Пеле (вулкан) - Pele (volcano)

Не путать с Mount Pelée.
Цветное изображение заднего полушария Ио, выделяющее большое красное кольцо вокруг вулкана Пеле.

Пеле активный вулкан на поверхности Юпитер луна Ио. Он расположен на заднем полушарии Ио в 18 ° 42' ю.ш. 255 ° 18 ′ з.д. / 18,7 ° ю.ш.255,3 ° з. / -18.7; -255.3.[1]Координаты: 18 ° 42' ю.ш. 255 ° 18'з.д. / 18,7 ° ю.ш.255,3 ° з. / -18.7; -255.3.[1] Большой, высотой 300 километров (190 миль) вулканический шлейф наблюдался на Пеле различными космическими аппаратами, начиная с Вояджер 1 в 1979 году, хотя это не было постоянным.[2] Открытие плюма Пеле 8 марта 1979 г. подтвердило существование активного вулканизма на Ио.[3] Шлейф связан с лавовое озеро на северном конце горы Danube Planum. Пеле также примечателен устойчивым большим красным кольцом, окружающим вулкан, образовавшимся в результате сернистых осадков из вулканического шлейфа.

Наблюдения

Вояджер

Мозаика изображений, сделанных Вояджер 1 Пеле (вверху справа от центра) и его нитевидный вулканический шлейф

В качестве Вояджер 1 приблизившись к системе Юпитера в марте 1979 года, он получил многочисленные изображения планеты и ее четырех крупнейших спутников, включая Ио. Одной из наиболее отличительных черт этих далеких изображений Ио было большое эллиптическое кольцо в форме следа на задней полусфере спутника (сторона, обращенная в противоположную сторону от направления движения синхронно вращающегося спутника, такого как Ио).[4] Во время самой встречи 5 марта 1979 г. Вояджер 1 были получены изображения с высоким разрешением области в форме отпечатка. В центре галстук-бабочка -образная темная область в середине кольца представляла собой углубление, частично заполненное темным материалом, размером 30 км (19 миль) на 20 км (12 миль).[5] Эта впадина, которая позже была обнаружена как источник вулкана Пеле, находится у северного подножия рифленой горы, позже названной Danube Planum. Используя другие убедительные доказательства вулканической активности на поверхности Ио, полученные в результате этого столкновения, исследователи предположили, что Пеле, вероятно, был кальдера.[4]

8 марта 1979 г., через три дня после прохождения Юпитера, Вояджер 1 сделал снимки спутников Юпитера, чтобы помочь диспетчерам определить точное местоположение космического корабля. Этот процесс называется оптической навигацией. Во время обработки изображений Ио для улучшения видимости звезд на заднем фоне инженер-навигационный Линда Морабито обнаружил 300-километровое (190 миль) облако вдоль лунного конечность.[3] Сначала она заподозрила, что облако - это луна позади Ио, но в этом месте не могло быть тела подходящего размера. Было установлено, что этот объект представляет собой вулканический шлейф высотой 300 км (190 миль) и шириной 1200 км (750 миль), образованный активным вулканизмом на Пеле.[6] На основании размера шлейфа, наблюдаемого на Пеле, кольцо из красноватого (или темного, как оно казалось камерам «Вояджера», которые были нечувствительны к красному свету) материала было определено как отложение материала шлейфа.[6] После этого открытия семь других шлейфов были обнаружены в более раннем Вояджер образы Ио.[6] Тепловое излучение Пеле, обнаруженное Вояджер 1 Инфракрасный интерферометрический спектрометр (IRIS) обнаружил горячую точку на Пеле, указывающую на остывающую лаву, что также указывает на то, что вулканическая активность на поверхности была связана с шлейфами, наблюдаемыми Вояджер 1.[7]

Когда Вояджер 2 пролетел через систему Юпитера в июле 1979 года, его съемочная кампания была изменена, чтобы наблюдать шлейфы Ио в действии и искать изменения на поверхности. Шлейф Пеле, обозначенный в то время как Шлейф 1, поскольку это был первый из обнаруженных вулканических шлейфов Ио, не был замечен Вояджер 2 четыре месяца спустя. Наблюдения за приземными наблюдениями выявили изменения в красном кольце вокруг Пеле.[8] В то время как он был в форме сердца или отпечатка копыта во время Вояджер 1 столкновения, он теперь был более эллиптическим с выемкой в ​​южной части отложения плюма, теперь заполненной, возможно, из-за изменений в распределении источников плюма в пределах Пеле. патера.[8]

