Vulkani drugod v našem Osončju

Zemlja je geološko zelo živ planet. Na Zemlji je okoli 1500 potencialno aktivnih vulkanov. Vsako leto pa je zabeleženih okoli pol milijona potresov. Oba pojava sta posledica tektonskih premikov litosferskih plošč. Tektoniko plošč poganjajo konvekcijskih tokovi v plašču, ki so nastali zaradi segretosti Zemljinega jedra na 5400 °C (kar je skorajda enako kot temperatura Sončevega površja). Razlog za tako visoko temperatura je toplota, ki se nenehno sprošča ob razpadu naravno radioaktivnih elementov, predvsem urana-238, urana-235, torija-232 in kalija-40.

Kljub temu, da se zdi, da navzven notranje Zemeljske sile povzročajo zgolj in samo uničenje, so najverjetneje pred približno štirimi milijardami leti ustvarile “juho” kompleksnih kemičnih snovi, iz katere je “vzklilo” prvo življenje na Zemlji. “Ali smo v vesolju sami?” pa je eno ključnih vprašanj, ki si ga ljudje zastavljamo že stoletja. To je vprašanje, na katero je zaradi omejitev današnjih tehnologij in navsezadnje razsežnosti Vesolja kot takega, težko najti odgovor. Zato je mogoče manj sebično, če si najprej zastavimo nekoliko lažje vprašanje: “Kje v Osončju trenutno še najdemo vulkansko oz. geološko aktivnost?”

Poleg Zemlje Osončje sestavljajo še trije kamniti planeti: Merkur, Venera in Mars. Plinasti orjaki (Jupiter, Saturn, Uran in Neptun) nimajo trdnega površja – zato tam vulkanizem ni možen. Imajo pa ti planeti precejšnje število lun in presenetljivo – nekatere izmed njih so vulkansko aktivne.

Merkur

Merkur je bil v celotni zgodovini Osončja najmanj aktiven od vseh kamnitih planetov. Aktivni vulkanizem se je ustavil že pred 3,5 milijardami let. To je posledica tega, da gre za zelo majhen planet, ki se je ohladil zelo hitro. Sonda MESEENGER je v letih 2011-2015 natančno posnela planet in ugotovila prisotnost starih ščitastih vulkanov in piroklastičnih tokov.

Venera

Venera je planet po velikosti najbolj podoben Zemlji. Njeno površje v celoti zakriva zelo gosta atmosfera, ki popolnoma onemogoča opazovanja površja v vidni svetlobi. Večino znanega o površju Venere je iz podatkov radarskih opazovanj sonde Magellan v letih 1990-1994. Le ta so pokazala, da je na Veneri 1600 vulkanov, kar pomeni, da je to planet z največjim številom vulkanov v Osončju. Predvsem gre za velike ščitaste vulkane. Raziskave so pokazale, da je vulkanizem potekal tudi v zadnjih 2,5 milijona letih. Nekatera opazovanja v letih 2008, 2009 in 2014 so zaznale posamezne bliske infrardeče svetlobe v bližini vulkana Sapas Mons. Vendar ker so bili ti pojavi posneti skozi gosto atmosfero je težko neposredno dokazati, da so zagotovo posledica vulkanskih aktivnosti. Zato bi bilo zanimivo na to območje poslati raziskovalno robotsko sondo. Pristanek zelo otežuje atmosferski tlak, ki je na površju Venere 90-kratnik Zemljinega in pa visoka povprečna površinska temperatura (460 °C).

Luna (Mesec)

Luna je bila nazadnje vulkansko aktivna pred 1,2 milijardami let. Nekatere študije pa kažejo na aktivnost celo pred 500 milijoni leti. Na vulkanizem najbolj opominjajo gromozanska Lunarna “morja”, ki jih lahko vsak vidi celo s prostim očesom. V resnice gre za velike kotline, ki jih je zalila bazaltna lava med izbruhi, ki so potekali v času pred 3,0 – 3,5 milijardami leti. Velika uganka ostaja, zakaj morja najdemo samo na strani Lune, ki je usmerjena proti Zemlji, na drugi strani pa ne. Prav tako na Luni najdemo lavina polja, stare ščitaste vulkane, tektonske prelomnice in pa spuščene tektonske bloke – “grabne”.

