البراكين النشطة لنظامنا الشمسي

السخان على إنسيلادوس: منظر معزز بالألوان للنشاط البركاني على قمر زحل إنسيلادوس. تنفجر هذه السخانات بانتظام عن الأعمدة المكونة بشكل رئيسي من بخار الماء بكميات قليلة من النيتروجين والميثان وثاني أكسيد الكربون. صورة ناسا.

ما هو Cryovolcano؟

يعرّف معظم الأشخاص كلمة "بركان" بأنها فتحة في سطح الأرض تنجو من خلالها المواد الصخرية الغازية والغازات والرماد البركاني. هذا التعريف يعمل بشكل جيد من أجل الأرض ؛ ومع ذلك ، فإن بعض الهيئات في نظامنا الشمسي لديها كمية كبيرة من الغاز في تكوينها.

الكواكب القريبة من الشمس صخرية وتنتج صخور سيليكات مماثلة لتلك الموجودة على الأرض. ومع ذلك ، تحتوي الكواكب خارج المريخ وأقمارها على كميات كبيرة من الغاز بالإضافة إلى صخور السيليكات. عادة ما تكون البراكين في هذا الجزء من نظامنا الشمسي هي البراكين القارية. فبدلاً من انفجار الصخور المنصهرة ، تندلع غازات باردة أو سائلة أو مجمدة مثل الماء أو الأمونيا أو الميثان.

بركان آيو تفشتار: توضح هذه الرسوم المتحركة المكونة من خمسة إطارات ، والتي تم إنتاجها باستخدام الصور التي التقطتها مركبة الفضاء New Horizons ، ثوران بركاني على Io ، وهو قمر المشتري. ويقدر عمود الثوران بحوالي 180 ميل. صورة ناسا.

كوكب المشتري القمر Io: الأكثر نشاطا

Io هو أكثر الجسم نشاطا في البركان في نظامنا الشمسي. هذا يفاجئ معظم الناس لأن Ios مسافة بعيدة عن الشمس وسطحها الجليدي يجعلها تبدو وكأنها مكان بارد جدًا.

ومع ذلك ، فإن Io هو قمر صغير جدًا يتأثر بشكل كبير بخطورة كوكب المشتري العملاق. إن جاذبية كوكب المشتري وأقماره الأخرى تمارس "شدًا" قويًا على Io بحيث تتشوه باستمرار من المد والجزر الداخلية القوية. هذه المد والجزر تنتج كمية هائلة من الاحتكاك الداخلي. هذا الاحتكاك يسخن القمر ويمكّن النشاط البركاني المكثف.

يوجد في Io المئات من الفتحات البركانية المرئية ، بعضها نفاث بخار متجمد و "ثلج بركاني" على ارتفاع مئات الأميال في الغلاف الجوي. قد تكون هذه الغازات هي المنتج الوحيد لهذه الانفجارات ، أو قد يكون هناك بعض صخور السليكات المرتبطة أو الكبريت المنصهر. تُظهر المناطق المحيطة بهذه الفتحات أدلة على أنها "عاودت الظهور" بطبقة مسطحة من مادة جديدة. هذه المساحات الظاهرة هي السمة السطحية السائدة لـ Io. يعد العدد الصغير جدًا من الحفر المؤثرة على هذه الأسطح ، مقارنةً بالأجسام الأخرى في النظام الشمسي ، دليلًا على النشاط البركاني المستمر والظهور.

ثوران بركاني على Io: صورة واحدة من أكبر الانفجارات التي تمت ملاحظتها على سطح كوكب المشتري ، Io ، والتي التقطتها كاثرين دي كلاير من جامعة كاليفورنيا في بيركلي في 29 أغسطس 2013 باستخدام تلسكوب الجوزاء الشمالي. يُعتقد أن هذا الانفجار قد أطلق الحمم الساخنة على بعد مئات الأميال فوق سطح Ios. معلومات اكثر.

"ستائر النار" على Io

في 4 أغسطس 2014 ، نشرت ناسا صوراً للثورات البركانية التي حدثت على كوكب المشتري قمر آيو في الفترة ما بين 15 أغسطس و 29 أغسطس من عام 2013. خلال تلك الفترة التي استمرت أسبوعين ، يعتقد أن الانفجارات قوية بما يكفي لإطلاق مواد على بعد مئات الأميال فوق سطح القمر. لقد حدثت.