После встреч с "Вояджером" Международный астрономический союз официально названный вулкан после Гавайский богиня вулкана Пеле, в 1979 году.[1]

Галилео и дальше

Инфракрасное изображение, показывающее ночное тепловое излучение лавового озера Пеле

Галилео прибыл в систему Юпитера в 1995 году и с 1996 по 2001 год регулярно наблюдал за вулканической активностью на Ио, наблюдая тепловое излучение Ио в ближнем инфракрасном диапазоне, получая изображения Ио, когда он находился в тени Юпитера, чтобы искать тепловые горячие точки в видимом диапазоне. и длины волн ближнего инфракрасного диапазона, а также получение изображений Ио в течение большей части орбиты, чтобы обнаружить изменения во внешнем виде рассеянного материала и потоков лавы на поверхности.[9] Тепловое излучение Пеле регистрировалось почти во всех случаях, когда заднее полушарие Ио было сфотографировано, когда Луна находилась в тени Юпитера.[5] Было обнаружено, что вулканический шлейф на Пеле прерывистый или в основном состоит из газа с периодическими всплесками повышенного содержания пыли. Он был обнаружен только дважды Галилео в декабре 1996 г. и декабре 2000 г.[2] В этих двух обнаружениях высота шлейфа варьировалась от 300 км (190 миль) до 426 км (265 миль).[2] Шлейф был также обнаружен Космический телескоп Хаббла в октябре 1999 г. Галилео совершал облет Луны. Наблюдения Хаббла позволили обнаружить двухатомные сера (S2) впервые на Ио в плюме Пеле.[10] На снимках вулкана при дневном свете наблюдались незначительные изменения формы и интенсивности большого отложения шлейфа с красными кольцами, окружающего Пеле, причем наиболее заметные изменения наблюдались в сентябре 1997 г., когда темно. пирокластический материал от извержения Пиллан Патера прикрыл часть отложения плюма Пеле.

В течение Галилея встречи вместе с Ио в период с октября 1999 г. по октябрь 2001 г. космический корабль трижды наблюдал за Пеле с помощью своей камеры и инфракрасных спектрометров, когда вулкан находился на ночной стороне Ио. Камеры выявили изогнутую линию ярких пятен вдоль окраины Pele patera (термин, используемый для обозначения вулканических впадин на Ио, похожих на кальдеры). В пределах темной полосы восток-запад вдоль юго-восточной части патеры наблюдалось большое количество теплового излучения с температурами и распределением, соответствующими большому, базальтовому озеру лавы.[5]

Тепловое излучение на Пеле также было замечено в декабре 2000 г. Кассини космического корабля, в декабре 2001 г. Кек Телескоп в Гавайи, и Новые горизонты космический корабль в феврале 2007 г.[5][11][12]

Физические характеристики

Лавовое озеро

Изображение Пеле в самом высоком разрешении, сделанное Вояджер 1 в марте 1979 г.

У Пеле есть вулканический кратер, также известный как патера, размером 30 км (19 миль) на 20 км (12 миль).[5] который лежит у подножия северной оконечности горы Дунай Планум. Патера имеет несколько этажей, с более высокой северо-восточной частью и нижней частью, которая состоит из восточно-западного направления. грабен.[13] Вулканическая активность на Пеле, как видно на изображениях, сделанных Галилео в октябре 2001 года, когда Пеле был на ночной стороне Ио, похоже, что он ограничен небольшими тепловыми "горячими точками" по краям патер и более интенсивным источником теплового излучения в темной области в юго-восточной части дна патер.[5] Такое распределение активности в сочетании со стабильностью Пеле как горячей точки с точки зрения температуры и излучаемой мощности позволяет предположить, что Пеле представляет собой большую активную лавовое озеро, сочетание стиля извержения и интенсивности активности, невиданное больше нигде на Ио.[13] Маленькие горячие точки, видимые в данных Галилео, представляют области, где кора лавового озера распадается по краям патер, позволяя свежей лаве выходить на поверхность.[5] Юго-восточная часть патеры, область темной местности в Вояджер 1 снимки, это самая активная область вулкана Пеле, с самой обширной областью горячей лавы на Пеле. Считается, что эта область представляет собой сильно опрокидывающееся озеро лавы, что предполагает сочетание большого потока лавы в озеро из резервуара магмы под поверхностью и большой массовой доли растворенных летучих веществ, таких как диоксид серы и двухатомный сера.[13] Учитывая яркость Пеле в ближнем инфракрасном диапазоне, активность в этой части лавового озера также может привести к фонтан лавы.[13][14]