Med misijami Apollo 12, 14, 15 in 16 so astronavti na Luninem površju namestili seizmometre, s katerimi so v naslednjih letih izmerili številne potrese. Le ti pa niso posledica tektonike, ampak plimskih sil med Zemljo in Luno ter padcev meteoritov na njeno površje.

Mars

Mars je bil vulkansko aktiven pred 3,7 do 0,5 milijardami let. O tem pričajo številni vulkani. Največji med njimi – Olympus Mons – je z višino 21 km in površino 300.000 km2 (15 Slovenij) največji ščitasti vulkan v Osončju. Študija objavljena na podlagi detajlnih posnetkov sonde Mars Express je pokazala, da starost lavinih tokov na pobočju vulkana znaša le med 2 in 115 milijoni let. To je iz geološkega vidika zelo mlado in bi lahko nakazovalo na možnost, da je vulkan v manjši meri potencialno aktiven še danes. Razlogov zakaj je vulkan tako zelo razsežen pa je več. Na Zemlji večina vulkanov leži v bližini ali pa na mejah tektonskih plošč ter nad vročimi točkami. Ker se te ves čas premikajo, “vire” magme odnese in vulkani večinoma izginejo v nekaj 1000 do nekaj 100.000 letih. Na Marsu pa tektonike plošč ni. Marsovski vulkani so nastali nad vročimi točkami v plašču, iz katerih je izhajala lava na desetine ali celo stotine milijonov let. Drugi razlog pa je nizka Marsovska težnost, ki omogoča lažje prodiranje lave proti površju. Sestave lave je tudi na Marsu bazaltna.

Jupiter

Kot smo že omenili, vulkanska aktivnost na Jupitru zaradi njegovega netogega površja ne more obstajati. Vendar pa je prisotna na Io – luni, ki je v orbiti najbližje planetu. Trenutno je to celo najbolj vulkansko aktivno telo v Osončju. Na luni, ki ima skupno površino manjše od Azije, je bilo opaženih več kot 150 aktivnih vulkanov. Vulkanizem je tako zelo silovit, da je površje skorajda v celoti prekrito z vulkanskimi nanosi. Ti so pretežno bazaltne sestave, kar so zelo podobne kamnine, kot jih najdemo na ščitastih vulkanih, kot je npr. Mauna Kea in Mauna Loa na Havajih. Razlog za tako aktiven vulkanizem je t.i. plimsko segrevanje. Podobno kot Zemljina Luna povzroča bibavico, Jupitrova gravitacija nenehno rahlo “razteguje” in “krči” luno Io. Pri tem pa se zaradi trenja sprošča dovolj energije, da se nenehno segreva notranjost Io.

Poleg Io je zelo močno geološko aktivna tudi luna Evropa. Na zelo mlado površje (tako kot na Zemlji) kaže skoraj popolna odsotnost meteoritskih kraterjev ter zelo številni tektonski prelomi, ki površje Evrope razbijajo v nekakšen mozaik. Študije kažejo, da se plošče med seboj premikajo, podobno kot tektonske plošče na Zemlji. Obstaja hipoteza, da voda na površje prihaja skozi prelome med ploščami. Eden redkih neposrednih dokazov za to je posnetek Hubblovega vesoljskega teleskopa iz leta 2012, ki naj bi prikazovala 200 km visok curek vode izhajajoč iz južnega pola. Obstaja hipoteza, da površje Evrope sestavljala 10-30 km (po drugi pa 0,6 km) debela skorja vodnega ledu. Pod njo pa naj bi ležal 100 km globok ocean tekoče vode. Celoten volumen vode, bi bil v tem primeru od 2 do 3-krat večji kot v vseh Zemljinih oceanih skupaj. Zato eksobiologi luno Evropo pogosto postavljajo med območja Osončja, kjer je največja verjetnost, da se je razvilo življenje. Če se je že, se je najbrž ob toplih hidrotermalnih izvirih – podobno kot ob črnih kadilcih na dnu oceanov na Zemlji. Jupiter ima še dve veliki luni: Ganimeda in Kalisto. Za Ganimed obstaja hipoteza, da naj bi imel podobno kot Evropa podpovršinski ocean. Med tem, ko je Kalisto eno izmed teles v Osončju z največjim številom kraterjev, kar nakazuje na geološko zelo staro površje.

