札巴巴火山:修订间差异

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{{Use dmy dates|date=May 2015}}
[[File:Zamama_volcanic_center,_Galileo,_July_1999_(PIA02504).jpg|thumb|300px|[[伽利略號]]於1999年7月飛掠過札巴巴(Zamama)火山中央上方所拍攝下來的照片。]]
[[File:Zamama volcanic center, Galileo, July 1999 (PIA02504).jpg|thumb|250px|札巴巴火山中心照片,1999年7月“伽利略探测器”拍摄]]
''札巴巴火山''' (Zamama)是[[木星]][[卫星]]-[[木一]]上一座活跃的[[火山作用|火山中心]]<ref name="Davies 1997">{{cite journal |title=Temperature and area constraints of the South Volund volcano on Io from the NIMS and SSI instruments during the Galileo G1 orbit |journal=Geophysical Research Letters |first1=Ashley Gerald |last1=Davies |first2=Alfred S. |last2=McEwen |first3=Rosaly M. C. |last3=Lopes-Gautier |first4=Laszlo |last4=Keszthelyi |first5=Robert W. |last5=Carlson |first6=William D. |last6=Smythe |display-authors=5 |volume=24 |issue=20 |pages=2447–2450 |date=October 1997 |doi=10.1029/97GL02310 |bibcode=1997GeoRL..24.2447D}}</ref><ref name="McEwen 1997">{{cite journal |title=High-temperature hot spots on Io as seen by the Galileo Solid State Imaging (SSI) experiment |journal=Geophysical Research Letters |first1=Alfred S. |last1=McEwen |first2=Damon P. |last2=Simonelli |first3=David R. |last3=Senske |first4=Kenneth P. |last4=Klaasen |first5=Laszlo |last5=Keszthelyi |first6=Torrence V. |last6=Johnson |first7=Paul E. |last7=Geissler |first8=Michael H. |last8=Carr |first9=Michael J. S. |last9=Belton |display-authors=5 |volume=24 |issue=20 |pages=2443–2446 |date=October 1997 |doi=10.1029/97GL01956 |bibcode=1997GeoRL..24.2443M}}</ref>,该火山中心于1979年[[旅行者1]]”飞掠后爆发,成为此代人少数所知复苏火山一。[[伽利略号探测器]]”进一步分析和研究有助于全面了解木卫火山活动根据“伽利略探测器”定位,札巴巴火山位[[木一]]北纬21度、西经173度处<ref name="Davies 1997" /><ref name="davies 2007">{{cite book |title=Volcanism on Io: A Comparison with Earth |publisher=[[Cambridge University Press]] |last1=Davies |first1=Ashley Gerard |date=2007 |isbn=978-0-521-85003-2 |bibcode=2007vice.book.....D}}</ref>,包括一道长150公里(93英里)、温度1100 [[开尔文|K]](摄氏830、华氏1520)的“裂隙补给型”[[熔岩流]]<ref name="Davies 1997" />。该火山中心具有爆炸性喷发和[[溢流式喷发]]的特点<ref name="Schenk et al. 2004" />,它的熔岩流似乎源自于“[[普罗米修斯火山|普罗米修斯]]型”[[火山]]。
“伽利略探测器”安装了一系列收集和分析木卫一表面火山活动的[[遥感]]仪-近红外测图光谱仪(NIMS)、固态成像仪(SSI)、偏振光辐射计(PPR)等。由于没有从木卫一采集到样本,因此,所有的解释都是通过研究“伽利略”数据中的[[反照率]]效应、形态和/或光谱变化等得出的。此外,[[地貌学|地貌]]分析被谨慎地应用于这类特殊行星结构的研究<ref name="Davies 1997" /><ref name="Ennis 2005">{{cite conference |url=https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20050166890 |title=Thermal Emission Variability of Zamama, Culann and Tupan on Io Using Galileo Near-Infrared Mapping Spectrometer (NIMS) Data |conference=36th Annual Lunar and Planetary Science Conference. 14–18 March 2005. League City, Texas. |last1=Ennis |last2=M. E. |last3=Davies |first3=A. G. |at=1474 |date=March 2005 |bibcode=2005LPI....36.1474E}}</ref>。
 
==“旅行者”和“伽利略”探测器任务概述==
从[[木卫一]]获取的大部分数据都是从轨道成像的地貌学解释中得出的,“旅行者1号”和“伽利略”都使用了热遥感来完成这项任务,热遥感是遥感的一个分支,主要承担处理和解释电磁(EM)频谱的热红外(TIR)区段数据。 札巴巴火山是木卫一上61座活跃的火山中心或“[[热点 (地质学) |热点]]”之一<ref name="Lopes-Gautier 1999">{{cite journal |title=Active Volcanism on Io: Global Distribution and Variations in Activity |journal=Icarus |first1=Rosaly |last1=Lopes-Gautier |first2=Alfred S. |last2=McEwen |first3=William B. |last3=Smythe |first4=P. E. |last4=Geissler |first5=L. |last5=Kamp |first6=A. G. |last6=Davies |first7=J. R. |last7=Spencer |first8=L. |last8=Keszthelyi |first9=R. |last9=Carlson |first10=F. E. |last10=Leader |first11=R. |last11=Mehlman |first12=L. |last12=Soderblom |display-authors=5 |volume=140 |issue=2 |pages=243–264 |date=August 1999 |doi=10.1006/icar.1999.6129 |bibcode=1999Icar..140..243L}}</ref>,它们都被“旅行者号”、“伽利略号”及地面观测站观测到。札巴巴火山首先由“伽利略探测器”所发现<ref name="Lopes-Gautier 1999" />,并确定了它的两种火山活动类型:持续性和偶发性<ref name="Lopes-Gautier 1999" />。近红外测图光谱仪检测到札巴巴火山的活动至少已持续了一年以上,因此,它被认为是持久型<ref name="Lopes-Gautier 1999" />。但近红外测图光谱仪观察过它九次,仅检测到五次,这种较低的检出率可能是由于观测受限或火山活动暂时减弱之故<ref name="Lopes-Gautier 1999" />。


