Вулканы на удивительны, но наша планета — не единственный мир, где извергается лава. От луны Юпитера Ио, самого вулканического места в солнечной системе, до горы Олимп на Марсе, вашему вниманию 8 удивительных вулканов на планетах и лунах звездной системы, которую мы называем своим домом.
Астрофизики уверены — вулканическая активность способствует появлению жизни. Ведь именно вулканы внесли существенный вклад в формирование земной атмосферы, выбросив значительное количество углекислого газа и водяного пара. В Солнечной системе только четыре небесных тела — Земля, Ио, Тритон и Энцелад — считаются вулканически активными, другие демонстрируют свидетельства активности в прошлом. Мы подобрали восемь самых интересных мест в Солнечной системе, подходящих на роль колыбели цивилизации.
Вулканов на Земле много. Они очень разные по видам. Но суть у них одна — извергаются с выделением огненной лавы или выбрасывают из недр грязь. Считалось длительное время, что иных вулканов в Солнечной системе не может быть. Споры приобрели более яростный характер после полетов космических аппаратов к Марсу и Венере.
На Красной планете были обнаружены гигантские вулканы. Скажем, вулкан Олимп в высоту превышает 21 км. В Книге рекордов Гиннесса он был отнесен к разряду самых больших вулканов Солнечной системы. И это при том, что Марс гораздо меньше Земли по размерам и вулканические процессы там, казалось бы, давно остались в прошлом. Однако иногда над вершинами марсианских вулканов появляются странные «облака». Поскольку атмосфера у планеты очень тонкая, удивительно то, что «облака» не оседают и долго держатся в стратосфере, вызывая глобальные по масштабам бури.
Вулкан Олимп на Марсе — самая высокая гора Солнечной системы. Фото межпланетного зонда «Марс Экспресс»
Можно предположить, что якобы мертвые марсианские вулканы на самом деле еще действуют и извергают из недр нечто непонятное. Но тогда какого типа это вулканы? С земными аналогами их не сравнить.
Еще более загадочным оказался вулканизм на Венере. Плотные облака на ней не позволяют увидеть детали даже в очень мощные телескопы. Зондирование Венеры с помощью радиоволн дало возможность обнаружить на ней горы.
На поверхности планеты много вулканов. Сама поверхность по составу похожа на горячую лаву с россыпями камней. Самый крупный вулкан имеет диаметр около 600 км. В высоту он превышает 11 км. Но слишком плотная атмосфера и сильнейший постоянный разогрев недр привели к образованию вулканов, которые больше нигде в Солнечной системе не встречаются. Фактически это огромные вспученные площади с несколькими кольцами гор внутри. Ученым пришлось придумать особые названия для таких вулканов.
Гора Маат — высочайший вулкан Венеры. Трёхмерная модель, растянутая по вертикали в 22,5 раза. На самом деле сам вулкан тёмно-серый, а небо — зеленовато-жёлтое
Но самое удивительное произошло дальше. Вулканы были обнаружены и на ряде спутников планет Солнечной системы. Первую загадку задал Ио — спутник планеты Юпитер. Во время фотографирования на Ио насчитали 12 действующих вулканов. Газовые выбросы от них поднимались на высоту более 300 км. Вся поверхность спутника покрыта толстым слоем серы, цвет которой постоянно меняется от белого до желтого и коричневого. Невероятная вулканическая активность объясняется близостью Ио к Юпитеру и мощным действием приливных сил. Газовый гигант буквально «раздирает» спутник, и в будущем он исчезнет. К какому типу отнести вулканы Ио, извергающие диоксид серы? Если есть ад, то, похоже, он находится там.
Извержение вулкана на Ио (снимок Галилео)
На Энцеладе (спутник Сатурна) были обнаружены еще более фантастические вулканы. Впервые ученые предположили бурную геологическую активность Энцелада в 2005 году во время полета космического аппарата «Cassini». В 2014 году были получены убедительные свидетельства о том, что на Энцеладе есть океан, накрытый льдом. На его поверхности удалось заметить подледную вулканическую активность. Но поскольку спутник очень холодный, вулканы извергают не огненную лаву, а воду в смеси со льдом и газами. Все это тут же замерзает, создавая над вулканами огромные купола.
