Afbeelding tegoed: NASA / JPL
De warmste plek in het zonnestelsel is in de zomer noch Mercurius, Venus noch St. Louis. Io, een van de vier satellieten die de Italiaanse astronoom Galileo bijna 400 jaar geleden rond Jupiter ontdekte, neemt die prijs in ontvangst. Het Voyager-ruimtevaartuig ontdekte meer dan 20 jaar geleden vulkanische activiteit op Io en latere waarnemingen tonen aan dat Io het meest vulkanisch actieve lichaam in het zonnestelsel is. Het Galileo-ruimtevaartuig, genoemd naar de astronoom Galileo, vond vulkanische hotspots met temperaturen tot wel 2910 Fahrenheit (1.610 Celsius).
Uit computermodellen van vulkaanuitbarstingen op Io, uitgevoerd door onderzoekers van de Washington University in St. Louis, blijkt dat de lava's zo heet zijn dat ze natrium, kalium, silicium en ijzer en waarschijnlijk ook andere gassen verdampen in de atmosfeer.
Met behulp van een bijgewerkte versie van MAGMA, een veelzijdig computerprogramma dat hij 15 jaar geleden ontwikkelde met een Harvard University-collega, Bruce Fegley, Jr., Ph.D., hoogleraar aard- en planetaire wetenschappen in Arts & Sciences aan de Washington University in St. Louis , vond dat sommige van deze elementen ten minste gedeeltelijk worden verdampt als gassen met een enkel atoom. Anderen worden verdampt in verschillende moleculaire vormen, bijvoorbeeld siliciummonoxide, siliciumdioxide en ijzermonoxide.
"Reactie van deze gassen met zwavel- en chloorsoorten in vulkanische gassen kan leiden tot de vorming van ongebruikelijke gassen als natriumchloride, kaliumchloride, magnesiumdichloride en ijzerdichloride", zei Fegley.
In 2000 voorspelden Fegley en voormalig collega van de Washington University, Mikhail Zolotov, Ph.D., nu aan de Arizona Sate University, de vorming van natriumchloride en kaliumchloridedamp in vulkanische gassen op Io. Drie jaar later vonden astronomen op Io natriumchloridegas. Deze waarnemingen waren echter niet gevoelig genoeg om de minder overvloedige kaliumchloridedamp te detecteren.
Nu heeft Fegley ontdekt dat natrium en kalium in Ionische vulkanische gassen worden verdampt uit de hete lava's. Fegley en onderzoeksassistent Laura Schaefer van Washington University gebruikten gegevens van de Galileo-missie en aardobservaties van krachtige telescopen in hun door NASA gefinancierd onderzoek. Ze publiceerden hun resultaten in het nummer van Icarus van mei 2004, het toonaangevende tijdschrift voor planetaire wetenschap.
"We doen in feite geologie op Io met behulp van gegevens van telescopen op aarde, waaruit blijkt dat dit soort observaties kunnen concurreren met dure ruimtemissies," zei Fegley. "Het is verbazingwekkend hoe heet en hoe vulkanisch actief Io is. Het is 30 keer actiever dan de aarde. Het is het heetste lichaam buiten de zon in het zonnestelsel. "
De binnenste van de vier belangrijkste satellieten van Jupiter - er zijn er minstens 16 - krijgt zijn hoge vulkanisme door getijdeninteracties met Jupiter, dat het sterkste magnetische veld van alle planeten heeft. Op Io zijn meer dan 100 actieve vulkanen geïdentificeerd. Hotspots hebben temperaturen tot 1600 graden Celsius. Dit is enkele honderden graden heter dan aardse vulkanen zoals Kilauea op Hawaï, dat een temperatuur heeft van ongeveer 1.000 graden Celsius (1.830 Fahrenheit).
Fegley en Schaefer ontdekten dat siliciummonoxide het belangrijkste siliciumhoudende gas is boven de lava's.
"Het interessante hiervan is dat astronomen siliciummonoxide hebben waargenomen in andere omgevingen in de interstellaire ruimte, met name in de atmosfeer van koele sterren", zegt Fegley.
Astronomische waarnemingen van actief uitbarstende vulkanen op Io kunnen mogelijk het siliciummonoxidegas in zijn atmosfeer detecteren.
Fegley en Schaefer bevelen een Io-missie met vulkanische sonde aan om direct de druk, temperatuur en samenstelling van gassen van Pele, een van de meest actieve vulkanen van Io, te meten. Een dergelijke poging is "haalbaar met de huidige technologie", zei Fegley. "Het zou onze kennis van het meest vulkanisch actieve lichaam in het zonnestelsel enorm uitbreiden."
De missie van de vulkanische sonde zou een vooruitgang betekenen in de poging om enkele van Io's mysteries te onthullen, zoals hoe de satelliet, ongeveer zo groot als onze eigen maan, zijn hoge magma-temperaturen kan handhaven zonder bijna volledig gesmolten te zijn, en hoe houdt ik een sterk genoeg lithosfeer om bergen te ondersteunen die hoger zijn dan de Mount Everest?
Oorspronkelijke bron: WUSTL-persbericht
