Aktivitas gunung berapi Io mungkin disebabkan oleh kombinasi unik gravitasi biasa yang diremas oleh Jupiter dan gesekan pada batuan cair di bagian dalam Io.
Pesawat ruang angkasa New Horizons - yang baru-baru ini mengunjungi Pluto - menangkap urutan lima-frame dari bulu-bulu raksasa dari gunung berapi Tvashtar Io, saat melewati sistem Jupiter. Gambar melalui NASA / JHU Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute.
Dalam sebuah penelitian baru yang diumumkan oleh NASA pada 10 September 2015, Robert Tyler dari Goddard Space Flight Center NASA menjelaskan model baru untuk apa yang menghasilkan gunung berapi di Io, yang paling dalam dari empat satelit besar Galilea milik Jupiter. Io telah dikenal selama beberapa dekade sebagai objek paling aktif vulkanik di tata surya kita, dengan ratusan letusan yang dapat diamati mengeluarkan lava hingga 250 mil (400 km) dari permukaan bulan kecil. Tyler mengatakan bahwa pengaruh gravitasi Jupiter pada a interior cair Io - laut magma internal - adalah apa yang menyebabkan gunung berapi salah tempat misterius di permukaan Io.
Teori-teori sebelumnya mengasumsikan Io adalah objek yang solid, tetapi dapat dideformasi (seperti tanah liat). Diasumsikan Io agak cacat efek pasang surut oleh Jupiter, yaitu, efek gravitasi Jupiter tindihan bulan besar terdalamnya. Namun, ketika para ilmuwan membandingkan model-model komputer berdasarkan asumsi ini dengan foto-foto pesawat ruang angkasa aktual dari permukaan Io, mereka menemukan bahwa sebagian besar gunung berapi Io diimbangi 30 hingga 60 derajat BT di mana model-model tersebut memperkirakan panas paling hebat harus dihasilkan.
Sebagai bulan bagian dalam Jupiter, Io mengorbit lebih cepat dari bulan besar berikutnya, Europa, menyelesaikan dua orbit setiap kali Europa menyelesaikan satu. Pengaturan waktu yang teratur ini membuat Io merasakan tarikan gravitasi terkuat dari lokasi orbital yang sama, yang mengubah bentuknya. Aktivitas geologi yang intens dan konsisten ini diketahui sebagai hasil dari penarikan antara Jupiter dan bulan-bulan lainnya - yang menyebabkan material di dalam Io bergeser, menghasilkan panas, dan mengubah bentuknya. Namun bahkan interaksi dengan Europa ini tidak dapat menjelaskan gunung berapi yang salah tempat di Io. Wade Henning dari NASA Goddard mengatakan dalam pernyataan 10 September dari NASA:
Sulit untuk menjelaskan pola reguler yang kita lihat di begitu banyak gunung berapi, semuanya bergeser ke arah yang sama, hanya menggunakan model pemanasan pasang-surut solid-body klasik kami.
Aktivitas gunung berapi Io yang aneh menuntut penjelasan baru, yang memasukkan panas dari tidak hanya pasang surut oleh Jupiter, tetapi juga panas yang dihasilkan oleh sesuatu yang lain. Dalam model baru ini, panas berasal dari gerakan magma itu sendiri.
Kredit: Galileo NASA
Studi baru terlihat menjanjikan karena telah membantu menjelaskan rincian gunung berapi salah tempat di Io. Christopher Hamilton, rekan penulis studi dari University of Arizona, mengatakan:
Cairan - terutama cairan 'lengket' (atau kental) - dapat menghasilkan panas melalui pembuangan energi gesekan saat mereka bergerak.
Tim sekarang percaya bahwa bagian dalam Io yang cair adalah campuran lumpur cair (magma) dan batu yang mengeras. Saat campuran cair ini mengalir di bawah pengaruh tidal flexing, ia berputar dan bergesekan dengan batuan padat di sekitarnya, menghasilkan panas karena gesekan. Hamilton berkata:
Proses ini bisa sangat efektif untuk kombinasi ketebalan dan viskositas lapisan tertentu yang dapat meningkatkan produksi panas.
Henning menambahkan:
Komponen pemanas pasang surut fluida dari model hibrida paling baik menjelaskan preferensi ekuatorial aktivitas vulkanik dan pergeseran ke timur dalam konsentrasi gunung berapi ... pemanasan pasang-surut benda padat simultan di mantel-dalam dapat menjelaskan keberadaan gunung berapi di lintang tinggi.
Baik aktivitas pasang surut maupun cair menghasilkan kondisi yang mendukung keberadaan satu sama lain, sehingga studi sebelumnya mungkin hanya setengah dari cerita untuk Io.
Penelitian NASA baru ini menyiratkan bahwa lautan di bawah kerak bulan yang tertekan bisa lebih umum dan bertahan lebih lama dari yang diperkirakan. Fenomena ini berlaku untuk lautan yang terbuat dari magma atau air, yang berpotensi meningkatkan peluang kehidupan di tempat lain di alam semesta. Menurut pernyataan NASA:
Bulan-bulan tertentu yang tertekan secara pasti di tata surya luar, seperti Europa dan bulan Saturnus Enceladus, menampung lautan air cair di bawah kerak es mereka. Para ilmuwan berpikir bahwa kehidupan mungkin berasal dari lautan semacam itu jika mereka memiliki bahan-bahan utama lain yang dianggap perlu, seperti sumber energi dan bahan baku yang tersedia secara kimia, dan mereka telah ada cukup lama untuk kehidupan terbentuk. Karya baru menunjukkan bahwa lautan di bawah permukaan seperti itu, apakah terdiri dari air atau cairan lainnya, akan lebih umum dan bertahan lebih lama dari yang diharapkan, baik di dalam tata surya kita dan di luar.
Ini adalah gambar gabungan Io dan Europa yang diambil 2 Maret 2007 dengan pesawat ruang angkasa New Horizons. Di sini Io ada di atas dengan tiga bulu vulkanik terlihat. Gumpalan tinggi 300 kilometer (190 mil) dari gunung berapi Tvashtar berada pada posisi jam 11 di cakram Io, dengan gumpalan yang lebih kecil dari gunung berapi Prometheus di posisi jam 9 di tepi cakram Io, dan gunung berapi Amirani di antara mereka sepanjang garis yang membelah siang dan malam. Gambar melalui NASA / JHU Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute
Intinya: Untuk pertama kalinya, aktivitas geologis misterius dari bulan Jupiter, Io, telah dipelajari dengan cermat sedemikian rupa untuk mengungkap alasan mengapa Io gunung berapi salah tempat. Ini adalah gunung berapi yang digeser di lokasi, secara teratur, dari apa yang disarankan model sebelumnya. Pekerjaan baru menunjukkan bahwa aktivitas vulkanik Io yang aneh adalah karena kombinasi unik dari gaya pasang surut gravitasi biasa dari Jupiter dan gesekan pada batuan cair di dalam interior Io.