Спектрозональный снимок «Кассини» — водяной пар в южном полушарии Энцелада
Явление получило название криовулканизма, то есть извержения в условиях очень низких температур. Вулканы Энцелада можно условно сравнить с гейзерами на Земле. Но при этом надо уточнить, что земные термальные гейзеры извергают перегретую воду и пар, а на Энцеладе из недр извергается переохлажденная вода в смеси со льдом и газами.
Криовулканизм обнаружен и на Титане — другом спутнике Сатурна. На Титане вулканы извергают жидкий метан, который в атмосфере спутника тут же становится метановым льдом.
Криовулканизм есть и на Тритоне — спутнике Нептуна. При извержениях на поверхность спутника выбрасывается азотистый лед с примесью метана.
Снимок Тритона, сделанный «Вояджером-2» в 1989 году. Тёмные струи — следы извержений криовулканов
Вулканизм обнаружен и на спутниках Урана — Ариэле, Обероне, Титании и Умбриэле.
Не исключено, что вулканы имеются на других планетах и их спутниках и за пределами Солнечной системы. При этом они могут быть тоже фантастическими по своим извержениям.
Райт Монс и Пиккар Монс, Плутон
С тех пор, как в 2015 году космический аппарат NASA New Horizon пролетел мимо Плутона, ученые усердно анализируют изображения карликовой планеты. По видимому, эта теперь уже бывшая планета — самое далекое место в Солнечной системе, где есть вулканы. Многие ученые считают, что на изображении, снятом в южном полушарии Плутона, запечатлены криовулканы. Обе вершины имеют несколько километров в высоту и как минимум 100 километров в диаметре, а по форме они напоминают вулканы на Гавайских островах. И если эта гипотеза подтвердится, то Райт Монс станет самым большим известным вулканом во внешней Солнечной системе.
Патера Локи, Ио
Крупнейшая вулканическая впадина на спутнике Юпитера Ио, диаметром 250 километров названа по имени Локи — бога хитрости и обмана. Впервые вулкан был замечен Voyager 1 в 1979 году и с тех пор очаровывает ученых. Такие ионизированные лавовые озера частично заполненны расплавленной лавой, которая покрыта тонкой затвердевшей коркой. Эти озера напрямую сообщаются с резервуаром магмы прямо под ними. Во время извержений Локи может излучать в десять раз больше тепла, чем когда корка впадины стабильна. Вулкан извергается через равные промежутки времени, примерно каждые 540 земных дней, его последнее извержение было в мае 2018 года.
Криовулканы Энцелада
Эти замороженные объекты на поверхности спутника Сатурна не давали покоя ученым с тех пор, как их впервые обнаружили в 2005 году. Считается, что криовулканы на поверхности Энцелада распыляют струи водяного пара, льда и таинственной смеси газов прямиком в космос. Этот путник Сатурна небольшой, всего-то около 500 километров в диаметре, но геологически активный. Энцелад одно из трех небесных тел во внешней Солнечной системе (наряду со спутником Юпитера Ио и спутником Нептуна Тритоном), на которых наблюдались активные извержения. Анализ выбросов указывает на то, что они выбиваются из подповерхностного жидкого водного океана. В 2018 года ученые заявили об обнаружении сложных органических макромолекул в собранных космическим аппаратом «Кассини» образцах из струйного шлейфа Энцелада.
Криовулканы Тритона
На этих нечетких изображениях, снятых снятых аппаратом Voyager 2 в 1989 году, изображен шлейф высотой около восьми километров активного криовулкана на спутнике Нептуна Тритоне. Азот, пробиваясь сквозь отверстия во льду, выносит пылевые частицы в атмосферу планеты, откуда они, снижаясь, могут распространяться шлейфами на расстояния до 150 километров. Все они тянутся в западном направлении, что говорит о существовании преобладающего ветра. Источники энергии и механизм действия этих выбросов ещё непонятны, но то, что они наблюдаются в широтах, над которыми Солнце находится в зените, позволяет предположить влияние солнечного света.
Вулкан Тааль, Земля
Вулкан Тааль после извержения в 2020 году.
Тааль — действующий вулкан на Филиппинах, популярный туристический объект в стране. Расположен на острове Лусон в 50 км южнее столицы Филиппин, Манилы. Несмотря на то, что вулкан является одним из самых маленьких активных вулканов Земли, эта крошка имеет на своем счету самое из разрушительных извержений, произошедшее в 1911 году, унесшее свыше 1400 человеческих жизней.
