Det er næsten en hverdagsbegivenhed på Jupitermånen Io.
Vulkanen Loki er i udbrud og sender en sky af meget varme orange og røde svovlforbindelser op til en højde på flere hundrede kilometer.
Efter udbruddet sner det med en jævn strøm af krystaller af svovl og svovldioxid, der langsomt daler ned mod overfladen. Omkring vulkanen vokser gradvist en stor svovlsø, der kan strække sig over mange kilometer.
Helt nye målinger har vist, at lavastrømme på Io kan være helt op til 1.300 grader varme, og det er varmere end nogen lavastrømme, vi kender her fra Jorden. Det betyder også, at de lavasøer, der dannes for foden af en vulkan, kan have temperaturer på flere hundrede grader.
\ Om artiklens forfattere
Helle og Henrik Stub er begge cand.scient’er fra Københavns Universitet i astronomi, fysik og matematik.
I snart 50 år har parret beskæftiget sig med at formidle astronomi og rumfart gennem radio, fjernsyn, bøger og foredrag og kurser.
De står bag bogen ‘Det levende Univers‘ og skriver om aktuelle astronomiske begivenheder for Videnskab.dk.
Loki er den største af Ios omkring 400 vulkaner, og den strækker sig over et godt 200 kilometer stort område, hvor lavasøerne samler sig.
Vi ved i dag, at Loki er en periodisk vulkan, der har udbrud med omkring 540 dages mellemrum. Under et udbrud kan vulkanskyen strække sig op til 400 kilometers højde.
Io er den inderste af de fire store måner omkring Jupiter, der blev opdaget i 1604 af Galilei. Io er kun en anelse større end vores egen Måne, som jo nu er en helt død klode geologisk set.
Så hvorfor er Io så rendt med alle vulkanerne?
Svaret er tidevandskræfter. Både fra Jupiter og især månerne Europa og Ganymedes. Der er nemlig en resonans imellem månerne Io, Europa og Ganymedes, således at på den tid, Io foretager fire omløb, så gennemfører Europa to omløb og Ganymedes et omløb om Jupiter.
Denne bevægelse sammen med Jupiters stærke tyngdefelt gør, at der konstant trækkes og slides i Io med stærke tidevandskræfter fra alle sider.
Resultatet er en voldsom varmeudvikling i Ios indre, som udløser den intense vulkanske aktivitet.
Jupiters polarlys, som opstår ved planetens nord- og sydpol, er da også skabt af ioner, der kommer fra planetens vulkanske måne Io, og som accelereres af Jupiters magnetfelt mod polerne. Der reagerer ionerne med Jupiters atmosfære og frigiver lys, hvilket skaber polarlys.
Io er Solsystemets absolut førende klode, når det gælder vulkansk aktivitet. Med sine over 400 aktive vulkaner spredt over hele kloden er Io den geologisk set mest turbulente klode i hele Solsystemet.
Men Io er ikke alene om at rumme aktive vulkaner. Vi gemmer Jorden lidt og ser først på, hvad Solsystemets øvrige kloder kan byde på.
Springvand fra Enceladus
Enceladus er en lille ismåne omkring Saturn. Med en diameter på bare 500 kilometer ville man nok vente, at så lille en måne ville være geologisk død.
Det er den bare ikke. Fra tid til anden er der en livlig strøm af gejserudbrud fra sydpolsområdet på Enleladus.
Mere præcist kommer udbruddene fra fire kløfter ved navn Tigerstriberne, der hver er omkring 130 kilometer lange og op til 2 kilometer bredde. Fra disse kløfter slynges fra tid til anden gejsere mange hundrede kilometer ud i rummet. De består mest af vanddamp, men der er også påvist mange spændende stoffer som metan, propan, ethan, acetylen og måske endda ammoniak.
Sådanne gejsere kaldes også for kryovulkaner eller isvulkaner, fordi de udspyr dampe i stedet for lava – og hvor vanddampe er blandet med forskellige andre molekyler.
Disse resultater har vi fra rumsonden Cassini, der kredsede om Saturn fra 2004 til 2017 og endda flere gange er fløjet gennem gejserne for at foretage målinger og tage billeder.
En model for Enceladus er, at der yderst er en skorpe af is, der er omkring 20-25 kilometer dyb. Nogle steder, som i Tigerstriberne, er islaget dog tyndere – kun et par kilometer. Man forestiller sig nu, at vand under tryk findes i mindre lommer under overfladen.
Selv om månen er kold på overfladen, så kan dette vand holdes flydende ved, at tidevandskræfter fra omgivelserne opvarmer den lille månes indre. Nu og da opstår så et overtryk, der fører til et udbrud, hvor en søjle af vanddamp og ispartikler stiger til vejrs.
Under islaget er et dybt ocean. Varmen hertil kommer fra tidevandskræfter, der stammer fra Saturn og de andre måner.
Med dette ocean med sin spændende kemi og indre varme er Enceladus værd at holde øje med blandt de kloder, hvor primitive livsformer måske kunne tilpasse sig.
Desværre var Cassini ikke i stand til at undersøge, om der skulle være tegn på biologisk aktivitet. Til gengæld er der nu foreslået en rumsonde ved navn ’Enceladus Life Finder’, som med de rette instrumenter kunne følge op på disse undersøgelser.
Måske vil dette projekt kunne gennemføres, fordi det er både teknisk og økonomisk til at overkomme.