Температуры лавы, измеренные с помощью ближний инфракрасный спектр излучения горячих точек, наблюдаемых на Пеле, соответствуют силикатно-базальтовой лаве, извергающейся в лавовом озере. Измерения от Галилео и Кассини изображения Пеле предполагают максимальную температуру не менее 1250–1350 ° C, в то время как спектрометр ближнего инфракрасного диапазона на Галилео обнаружены пиковые температуры 1250–1280 ° C.[15] В то время как выходная мощность и температура Пеле оставались неизменными во временном масштабе от месяцев до лет на протяжении большей части Галилео миссии, измерения яркости Пеле с использованием Кассини данные, полученные во время затмение Ио на Юпитере обнаружил значительные вариации на шкале времени в минутах. Это согласуется с изменениями в распределении и размере фонтанов лавы на Пеле за этот период времени.[5]

Плюм

Шлейф Пеле - это архетипический Шлейф типа Пеле: 300 км (190 миль) в высоту, образует большое красноватое отложение, концентрическое вокруг источника. Шлейф создается в результате дегазации серы (S2) и диоксид серы (SO2) от извержения лавы в лавовом озере Пеле.[13][14] Присутствие дегазированных сернистых соединений в плюме Пеле, вероятно, связано со стабильным и постоянным притоком магмы в его лавовое озеро,[14] который мог быть самым большим магматическим очагом вулканов Ио.[16] Изображения шлейфа, сделанные Вояджер 1 обнаружил большую структуру без центральной колонны, такой как меньшая, Типа Прометея шлейфы, но вместо этого имеют нитевидную структуру.[17] Эта морфология соответствует шлейфу, который образован сернистыми газами, извергающимися в небо из лавового озера Пеле, которые затем конденсируются в твердую S2 и так2 по внешнему краю зонтичного шлейфа достигают ударного навеса.[2] Затем эти конденсированные материалы осаждаются на поверхности, образуя большое красное кольцо овальной формы вокруг вулкана Пеле.[13] Овальная форма отложений, вытянутая примерно в направлении с севера на юг, может быть результатом линейной области источника с востока на запад, что соответствует форме и ориентации грабена, который образует южную и более активную часть Пеле. патера.[18] Переменная активность в различных частях лавового озера Пеле также может приводить к изменениям яркости и формы осадка плюма с течением времени, наблюдаемым с помощью различных космических аппаратов.[18][19]

