Дэвид Моррисон - Спутники Юпитера. Том 3

/

;;й.

8а1е11Ие$ оГ
Лиркег
Едйед Ьу
ВаУ1б Могпхоп

XV1111 1Ье а8818(апсе оГ
МПс1гес1 8кар1еу МаПкеиъ
ХУйЬ 47 со11аЬогайп§ ашЬогз

ТЪе Сптегаку оГ Апгопа Ргезх
Тисзоп, Апгопа

СПУТНИКИ
ЮПИТЕРД
Под редакцией Д. Моррисона

Перевод с английского

под редакцией
д-ра физ.-мат. наук, проф. М.Я. Марова

Москва «Мир»
1986

ББК 22.654
С74
УДК 523.4

Джонсон Т., Содерблом Л., Киффер С., Пирл Дж., Син­
тон У., Фанейл Ф., Банерт В., Элсон Л., Зурек Р., Кумар Ш.,
Хантен Д., Пилчер К., Стробел Д., Салливен Д., Сиско Дж.,
Поллак Д., Дэвис М.
Спутники Юпитера: В 3-х ч. Ч. 3. Пер. с англ./Под ред.
С74 Д. Моррисона-М.: Мир, 1986.-344 с., ил.
Коллективная монография ученых США, посвященная результатам научных
исследовании спутников Юпитера с помощью американских космических аппаратов
«Вояджер». В часть 3 вошли разделы, посвященные проявлениям внутренней актив­
ности одного из самых загадочных спутников Юпитера-Ио, а также составу его
поверхности, строению плазменного тора на орбите Ио, атмосферам спутников и,
наконец, происхождению и зволюции системы спутников Юпитера.
Для астрономов, геологов, планетологов-специалистов и студентов старших
курсов. Будет полезна всем интересующимся новыми данными о Солнечной
системе.

С >705050000-230
041 (01)-86

ч
ББК 22.654

Редакция литературы по Космическим
исследованиям, астрономии и геофизике

© 1982 ТЬе Апхопа Воагд оГ Ве§еп18
© перевод на русский язык, «Мир», 1986

17
Вулканические извержения на Ио:
эволюция поверхности и потеря
массы
Т. В. ДЖОНСОН
Лаборатория реактивного движения
Л.Э. СОДЕРБЛОМ

Геологическая служба США
Воздействие активного вулканизма на Ио приводит к непрерывной
переработке поверхности спутника. Учет требуемых скоростей процес­
сов, приводящих к захоронению ударных кратеров, значений потоков
массы, связанных с наблюдаемыми султанами выбросов, а также коли­
чества энергии, требуемой для поддержания вулканической активно­
сти. позволяет предполагать, что скорости переработки поверхностно­
го слоя в геологически недавнее время составляли от 10 ~3 до
10смгод~1. Если это типичное значение скорости сохранялось
в течение последних 4,5-109 лет, то следует предполагать, что на Ио
произошла обширная циклическая переработка коры и мантии. Оценки
современных скоростей потерь 5. О и Иа, поставляемых Ио в магни­
тосферу Юпитера, показывают, что они вносят незначительный вклад
в интенсивность процессов переработки поверхности и не могут приве­
сти ни к глубокой эрозии, ни к общему обеднению планеты любым из
перечисленных элементов.

Обнаружение активного вулканизма на Ио было одним из самых не­
ожиданных результатов полетов «Вояджеров» к Юпитеру. Поскольку
Ио обладает примерно такими же размерами и массой, что и Луна,
большинство моделей тепловой истории этого небесного тела до поле­
тов «Вояджеров» походило на модели эволюции Луны. Другими слова­
ми, в этом случае предполагались ранняя магматическая активность
и вулканизм, обусловленные теплом аккреции и короткоживущих ра­
дионуклидов, а также постепенный разогрев за счет долгоживущих ра­
дионуклидов. На лунной поверхности отсутствуют следы крупных вул­
канических событий, датируемых возрастом менее ~ 3,0-109 лет.
Высказанное Пилом, Кассеном и Рейнольдсом непосредственно перед
пролетом «Вояджеров» вблизи Ио предположение о том, что при­
ливный разогрев может играть главную роль в ее истории, в корне из­
менили существовавшие представления [25]. Но даже с учетом этого
предположения трудно было предвидеть реальные масштабы современ­
ной вулканической активности Ио.

6

Т.В. ДЖОНСОН. Л.Э. СОДЕРБЛОМ

Снимки с «Вояджера-1» отчетливо свидетельствуют о геологически
очень молодой поверхности Ио, на которой полностью отсутствуют ви­
димые ударные кратеры даже при самом высоком достигнутом разре­
шении на полученных изображениях. Вулканические структуры были
здесь найдены даже до обнаружения активных извержений, происходив­
ших в течение пролета «Вояджеров» [22, 33]. Исследование характери­
стик султанов выбросов и сопоставление их с данными, в основе ко­
торых лежат оценки потока кратерообразующих тел, позволяют
предполагать, что поверхность Ио перерабатывается с интенсивностью
около 0,1 см/год или даже еще быстрее [13]. В настоящей главе дается
обзор --">