\ Læs mere
Flere kryovulkaner i Solsystemet
Enceladus er ikke ene om at levere springvand fra geologisk aktive lommer under overfladen.
Også mange andre steder i Solsystemet møder vi sporene af kryovulkaner.
Det gælder flere måner, en asteroide – og måske endda dværgplaneten Pluto.
Udbrud fra den isdækkede måne Europa
Jupiters måne Europa er kendt for sin klare, isdækkede overflade. Ud fra de mange nærbilleder, taget af rumsonden Galileo i 1990’erne, var der stærke tegn på, at der under den isdækkede overflade kunne skjule sig et dybt hav.
Denne formodning blev stærkt underbygget, da Hubble teleskopet ved to lejligheder i 2014 og 2016 fangede gejserudbrud, der rakte op til 200 kilometer over overfladen fra et område, der i forvejen var kendt som en såkaldt hot spot – et særlig varmt område på den lille måne.
Hubbles billeder peger i hvert fald på en form for geologisk aktivitet, og både NASA og ESA arbejder med planer om rumsonder, der måske kunne flyve gennem disse gejsere for at foretage en kemisk analyse, der kan lære os lidt om, hvad der skjuler sig i havet under overfladen.
Desværre er der er der vist lange udsigter, for idéen er endnu kun på tegnebrættet.
Det er synd, for Europa er netop en af de kloder, der har skabt stærke spekulationer om, hvorvidt der kunne findes liv i et hav godt skjult under overfladen og dermed beskyttet for Jupiters stærke og livsfjendske strålingsbælter.
\ Læs mere
De første kryovulkaner, der blev opdaget, er også de fjerneste
Da rumsonden Voyager 2 efter 12 års flyvning i 1989 nåede frem til den yderste planet Neptun og dens store måne Triton, havde man mindst af alt ventet at opdage aktivitet på den kolde måne.
Det var første gang, en rumsonde var nået helt ud i det ydre solsystem, og det skulle også blive det første sted, man kom på sporet af aktive cryovulkaner.
Og på den korte tid, Voyager 2 fløj forbi, nåede rumsonden at observere hele to gejserudbrud fra Tritons sydpols-område. Et mørkt materiale af gas, især kvælstof, støv og måske organiske stoffer blev blæst op til en højde af omkring 8 kilometer.
Efter et udbrud vil stof fra gejserskyen langsomt falde tilbage mod overfladen og dække den med et fint lag, der minder om en slags mørk sne.
Nogle forskere mener, at selv den svage solstråling, der hersker herude, kan trænge gennem overfladen af Triton, og over længere tid oplagre varme i lommer under overfladen, der kan ende med at føre til et gejserudbrud.
En anden og nok mere væsentlig faktor er tidevandskræfter fra Neptun, der er med til at opvarme Tritons indre og dermed levere energi til at holde liv i gejserne.
Triton er en af Solsystemets koldeste kloder. Temperaturen på overfladen er bare 37 grader over det absolutte nulpunkt – altså -236 grader Celcius.
Selv Pluto viser tegn på kryovulkaner
I juli 2015 fløj rumsonden New Horizons forbi vores fjerne dværgplanet Pluto, der ligger endnu længere borte end Triton. Trods de få timer, forbiflyvningen varede, så nåede New Horizons at få taget en imponerende mængde billeder af Pluto og dens måner.
Og midt på Plutooverfladen, i et isdækket landskab, optræder der på billederne et højland, der strækker sig over 150 kilometer og i højden når godt fire kilometer op. Denne højslette har fået navnet Wright Mons – efter brødrene Wright.
Noget tyder på, at Wright Mons kan være en cryovulkan. Geologerne vurderer nemlig, at det omgivende landskab er relativt ungt -således er der kun fundet et enkelt nedslagskrater i området. Og det har ført til en teori om, at Wright Mons måske har været aktiv for ikke alt for lang tid siden.
Dværgplaneten Ceres har en flot vulkankegle
Lad os slutte beretningen om Solsystemets cryovulkaner med den flotte vulkan Ahuna Mons på Dværgplaneten Ceres.
Ceres blev opdaget 1. Januar 1801 af astronomen Giuseppe Piazzi som den første af asteroiderne.
Ceres, der nu regnes med blandt dværgplaneterne, er blevet nøjere udforsket af NASA-rumsonden Dawn, der gik i bane om Ceres i 2015 og stadig kredser dér. Blandt mange interessante opdagelser på Ceres udmærker sig især den store vulkankegle Ahuna Mons.
Ahuna Mons ser ud til at være en cryovulkan, der er dannet inden for de sidste par hundrede millioner år. Den geologisk set unge alder begrundes ved, at vulkankeglen er ret glat på overfladen og kun har få nedslagskratere.
Ahuna Mons er godt 4 kilometer høj, og den dækker et område på 17 kilometer i udstrækning. Vulkanen er opstået ved et udbrud fra det indre af Ceres, hvor en blanding af saltvand og klippe er slynget op til overfladen og endt som den bemærkelsesværdige glatte kegle, vi nu har udsigt til. Det er nok tvivlsomt, om vulkanen stadig er aktiv.
Del 2 af Henrik og Helle Stubs fortælling om Solsystemets vulkaner udkommer lørdag 18. juni 2022. Der vender de blikket mod det indre solsystem og fortæller om de mange udslukte vulkaner på Mars, Månen og Venus. Og så slutter de på Jorden med dens rigdom af aktive vulkaner i alle størrelser helt op til supervulkaner.