Saturn

Saturn ima kar 62 znanih lun. Vulkansko aktivna je njegova šesta največja luna – Enkelad. S premerom 508 km (ena šestina Zemljine Lune) je to najmanjše telo v Osončju z znano vulkansko aktivnostjo. Podobno kot Evropa ima tudi Enkelad zelo mlado površje iz vodnega ledu. Ker je Saturnov sistem od Sonca v povprečju skorajda 10-krat bolj oddaljen kot Zemlja (1,4 milijarde kilometrov), temperatura na njegovem površju doseže do -198 °C. Pri tej temperaturi se vodni led obnaša podobno kot kamnine na Zemlji. Zato na Enkeladu vulkani ne bruhajo silikatne lave (značilne za Zemljo), ampak gre za izbruhe vode, ledu in soli iz gejzirjev, ki so poznani pod pojmom kriovulkanizem. Voda ne bruha iz klasičnih točkastih vulkanov, ampak iz podolgovatih struktur, ki so jih poimenovali “tigrove črte”. Gre najverjetneje za tektonske prelome. Na podoben način poteka vulkanizem tudi na Zemlji (npr. izbruh Islandskega vulkan Holuhraun leta 2014). Enkelad v povprečju izvrže 250 kg vode na sekundo, kar je dovolj, da se je sčasoma ta material združil v enega izmed Saturnovih zunanjih obročev.

Uran

V Uranovem planetarnem sistemu je 27 znanih lun. Od tega je na štirih (Mirandi, Arielu, Titaniji in Oberonu) opaziti bodisi grabne bodisi tektonske razpoke, ki naj bi bili povezani s kriovulkanizmom v preteklosti. Vir toplote naj bi bilo tudi v tem primeru plimsko segrevanje.

Neptun

V Neptunovem sistemu je vulkanska aktivnost znana le iz njegove največje lune – Tritona. Sonda Voyager 2 je med mimoletom leta 1989 posnela 8 km visoke gejzirje dušika, ki so bili opaženi na področju, usmerjenem proti Soncu, kar nakazuje, da bi bila lahko šibka sončeva svetloba dovoljšen vir toplote za njih nastanek. Mlado površje lune pa kaže tudi na obstoj kriovulkanizma. Za ostalih 13 Neptunovih lun ni znano, da bi bile geološko aktivne.

Skratka naše Osončje še zdaleč ni geološko mrtvo. Veseli me, da živim v obdobju odkritij in da sem marsikatero izmed zgoraj omenjenih lahko spremljal “v živo” prek interneta. Še bolj pa se veselim tega, da smo z raziskovanjem Osončja šele na začetku in da nas v prihodnjih letih čakajo še številna nova spoznanja. Kdo ve, kaj vse se še skriva za vogalom?

Članek je bil orginalno objavljen v Delovi prilogi Znanost, 3. 10. 2019.

Submit a comment

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Komentirate prijavljeni s svojim WordPress.com računom. Odjava /  Spremeni )

Google photo

Komentirate prijavljeni s svojim Google računom. Odjava /  Spremeni )

Twitter picture

Komentirate prijavljeni s svojim Twitter računom. Odjava /  Spremeni )

Facebook photo

Komentirate prijavljeni s svojim Facebook računom. Odjava /  Spremeni )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.