Вулкан Тааль также обладает странным титулом единственного в мире вулкана находящегося в озере, внутри кратера которого тоже находится озеро. Этот активный вулкан плинианского типа, по состоянию на 12 января 2020 года извергался 43 раза.
Тектоника плит — современное научное представление в геотектонике о строении и движении литосферы, согласно которому земная кора состоит из относительно целостных блоков — литосферных плит, которые находятся в постоянном движении относительно друг друга. Причины, по которым у Земли есть тектоника плит, а у других миров Солнечной системы нет, — это один из главных вопросов планетологии. Ответ на него может помочь нам понять, насколько обычны земные условия среди звезд.
Гора Дум, Титан
Гора Дум (справа) и патера Сотра (слева). Построенное на компьютере изображение. Вид с севера. Масштаб по вертикали в 10 раз больше, чем по горизонтали. Цвета условные и зависят от состава поверхности.
Гора Дум является самой высокой точкой горного хребта в южном полушарии на Титане, самом крупном спутнике Сатурна. Считается, что гора образовалась благодаря криовулканизму — извержению воды и метанового льда из трещин в коре. Мохини,— яркий лепестковый поток длиной более 200 км. выходящий из горы и простирающийся на северо-восток.
Как и все на поверхности Титана, гора Дум постоянно подвергается атмосферным воздействиям, включая ветер, дождь и частицы снега, состоящие из жидкого метана и этана, а также углеводородный смог и дымку. В результате этих воздействий структура вулкана постоянно меняется, а ветровая эрозия играет роль в ограничении высоты его вершины.
Титан движется по орбите вблизи Сатурна, и приливные силы, возникающие при этом, вероятно, могут объяснить внутреннее тепло, питающее вулкан Дум. Некоторые ученые недоумевают, почему мы не наблюдаем более активного криовулканизма на поверхности Титана.
Гора Маат, Венера
Самый высокий венерианский вулкан и вторая по высоте возвышенность планеты. От среднего уровня поверхности планеты до макушки горы Маат — 8,8 километров. Его радарный снимок был получен в 1991 году космическим кораблем Magellan NASA. Покрытый пятнами темной лавы, вулканический щит по праву считается лучшей достопримечательностью горячей планеты. Есть предположение, что именно извержение горы Маат стало причиной сильных колебаний концентрации диоксида серы и метана в нижней и средней части атмосферы Венеры, обнаруженных зондами «Пионер-Венера-1» и «Пионер-Венера-2» в 1980-х годах.
«Тигровые полосы», Энцелад
Четыре разлома в Южном полярном регионе Энцелада носящих неофициальное название «тигровые полосы», ограниченные с обеих сторон хребтами. Снимок «Кассини», 2005 г.
Немногие вулканические миры вызвали такое потрясение, волнение и трепет, как крошечная луна Сатурна Энцелад. В марте 2006 года космический аппарат «Кассини» сделал снимок больших ледяных струй, вырывающихся из «тигровых полос» луны — четырех обширных разломов, которые доминируют в районе ее южного полюса. Глубина разломов достигает 500 метров, ширина — двух километров, а протяжённость — 130 километров.
Впоследствии «Кассини» пролетел через шлейф извержения и определил состав выброса состоящего из водяного льда со следами углекислого газа, аммиака, метана и других сложных углеводородов. Эти примеси понижают температуру плавления ледяной коры Энцелада, поддерживая образование криомагм.
Присутствие сложных углеводородов в выбросах, указывает на возможное наличие подповерхностного океана и, возможно, гидротермальных источников, подобных Земным, которые поддерживают богатые экосистемы на дне океана нашей планеты.
Мауна-Кеа, Земля
Гавайским бывает не только салат или венок, но и вулкан. Да не простой, а самый высокий на Земле — 4 205 метров над уровнем моря. Если измерять высоту этой горы от основания (так называемая относительная высота), то Мануа-Кеа перевалит за отметку в 10 000 метров Это один из пяти вулканов своего острова, последнее его извержение было около 4,5 тысяч лет назад. А еще это одно из лучших мест в мире для астрономических наблюдений. С момента создания дороги в 1964 году на вершине вулкана были построены 13 телескопов.