Рекомендации

  1. ^ а б "Пеле". Газетир планетарной номенклатуры. Программа исследований в области астрогеологии USGS.
  2. ^ а б c d Geissler, P.E .; М. Т. Макмиллан (2008). «Галилейские наблюдения вулканических шлейфов на Ио». Икар. 197 (2): 505–18. Bibcode:2008Icar..197..505G. Дои:10.1016 / j.icarus.2008.05.005.
  3. ^ а б Морабито, Л. А .; и другие. (1979). «Открытие активного в настоящее время внеземного вулканизма». Наука. 204 (4396): 972. Bibcode:1979Наука ... 204..972М. Дои:10.1126 / science.204.4396.972. PMID  17800432.
  4. ^ а б Моррисон, Дэвид .; Самз, Джейн (1980). «Первая встреча». Путешественник к Юпитеру. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. С. 74–102.
  5. ^ а б c d е ж грамм час Radebaugh, J .; и другие. (2004). «Наблюдения и температуры Пеле Патеры Ио по изображениям космических аппаратов Кассини и Галилео». Икар. 169 (1): 65–79. Bibcode:2004Icar..169 ... 65R. Дои:10.1016 / j.icarus.2003.10.019.
  6. ^ а б c Strom, R.G .; и другие. (1979). "Шлейфы извержения вулкана на Ио". Природа. 280 (5725): 733–736. Bibcode:1979Натура.280..733С. Дои:10.1038 / 280733a0.
  7. ^ Hanel, R .; и другие. (1979). "Инфракрасные наблюдения системы Юпитера с космического корабля" Вояджер-1 ". Наука. 204 (4396): 972–76. Дои:10.1126 / science.204.4396.972-а. PMID  17800431.
  8. ^ а б Smith, B.A .; и другие. (1979). "Галилеевы спутники и Юпитер: результаты исследования изображений космического корабля" Вояджер-2 ". Наука. 206 (4421): 927–50. Bibcode:1979Наука ... 206..927С. Дои:10.1126 / science.206.4421.927. PMID  17733910.
  9. ^ McEwen, A. S .; и другие. (1998). «Активный вулканизм на Ио глазами Галилео SSI». Икар. 135 (1): 181–219. Bibcode:1998Icar..135..181M. Дои:10.1006 / icar.1998.5972.
  10. ^ Spencer, J. R .; и другие. (2000). "Открытие газообразной S2 в Пеле Плюм Ио ". Наука. 288 (5469): 1208–1210. Bibcode:2000Sci ... 288.1208S. Дои:10.1126 / science.288.5469.1208. PMID  10817990.
  11. ^ Маркис, Ф .; и другие. (2005). "Кек АО исследование глобальной вулканической активности Ио между 2 и 5 мкм". Икар. 176 (1): 96–122. Bibcode:2005Icar..176 ... 96M. Дои:10.1016 / j.icarus.2004.12.014.
  12. ^ Spencer, J. R .; и другие. (2007). «Вулканизм Ио глазами новых горизонтов: крупное извержение вулкана Тваштар». Наука. 318 (5848): 240–43. Bibcode:2007Научный ... 318..240S. Дои:10.1126 / science.1147621. PMID  17932290.
  13. ^ а б c d е ж Дэвис, А. (2007). «Лавовое озеро на Пеле». Вулканизм на Ио: сравнение с Землей. Издательство Кембриджского университета. С. 178–191. ISBN  978-0-521-85003-2.
  14. ^ а б c Battaglia, S.M .; и другие. (2014). «Теотермический (сера) цикл Ио - литосферный цикл, выведенный из моделирования растворимости серы в притоке магмы Пеле». Икар. 235: 123–129. Bibcode:2014Icar..235..123B. Дои:10.1016 / j.icarus.2014.03.019.
  15. ^ Keszthelyi, L .; и другие. (2007). «Новые оценки температуры извержения Ио: последствия для внутренней части». Икар. 192 (2): 491–502. Bibcode:2007Icar..192..491K. Дои:10.1016 / j.icarus.2007.07.008. Архивировано из оригинал на 2019-12-16. Получено 2019-07-02.
  16. ^ Батталья, Стивен М. (март 2015 г.). «Ио: роль зародышеобразования сульфидных капель в вулканизме типа Пеле» (PDF). 46-я Конференция по изучению Луны и планет. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  17. ^ McEwen, A. S .; Содерблом, Л. А. (1983). «Два класса вулканического шлейфа на Ио». Икар. 55 (2): 197–226. Bibcode:1983Icar ... 55..191M. Дои:10.1016/0019-1035(83)90075-1.
  18. ^ а б McDoniel, W. J .; и другие. (2010). DSMC Моделирование плюма Пеле на Ио (PDF). LPSC XLI. Вудлендс, Техас. Реферат № 2623.
  19. ^ Geissler, P .; и другие. (2004). «Поверхностные изменения на Ио во время миссии Галилео». Икар. 169 (1): 29–64. Bibcode:2004Icar..169 ... 29G. Дои:10.1016 / j.icarus.2003.09.024.

внешняя ссылка

СМИ, связанные с Пеле (вулкан) в Wikimedia Commons