки пара за счет сублимации инея. При этом плотность пара внутри потоков будет достаточной, чтобы обеспечить сальтацию частиц базальта или SO₂. Расчеты показывают, что сальтация частиц с диаметром от 20 микрометров до одного миллиметра возможна в непосредственной близости от источника выделения газа при температуре 155 кельвинов. Выше этой температуры сальтация возможна для зерен с диаметром от 10 микрометров до одного сантиметра. Таким образом, на Ио может действовать механизм, с помощью которого песчинки способны перемещаться и образовывать наблюдаемые дюны. Это помещает данный спутник Юпитера в число тел Солнечной системы, обладающих разреженной атмосферой (таких как Плутон или комета Чурюмова-Герасименко), где происходит формирование и движение эоловых отложений.

Ранее мы рассказывали о том, как почти половину атмосферы Ио присвоили вулканическим выбросам.

Александр Войтюк