Холмы Мариус, Луна
Вид под углом на восточную часть холмов Мариус и кратер Мариус (вверху справа).Слева внизу — лавовый туннель.
Холмы Мариус — крупнейшее вулканическое купольное поле на Луне, содержащее многочисленные купола высотой до 500 м. В этом регионе также находится «дыра» Мариус, — отверстие на лунной поверхности шириной несколько сотен метров и глубиной порядка 80 метров, что, по мнению ученых, является древней лунной лавовой трубой. Некоторые ученные даже рассматривали это образование как место для будущей лунной базы.
Споры о том был ли когда-нибудь наш небесный спутник вулканическим миром велись до тех пор, пока астронавты миссии «Аполлон» не доставили на Землю лунную породу. Только после анализа образцов было подтверждено, что большие темные пятна на поверхности были не ударными кратерами, как предполагали некоторые, а древними лавовыми потоками.
Луна онлайн. Фазы Луны.
Хотя вулканизм, породивший холмы Мариус, давно исчез, на лунной поверхности есть места, где вулканизм мог происходить в последние несколько сотен миллионов лет. И если это удастся доказать, то не исключено, что в ближайшем будущем мы снова увидим лунные извержения.
На самом крупном спутнике Сатурна, в темной местности Ацтлан находится одна из высочайших известных гор Титана, предположительно криовулкан. Да-да, это не опечатка: вместо расплавленных скальных пород с высоты 1 450 метров извергается вода, аммиак, метан как в жидком, так и в газообразном состояниях. На других небесных телах такое часто встречается. Интересно, что гора-вулкан Дум соседствует с самой глубокой известной впадиной Титана — патерой Сотра, которую считают кратером вулкана, — глубиной около 1 700 метров. Эта парочка, пожалуй, самое захватывающее геологическое образование во всей Солнечной системе.
Гора Олимп, Марс
Потухший два миллиона лет назад вулкан на Марсе, расположенный в провинции Фарсида, что в районе экватора планеты, — высочайшая как по абсолютной, так и по относительной высоте гора Солнечной системы. Только сядьте — высота Олимпа составляет 26 километров от основания! Это три поставленных друг на друга Эвереста. Диаметр Олимпа — около 540 километров. Вулкан имеет крутые склоны по краям высотой до 7 километров, причины образования которых пока не нашли убедительного объяснения. Многие склоняются к версии подмыва склонов вулкана некогда существовавшим на Марсе океаном.
Гора Маат возвышается почти на 5 км. над окружающей местностью и на 8,8 км. над средним уровнем поверхности Венеры. Это делает её второй по высоте возвышенностью Венеры после гор Максвелла, и самым высоким на планете вулканом.
Щитовой вулкан Маат — самый высокий вулкан на поверхности Венеры, превзошедший все ожидания ученых. Считалось, что поверхностное давление на Венере должно было препятствовать образованию таких крутых склонов. Однако, последние исследования показывают, что достаточно вязкая венерианская лава может объяснить происхождение вулкана и другие конусообразные образования на Венере. Давление на поверхности может даже способствовать их образованию, не позволяя извергаемым материалам рассеиваться слишком далеко от жерла.
Вулкан Маат и другие подобные ему венерианские вулканы, безусловно, оставили свой след на поверхности планеты, возраст которой в результате обширных потоков лавы составляет в среднем всего 750 миллионов лет. И этот процесс обновления поверхности, вполне возможно, продолжается и по сей день.
В 1980-х годах проект «Пионер-Венера» выявил значительное присутствие в венецирианской атмосфере распространенных вулканических газов — диоксида серы и метана. Одно из объяснений — недавний выброс газов вулканами, такими как Маат.
На этом мозаичном изображении, полученном космическим кораблем «Вояджер-1», показана огромная площадь вулканических равнин спутника Ио. Здесь видны многочисленные вулканические кальдеры и потоки лавы. Патера Локи, активное лавовое озеро, на снимке — это большое черное образование в форме щита. Черные пятна, включая Локи, вероятно, представляют собой горячую серную лаву, которая может оставаться расплавленной благодаря попаданию расплавленной силикатной магмы, поднимающейся из глубин Ио.
