Журнал Universe Today имел честь посвятить последние несколько месяцев изучению множества научных дисциплин, включая ударные кратеры, поверхности планет, экзопланеты, астробиологию, физику Солнца, кометы, атмосферы планет, планетарную геофизику, космохимию, метеориты, радиоастрономию, экстремофилы, органическую химию, черные дыры и их взаимодействие с другими объектами. это важно для того, чтобы помочь ученым и общественности лучше понять наше место в космосе. Здесь мы обсуждаем интересную область криовулканизма с доктором Розали Лопес, научным сотрудником Директората планетарных наук и старшим научным сотрудником Лаборатории реактивного движения НАСА, о важности изучения криовулканизма, примерах по всей Солнечной системе, о том, чему криовулканизм может научить нас в поисках жизни за пределами Земли. интересные аспекты изучения криовулканизма и советы для будущих студентов, желающих изучать криовулканизм. Итак, в чем же важность изучения криовулканизма?
Доктор Лопес ссылается на работу Гейслера (2015) и сообщает Universe Today: "Мой коллега Пол Гейслер дал этому хорошее определение: "Извержение жидкой или паровой фазы (с захваченными твердыми частицами или без них) воды или других летучих веществ, которые при нормальной температуре поверхности ледяного спутника замерзли бы в твердом состоянии". В то время как мы ассоциируем вулканизм на Земле с тем, что горячая магма извергается из недр Земли в огненном пламени и плавит все на своем пути, криовулканизм - это изучение ледяного вулканизма, поскольку "крио" определяется как "ледяной холод" или "иней". Впервые этот термин был использован в 1987 году в реферате Американского геологического общества (GSA), подготовленном Стивеном К. Крофтом, и с тех пор используется для описания ледяных вулканов по всей Солнечной системе.
Дополнительные термины, используемые в контексте криовулканизма, включают криомагму и криолаву — сравнимые с магмой и лавой традиционных вулканов — и криовулканическое сооружение — сравнимое с традиционными щитовыми вулканами, наблюдаемыми как на Земле, так и на других планетных телах (например, на Марсе и Венере). Итак, каковы некоторые примеры криовулканизма в нашей солнечной системе? Доктор Лопес рассказывает Universe Today: "Мы наблюдаем активный криовулканизм на Энцеладе и признаки криовулканизма в прошлом на Титане, Европе, Ганимеде и даже на Ио (скорее SO2, чем вода)". Доктор Лопес также подробно описывает активный и былой вулканизм в главе книги 2010 года. Причина, по которой мы наблюдаем активный криовулканизм на спутнике Сатурна Энцеладе, заключается в большом океане жидкой воды, который находится под его ледяной корой. Космический аппарат НАСА "Кассини" не только запечатлел активные выбросы "Тигровых полос" на южном полюсе Энцелада, но и пролетел через эти выбросы в марте 2008 года, используя свой ионный и нейтральный масс-спектрометр (INMS) для определения водяного пара, углекислого газа, монооксида углерода и органических веществ, уровни которых были выше, чем предполагала команда Cassini до пролета.
Крупнейший спутник Сатурна, Титан, является домом для скоплений жидкого метана и этана на своей поверхности из-за низких температур на поверхности -182,55 градуса по Цельсию (-296,59 градуса по Фаренгейту), в то время как на Земле метан и этан существуют исключительно в виде газов. Что касается свидетельств криовулканизма на Титане в прошлом, то космический аппарат "Кассини" обнаружил гору Дум в 2005 году и гору Эребор в 2007 году, и в настоящее время оба они считаются криовулканами. Кроме того, в 2018 году "Кассини" использовал свои радарные приборы для определения рельефа Титана, который был признан "самым лучшим доказательством" наличия криовулкана на Титане. Как и Энцелад, два галилеевых спутника Юпитера, Европа и Ганимед, продемонстрировали значительные доказательства того, что под их ледяными корками находятся жидкие океаны, и в октябре этого года планируется запуск миссии NASA Europa Clipper для детального изучения этого ледяного мира, которая прибудет примерно в 2030 году. Кроме того, в апреле 2023 года была запущена миссия Европейского космического агентства Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) с целью детального изучения Ганимеда, и в настоящее время планируется, что она выйдет на орбиту Ганимеда где-то в конце 2034 года.
Что касается свидетельств прошлого криовулканизма на Европе, то в 2020 году ученые предположили, что наблюдаемые с Европы шлейфы могли исходить непосредственно из ледяной коры. Что касается Ганимеда, то специфические особенности поверхности, известные как патеры, указывают на "потенциальные криовулканические области", но ученые по-прежнему настроены скептически и перечислили эти особенности как то, что миссия JUICE должна исследовать дальше. К другим мирам в нашей Солнечной системе, которые также демонстрируют прошлые или текущие признаки криовулканизма, относятся карликовая планета Церера, спутник Нептуна Тритон, карликовая планета Плутон и его спутник Харон, а также другие карликовые планеты. Итак, учитывая это множество миров, которые демонстрируют текущие или прошлые свидетельства криовулканизма в нашей Солнечной системе, чему криовулканизм может научить нас в поисках жизни за пределами Земли?
Доктор Лопес рассказывает Universe Today: "Для существования жизни в том виде, в каком мы ее знаем, нам нужны вода и энергия — криовулканизм обеспечивает тепло (энергию) и является способом переноса материала, который может иметь биосигналы, на поверхность тел. Если материал просто останется в океане под ледяной коркой, может пройти много десятилетий, прежде чем мы сможем взять его пробы". Говоря о наиболее интересных аспектах криовулканизма, которые она изучала за свою карьеру, доктор Лопес рассказала в интервью Universe Today: "Обнаружение монументов Дум и Эребор на Титане было очень захватывающим, поскольку они являются наиболее убедительными доказательствами того, что криовулканизм происходил на Титане".
Как и другие научные дисциплины, которые изучает Universe Today, криовулканизм предполагает сотрудничество ученых из самых разных областей знаний, включая вулканологию, планетарную геологию, физику и компьютерные науки. Благодаря этому ученые могут создавать компьютерные модели криовулканизма на основе существующих данных, а также использовать снимки с орбитальных аппаратов для подтверждения или обновления своих моделей, чтобы выяснить процессы, лежащие в основе наблюдаемого ими криовулканизма. Итак, какой совет может дать доктор Лопес будущим студентам, желающим изучать криовулканизм? Доктор Лопес говорит в интервью Universe Today: "Физика этого процесса все еще недостаточно изучена. Лабораторные эксперименты ценны. Им следует ознакомиться с литературой и выяснить, как улучшить свое понимание".