بخلاف الأرض ، Io هو الجسم الوحيد في النظام الشمسي القادر على اندلاع الحمم البركانية شديدة الحرارة. بسبب الأقمار المنخفضة الجاذبية والانفجار الصهري ، يعتقد أن الانفجارات الكبيرة تطلق عشرات الأميال المكعبة من الحمم البركانية المرتفعة فوق سطح القمر وتعاود الظهور على مساحات واسعة على مدى بضعة أيام فقط.

تُظهر الصورة المصاحبة للأشعة تحت الحمراء اندلاع 29 أغسطس 2013 وتم الحصول عليها من قبل كاثرين دي كلاير من جامعة كاليفورنيا في بيركلي باستخدام تلسكوب الجوزاء الشمالي ، بدعم من المؤسسة الوطنية للعلوم. إنها واحدة من أكثر الصور إثارة للنشاط البركاني الذي تم التقاطه على الإطلاق. في وقت هذه الصورة ، يُعتقد أن شقوقًا كبيرة في سطح Ios قد انفجرت "ستائر نار" يصل طولها إلى عدة أميال. ربما تكون هذه "الستائر" مشابهة للتشققات النافرة التي شوهدت خلال ثوران كيلوا عام 2018 في هاواي.

ميكانيكا Cryovolcano: رسم تخطيطي لكيفية عمل cryovolcano على Io أو Enceladus. يتم تسخين جيوب من الماء المضغوط على مسافة قصيرة أسفل السطح بواسطة حركة المد والجزر الداخلية. عندما تصبح الضغوط عالية بما فيه الكفاية ، فإنها تنفيس إلى السطح.

تريتون: الأول اكتشف

كان تريتون ، وهو قمر نبتون ، أول موقع في المجموعة الشمسية حيث شوهدت البراكين القارية. لاحظ مسبار فوياجر 2 أعمدة من غاز النيتروجين والغبار يصل ارتفاعها إلى خمسة أميال خلال ذبابة 1989. هذه الانفجارات مسؤولة عن سطح أملس Tritons لأن الغازات تتكثف وتعود إلى السطح ، وتشكل غطاءًا سميكًا مشابهًا للثلوج.

يعتقد بعض الباحثين أن الإشعاع الشمسي يخترق سطح جليد تريتون ويسخن طبقة مظلمة أدناه. تبخر الحرارة المحاصرة النيتروجين الموجود تحت سطح الأرض ، والذي يتسع وينفجر في النهاية عبر الطبقة الجليدية أعلاه. سيكون هذا هو الموقع الوحيد المعروف للطاقة من خارج الجسم مما تسبب في ثوران بركاني - تأتي الطاقة عادة من الداخل.

Cryovolcano على إنسيلادوس: رؤية فنانين لما يمكن أن يبدو عليه البركان على سطح إنسيلادوس ، مع ظهور زحل في الخلفية. صورة ناسا. تكبير.

إنسيلادوس: أفضل توثيق

تم توثيق Cryovolcanoes على إنسيلادوس ، وهو قمر زحل ، لأول مرة بواسطة مركبة كاسيني الفضائية في عام 2005. قامت المركبة الفضائية بتصوير نفاثات من جزيئات جليدية تنفيس عن المنطقة القطبية الجنوبية. جعل هذا إنسيلادوس الجسم الرابع في المجموعة الشمسية مع النشاط البركاني المؤكد. حلقت المركبة الفضائية فعليًا عبر أعمدة من البرودة البركانية ووثّقت تركيبتها لتكون بخار الماء بشكل أساسي بكميات قليلة من النيتروجين والميثان وثاني أكسيد الكربون.

إحدى النظريات للآلية وراء البركانية البركانية هي أن الجيوب السطحية للمياه المضغوطة توجد على مسافة قصيرة (ربما أقل من بضع عشرات من الأمتار) تحت سطح الأقمار. يتم الاحتفاظ بهذا الماء في الحالة السائلة عن طريق تسخين المد والجزر من أقمار الداخلية. من حين لآخر ، تنفجر هذه المياه المضغوطة إلى السطح ، وتنتج عمودًا من بخار الماء وجزيئات الجليد.