До запуска миссии «Вояджер» в 1970-х годах мало кто ожидал активный вулканизм в замерзших частях Солнечной системы, населенных газовыми гигантами. Единственным исключением стала группа ученых-планетологов из Калифорнийского университета Стэна Пила. В пророческой статье Пила, за три месяца до прибытия корабля к Юпитеру, было предсказано, что объединенные орбитальные силы газового гиганта и других его спутников могут оказывают сильное приливное воздействие на крошечный Ио разогревая его недра.
Однако даже Пил не мог вообразить то, что обнаружил «». На Ио оказалось более 400 действующих вулканов, что делает его самым активным геологическим миром в Солнечной системе. Его динамическая поверхность подпитывается невообразимым гравитационным приливным трением образующимся под действием силы тяжести Юпитера и спутника Европы.
Патера Локи — крупнейшая вулканическая впадина на спутнике Юпитера Ио, диаметром 250 км., которая извергается с регулярными интервалами — примерно каждые 540 земных дней. Эти извержения выбрасывают струи высотой порядка 400 км., распределяющие серу и диоксид серы по обширным участкам поверхности.
Вулкан Ахуна, Церера
Снимок горы Ахуна сделанный космическим аппаратом «Dawn» сделанный с низковысотной картографической орбиты, расположенной на высоте 385 км. над поверхностью в декабре 2015 года. Разрешение снимков составляет 35 метров на пиксель. На самой крутой стороне высота этой горы составляет около 5 километров. Ее средняя общая высота составляет 4 километра.
Вулканизм можно обнаружить даже в поясе астероидов в нашей Солнечной системе, а на Церере, крупнейшем объекте, вращающемся между Марсом и Юпитером, он принимает странную форму.
В 2015 году космический аппарат NASA «Dawn» сделал снимок горы Ахуна, 17 километровой прямоугольной возвышенности с плоской вершиной, среди поверхности, покрытой кратерами, но относительно ровной. Поскольку на Церере нет признаков тектоники плит, происхождение горы объяснили примером криовулканизма в Солнечной системе.
Как показал анализ, извержения криовулкана не состояли только из одной воды. Вязкая составляющая и минералогия купола указывают на то, что эти извержения содержали много взвешенного каменистого материала. Таким образом, возвышенности Ахуна был присвоен статус грязевого вулкана. Как показало моделирование, вулкан питает плюм, простирающийся из мантии в купол, что повышает вероятность того, что поверхность Цереры все еще находится в стадии формирования.
Вулкан Олимп, Марс
Высота Олимпа — 26 км от основания, что в 2,5 раза превышает относительную высоту вулкана Мауна-Кеа, являющегося самым высоким вулканом на Земле и возвышающегося на 10,2 км от основания. Диаметр Олимпа — около 540 км. Вулкан имеет крутые склоны по краям высотой до 7 км. Причины образования этих гигантских обрывов пока не нашли убедительного объяснения, хотя многие склоняются к версии подмыва склонов вулкана некогда существовавшим на Марсе океаном.
Гора Олимп — потухший вулкан на Марсе, высочайшая как по абсолютной, так и по относительной высоте гора Солнечной системы. Длина вулканической кальдеры Олимпа — 85 км, ширина — 60 км. Глубина кальдеры достигает 3 км благодаря наличию шести перекрывающихся вулканических кратеров. Для сравнения — у крупнейшего на Земле вулкана Мауна-Лоа на Гавайских островах диаметр кратера составляет 6,5 км.
Щитовой вулкан образовался благодаря потокам лавы, извергавшимся из недр и застывавшим на поверхности. Скорее всего, извержения происходили в течение длительных периодов времени, о чём говорит тот факт, что ширина вулкана почти в 30 раз превышает его высоту. Олимп, по всей видимости, может простираться вплоть до границы ядра мантии, на тысячи километров ниже.
Если бы у Марса была тектоника плит, как у Земли, последовательные импульсы от такого шлейфа создали бы цепочки островов, подобные Гавайям. Однако на Марсе, как и на Венере и Меркурии, такого процесса нет. В результате на протяжении миллиардов лет вулкана Олимп создавал относительно слабые потоки лавы, каждый из которых изливался поверх последнего, постепенно увеличивая обширную пологую топографию.