Извержение вулкана на Ио (снимок Галилео)
У этого термина существуют и другие значения, см. Олимп (значения).
До полётов космических аппаратов (которые показали, что Олимп является именно горой) это место было известно астрономам как Nix Olympica («Снега Олимпа» — ввиду более высокого альбедо).
У этого термина существуют и другие значения, см. Ио (значения).
Вулканизм придаёт поверхности Ио уникальные особенности. Вулканический пепел и потоки лавы постоянно изменяют поверхность и окрашивают её в различные оттенки жёлтого, белого, красного, чёрного и зелёного (во многом благодаря аллотропам и соединениям серы). Потоки лавы на Ио достигают длины 500 километров. Вулканические выбросы создают тонкую неоднородную атмосферу Ио и потоки плазмы в магнитосфере Юпитера, в том числе огромный плазменный тор вокруг него.
В дальнейшем Ио наблюдали космический аппарат «Кассини-Гюйгенс» в 2000 году и космическая межпланетная станция «Новые горизонты» в 2007 году, а также, благодаря развитию технологий, наземные телескопы и космический телескоп «Хаббл».
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.
Атмосферное давление на вершине Олимпа составляет лишь 2 % от давления, характерного для среднего уровня марсианской поверхности (для сравнения — давление на вершине Эвереста составляет 25 % от показателя на уровне моря). Учитывая, что на поверхности Марса давление составляет менее 0,01 атмосферы, разрежённость среды на вершине Олимпа почти не отличается от технического вакуума.
Олимп занимает столь большую площадь, что его невозможно увидеть полностью с поверхности планеты (дистанция, необходимая для обозрения вулкана, столь велика, что он будет скрыт из-за кривизны поверхности). Соответственно, если встать на самой высокой точке вулкана, то его склон уйдёт за горизонт.
Ио не похожа на большинство спутников газовых планет (содержащих много льда) и состоит в основном из силикатов и железа, как и планеты земной группы. Ио по размеру немногим больше спутника Земли — Луны. Её средний радиус равен приблизительно (на 5 % больше среднего радиуса Луны), а масса составляет (примерно на 21 % больше, чем у Луны). Ио имеет форму эллипсоида, большая ось которого направлена в сторону Юпитера. Среди галилеевых спутников по массе и объёму Ио стоит после Ганимеда и Каллисто, но перед Европой.
Модель возможного внутреннего строения Ио с ядром, состоящим из железа или сульфида железа (выделено серым цветом), силикатной корой (выделено коричневым) и частично расплавленной силикатной мантией между ними (выделено оранжевым)
В дополнение к вулканам на Ио есть невулканические горы, вязкие лавовые потоки, достигающие длины в сотни километров, озёра расплавленной серы и кальдеры, глубина которых доходит до нескольких километров.
Вращение Ио. Большое красное кольцо окружает вулкан Пеле
Активные потоки лавы в патерах Тваштара, изображения получены «Галилео» в ноябре 1999 и феврале 2000 года
Приливной разогрев, вызываемый орбитальным эксцентриситетом, служит причиной того, что Ио — самая геологически активная луна в Солнечной системе, с сотнями вулканов и обширными потоками лавы. Во время особо крупных извержений потоки лавы могут тянуться на десятки и даже сотни километров. Состоят они в основном из базальтовой лавы с основным или ультраосновным (с большим содержанием магния) составом. В результате вулканической активности сера, диоксид серы (в виде газа) и силикатная пирокластическая материя (в виде пепла) поднимаются на высоту до 200 километров в открытый космос в виде своеобразных «зонтиков», а после выпадения окрашивают местность в красный, чёрный и белый цвета. Кроме того, эта материя образует тонкую атмосферу Ио и наполняет обширную магнитосферу Юпитера.
Патера Тупана. Размеры — 75 км, высота утёсов — 900 м. (снимок «Галилео»)
Анимация из пяти снимков с КА «Новые горизонты». Видно, как вулкан Тваштар извергает материю на над поверхностью
Гора Тохиль высотой 8,8 километра. Фото космического аппарата «Галилео»
Вулканы и горячие пятна
Патера Тупана — самый крупный вулкан на Ио
Вулканы Ио подразделяются на несколько типов. Первые, которых большинство, имеют температуру порядка 350—400 К и скорость выброса газовых продуктов около 500 м/с, высоту выброса до 100 километров, осадки преимущественно белого цвета. Вторые отличаются высокой температурой кальдеры, со скоростью выброса газа около 1 км/с и высотой выброса до 300 км. Главной их отличительной чертой является тёмная кольцевая окантовка на расстояниях нескольких сотен километров от кальдер. Имеется гипотеза о гейзерном происхождении второго типа извержений, когда происходит внезапный фазовый переход жидкость-газ (например, на Земле такие процессы наблюдаются на вулканах острова Святой Елены). Состав продуктов извержений — сера, сернистый газ и некоторые сульфиды, а также силикатные магмы.
«Юпитер и Ио». Картина Париса Бордоне (1550-е годы)
Олимп находится в провинции Фарсида, где расположены ряд других вулканов, в том числе гора Арсия, гора Павлина и гора Аскрийская, которые также имеют огромные размеры, хотя и уступают Олимпу. Эти три вулкана находятся в горах Фарсида, а Олимп расположен внутри впадины провинции Фарсида, глубиной 2 км.
Территория, окружающая вулкан, во многих местах покрыта сетью небольших хребтов и гор. Эту горную систему называют Ореолом Олимпа. Ореол простирается на расстояние до 1000 км от вершины в виде огромных «лепестков». Происхождение Ореола входит в число марсианских загадок. Одна из гипотез связывает Ореол с разрушением склонов Олимпа, другая — с гипотетической ледниковой активностью, согласно ещё одной гипотезе, это остатки древних лавовых потоков, впоследствии подвергшихся разрушению и эрозии.
На некоторых фотографиях участков Ореола, сделанных с высоким разрешением, видно множество параллельных полосок — ярдангов (см. . Архивировано 30 мая 2021 года.). Вероятно, их направление отражает преимущественную направленность ветров, дующих в этой местности. Ярданги обычно образуются на поверхности, которая легко поддаётся эрозии, например, при наличии вулканического пепла.
Источник энергии вулканизма
Анимация, демонстрирующая Лапласов резонанс Ио с Европой и Ганимедом
Галилео Галилей, первооткрыватель Ио
Сравнение размеров Земли, Луны и Ио
Мозаика поверхности Ио, составленная из снимков, сделанных космическим аппаратом «Вояджер-1». Внизу — патера Локи, далее на северо-запад — патера Аматерасу и патера Дажбога.
Снимок «Галилео», на котором видно большое тёмное пятно, очерченное красным кольцом, произведённое сильным извержением патеры Пиллана в 1997 году
Изменения поверхности Ио между изучением её КА «Галилео» и КА «Новые горизонты»
Запущенная 14 апреля 2023 года миссия аппарата Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) не предполагает сближений с Ио, тем не менее, JUICE проведет дистанционные исследования вулканической активности спутника.
Взаимодействие с магнитосферой Юпитера
Кальдера и вулканические кратеры
Олимп — потухший вулкан, образовавшийся благодаря потокам лавы, извергавшимся из недр и застывавшим на поверхности. По всей видимости, извержения происходили в течение длительных периодов времени, о чём говорит тот факт, что диаметр вулкана почти в 25 раз превышает его абсолютную высоту.
Сравнительно большие размеры Олимпа объясняются тем, что Марс, вероятно, не имеет тектонических плит, в отличие от Земли. В силу отсутствия движения плит и отсутствия эрозии, вулкан может существовать очень долго.