دليل للنشاط

إن أكثر الأدلة المباشرة التي يمكن الحصول عليها لتوثيق النشاط البركاني على أجسام خارج كوكب الأرض هي رؤية أو تفجر الثوران الذي يحدث. نوع آخر من الأدلة هو تغيير في سطح الهيئة. يمكن للثوران أن ينتج غطاء أرضي للحطام أو الظهور. النشاط البركاني على Io متكرر بدرجة كافية والسطح مرئي بدرجة كافية بحيث يمكن ملاحظة هذه الأنواع من التغييرات. بدون هذه الملاحظات المباشرة ، قد يكون من الصعب على الأرض معرفة ما إذا كان البركان حديثًا أم قديمًا.

المجال المحتمل للنشاط البركاني الأخير على بلوتو: منظر لوني عالي الدقة لإحدى اثنين من البراكين الجليدية المحتملة التي تم رصدها على سطح بلوتو بواسطة مركبة الفضاء نيو هورايزن في يوليو 2015. هذه الميزة ، المعروفة باسم رايت مونس ، تقع على بعد حوالي 90 ميلًا (150 كيلومترًا) و 2.5 ميلًا (4 كيلومترات) متوسط. إذا كان في الواقع بركانًا ، كما هو مشتبه به ، فسيكون أكبر ميزة تكتشف في النظام الشمسي الخارجي. تكبير.

هل سيتم اكتشاف المزيد من النشاط؟

لم يتم اكتشاف Cryovolcanoes في إنسيلادوس حتى عام 2005 ، ولم يتم إجراء بحث شامل عبر النظام الشمسي لهذا النوع من النشاط. في الواقع ، يعتقد البعض أن النشاط البركاني على جارنا القريب فينوس لا يزال يحدث ولكنه مخفي تحت الغطاء السحابي الكثيف. تشير بعض الميزات على المريخ إلى نشاط حديث محتمل هناك. من المحتمل أيضًا أن يتم اكتشاف البراكين النشطة أو البراكين النشطة على أقمار الكواكب الجليدية في الأجزاء الخارجية لنظامنا الشمسي مثل أوروبا وتيتان وديون وجانيميد وميراندا.

في عام 2015 ، قام العلماء الذين يعملون مع صور من مهمة NASAs New Horizons بتجميع صور ملونة عالية الدقة من البراكين الجليدية المحتملة على سطح بلوتو. تُظهر الصورة المصاحبة منطقة على بلوتو بها بركان جليدي محتمل. نظرًا لوجود عدد قليل جدًا من الحفر المؤثرة على الرواسب حول هذا البركان المحتمل ، يُعتقد أنه كان في سن مبكرة من الناحية الجيولوجية. للحصول على صور وشروحات أكثر تفصيلاً ، راجع هذه المقالة على NASA.gov.

أهونا مونس، جبل الثلج المالح على سطح الكوكب القزم سيريس ، يظهر في وجهة النظر هذه المحاكاة. يُعتقد أنها تشكلت بعد تصاعد عمود من الماء المالح والصخور عبر الكواكب القزمية ، ثم ثار عمود من المياه المالحة. جمدت المياه المالحة إلى جليد بالمياه المالحة وبنت جبلًا يبلغ ارتفاعه الآن حوالي 2.5 ميل وعرضه 10.5 ميل. الصورة بواسطة ناسا / JPL- Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA.

في عام 2019 ، نشر علماء من وكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) ، ووكالة الفضاء الأوروبية ، ومركز الفضاء الألماني ، دراسة يعتقدون أنها تحل لغز كيفية تكوين جبل أونا مونس ، وهو جبل على سطح سيريس ، وهو أكبر جسم في حزام الكويكبات. انهم يعتقدون أن Ahuna Mons هو cryovolcano التي اندلعت المياه المالحة بعد تصاعد عمود تصاعد على سطح الكوكب القزم. لمزيد من المعلومات ، راجع هذه المقالة على NASA.gov.

هذا وقت مثير لمشاهدة استكشاف الفضاء!