Криовулканизм

Криовулканизм — разновидность вулканизма на некоторых планетах и спутниках планет в условиях крайне низких температур окружающей среды. При этом явлении из вулкана (криовулкана) извергается не расплавленная горная порода (лава), а вода, аммиак, смеси метана с углеводородами, азот и другие вещества или их смеси, как в жидком, так и в газообразном состоянии. В широком смысле к криовулканизму относится вулканическая деятельность проходящая при низких (отрицательных) температурах, но точным определением криовулканизма является его прохождение при т.наз криогенных температурах - то есть при температуре кипения жидкого азота (-196°С) и ниже.

Открытие криовулканизма на Тритоне[править | править код]

Азотный криовулканизм на Тритоне (фантазия художника)

Впервые явление криовулканизма было обнаружено КА «Вояджер-2» на пролётной траектории на поверхности приполярных областей спутника Нептуна Тритона. В районах прилегающих к южной полярной шапке, и на самой полярной шапке Тритона были обнаружены небольшие вытянутые тёмные пятна, и как оказалось при изучении последних, это мощнейшие газовые струи азота, истекающие из жерл криовулканов. На высоте 8-12 км струи изгибаются на угол в 90 градусов в западном направлении, и вытягиваются в широкие горизонтальные шлейфы, тянущиеся на 150-250 км и даже более. На фотоснимках поверхности Тритона удалось насчитать около 50 таких пятен-фонтанов. Причиной криовулканизма на Тритоне предположительно является солнечная энергия, и в меньшей степени приливное воздействие гравитационного поля Нептуна.

Криовулканизм в системе спутников Урана[править | править код]

При скрупулёзном изучении фотоснимков спутников Урана, полученных с помощью КА «Вояджер-2», были обнаружены признаки древнего и современного криовулканизма на поверхности Умбриэля, Титании, Оберона и Ариэля. Особенно интересен в отношении криовулканической деятельности оказался спутник Урана Умбриэль. На его полюсе было обнаружено странное кольцевое образование, представляющее собой ярко-белое ледяное кольцо диаметром около 140 км. Предположительно, по своему химическому составу это кольцо состоит из водяного льда с значительной долей твёрдого кислорода. Так как ускорение свободного падения на поверхности Умбриэля невелико, то вещество кольца должно испаряться в вакууме открытого космоса, и соответственно для длительного существования этого природного образования оно должно иметь постоянный источник пополнения. Таким источником могут служить только недра Умбриэля разогреваемые приливными силами от воздействия других спутников Урана и самим Ураном. На других спутниках Урана также обнаружены следы криовулканизма в виде трещин заполненных светлым веществом и ряд других признаков.

Криовулканизм в системе спутников Сатурна[править | править код]

Ледяные вулканы на поверхности Энцелада в представлении художника.

Мощнейший криовулканизм был обнаружен также на спутнике Сатурна Энцеладе, отличающемся относительно небольшими размерами и массой. Явление криовулканизма также играет значительную роль на спутнике Сатурна Титане. Предположительно, криовулканизм является источником метана в атмосфере Титана. Помимо Титана и Энцелада криовулканическая активность так же присуща спутникам Сатурна - Дионе и Тефии.

Криовулканизм в системе спутников Юпитера[править | править код]

Большой объём косвенных данных свидетельствует о наличии криовулканизма в ряду «ледяных спутников» обращающихся вокруг Юпитера. В частности, Европа, и Ганимед имеют на своей поверхности многочисленные следы излияний воды и водных растворов.

Криовулканизм на Марсе[править | править код]

Действующие гейзеры на южном полюсе Марса (фантазия художника)

Гейзеры на Южном полюсе Марса в период минимума активности (А) и ранней весной (Б).

В районе южного полюса планеты Марс, также были обнаружены многочисленные проявления криовулканизма. Десятки периодических (сезонных) гейзеров выбрасывают в атмосферу Марса мощные фонтаны углекислого газа и пылевых частиц. Механизм работы марсианских гейзеров предположительно основан на сезонном прогреве поверхностных слоёв южного полюса Марса солнечным излучением. Другим источником тепла предположительно является внутреннее тепло планеты.

Криовулканизм в системе Плутон - Харон[править | править код]

Поверхность Харона в представлении художника (на заднем плане — Плутон). Выбросы и светлые пятна — результат работы предполагаемых криовулканов (фантазия художника)

Явление криовулканизма предполагается учёными в двойной системе Плутон-Харон. У обоих карликовых планет обнаружены разряжённые атмосферы подверженные сезонным изменениям, и вследствие господствующих низких температур основными компонентами криовулканов могут являться азот, метан и возможно вода. В целом механизмы криовулканизма в системе Плутон-Харон должны быть подобны криовулканизму на Тритоне, но менее масштабные. Совсем недавно были получены неопровержимые доказательства криовулканической деятельности на Хароне, и по всей вероятности подобное явление будет обнаружено и на поверхности Плутона. В настоящее время у астрономов нет подробных снимков криовулканов и льда на поверхности Харона, но в отраженном свете Харона были обнаружены спектральные «следы» гидратов аммиака и водного льда. Предполагается, что смесь жидких аммиака и воды пробивается из недр Харона, и практически мгновенно застывает на его поверхности в виде тонкого слоя, и обновление этого слоя происходит с малой скоростью. Водно-аммиачный лёд нарастает в толщину около 1 миллиметра в 100 тысяч лет. При проверке предположения что если бы лёд на поверхности Харона был первичным, то есть оставшимся со времен формирования Солнечной системы, то он давно потерял бы свою кристаллическую структуру, из-за миллиардолетней бомбардировки космическим излучением и ультрафиолетовым и корпускулярным излучением Солнца. Так же при расчётах теплового баланса Харона оказалось что приливного эффекта от взаимодействия с Плутоном недостаточно для объяснения разогрева недр Харона, и предполагается что радиоактивный распад тяжёлых элементов вносит значительный вклад в его общий тепловой баланс.

Криовулканизм на поверхности Седны[править | править код]

Существует предположение что постоянно обновляемая гладкая поверхность Седны является результатом деятельности криовулканов на её поверхности. Вопрос криовулканизма на поверхности Седны в настоящее время является открытым, и его прояснение в большой степени зависит от развития наблюдательной астрономии и возможных полётов исследовательских АМС в Пояс Койпера.