==札巴巴火山活动==
'''Zamama'''([[中文]]譯名:札巴巴)。札巴巴火山是[[木星的星]][[木一]]([[伊俄|埃歐]])表面的其中一座[[火山]]<ref name="Davies 1997">{{cite journal |title=Temperature and area constraints of the South Volund volcano on Io from the NIMS and SSI instruments during the Galileo G1 orbit |journal=Geophysical Research Letters |first1=Ashley Gerald |last1=Davies |first2=Alfred S. |last2=McEwen |first3=Rosaly M. C. |last3=Lopes-Gautier |first4=Laszlo |last4=Keszthelyi |first5=Robert W. |last5=Carlson |first6=William D. |last6=Smythe |display-authors=5 |volume=24 |issue=20 |pages=2447–2450 |date=October 1997 |doi=10.1029/97GL02310 |bibcode=1997GeoRL..24.2447D}}</ref><ref name="McEwen 1997">{{cite journal |title=High-temperature hot spots on Io as seen by the Galileo Solid State Imaging (SSI) experiment |journal=Geophysical Research Letters |first1=Alfred S. |last1=McEwen |first2=Damon P. |last2=Simonelli |first3=David R. |last3=Senske |first4=Kenneth P. |last4=Klaasen |first5=Laszlo |last5=Keszthelyi |first6=Torrence V. |last6=Johnson |first7=Paul E. |last7=Geissler |first8=Michael H. |last8=Carr |first9=Michael J. S. |last9=Belton |display-authors=5 |volume=24 |issue=20 |pages=2443–2446 |date=October 1997 |doi=10.1029/97GL01956 |bibcode=1997GeoRL..24.2443M}}</ref> 自從於1979年[[旅行者1]]從木衛的札巴巴[[火山]]噴發上方飛掠過後,使得[[天文學家]]對[[太陽系]][[衛]]的火山有了更進步的認識在當年的稍後,[[國際天文聯合會]]就以[[巴比倫神話]]的[[基什]]守護神,[[札巴巴]](Zamama),命名這火山。札巴巴火山位[[木一]]表面上約{{coord|18.7|N|172.29|W|globe:io_type:landmark_source:gpn|display=inline,title|notes=<ref name="Davies 1997" /><ref name="davies 2007">{{cite book |title=Volcanism on Io: A Comparison with Earth |publisher=Cambridge University Press |last1=Davies |first1=Ashley Gerard |date=2007 |isbn=978-0-521-85003-2 |bibcode=2007vice.book.....D}}</ref>}} 的位置[[直徑]]198[[公里]],[[長度]]為150[[公里]](93英里)長,[[溫度]]最高為1100,最低為830(1520℉)。<ref name="Davies 1997">{{cite journal |title=Temperature and area constraints of the South Volund volcano on Io from the NIMS and SSI instruments during the Galileo G1 orbit |journal=Geophysical Research Letters |first1=Ashley Gerald |last1=Davies |first2=Alfred S. |last2=McEwen |first3=Rosaly M. C. |last3=Lopes-Gautier |first4=Laszlo |last4=Keszthelyi |first5=Robert W. |last5=Carlson |first6=William D. |last6=Smythe |display-authors=5 |volume=24 |issue=20 |pages=2447–2450 |date=October 1997 |doi=10.1029/97GL02310 |bibcode=1997GeoRL..24.2447D}}</ref>
 
===火山地形===
[[File:Lava flow field on Zamama, image is captured using Solid-State Imaging during the Galileo Mission.jpg|thumb|center|500px|札巴巴火山的熔岩流场,“伽利略”探测器使用固态成像技术拍摄的照片。]]
建立木卫一的地形图是木星所有卫星中最具挑战性的,有两种技术可用于制作木卫一地形图,如“三维”立体摄影测量(SP)和“二维”光电测斜法(PC)<ref name="Schenk et al. 2004">{{cite journal |title=Shield volcano topography and the rheology of lava flows on Io |journal=Icarus |last1=Schenk |first1=P. M. |last2=Wilson |first2=R. R. |last3=Davies |first3=A. G. |volume=169 |issue=1 |pages=98–110 |date=May 2004 |doi=10.1016/j.icarus.2004.01.015 |bibcode=2004Icar..169...98S}}</ref>,木卫一火山的特征很差,因为它们的火山构造不同于研究得很好的行星火山,比如[[火星]]上的火山。在木卫一上发现了两种常见的流场形态:<ref name="Schenk et al. 2004" />
* 大范围的不规则熔岩流(熔岩流被)
* 中心向外辐射状流场。
 
[[File:Zamama region on Io showing three volcanoes (Zamama A, B, and C) marked by White arrows. Zamama(A) shield volcano and the dark main flow comples spreading eastward..jpg|thumb|显示了木卫一札巴巴区白色箭头所标记的三座火山 (札巴巴A、B和C),札巴巴(A) [[盾状火山]]和向东交错蔓延的黑色主熔岩流。]]

札巴巴活动火山中心的形态特征是中心向外辐射的流场,在该区域中坐落了多座陡峭的盾状火山:
*“札巴巴 A”位于北纬18°、西经 175°处,电脑估算宽约40公里(25英里)、高1.5公里(0.93英里),平均坡度40°,它向东延伸约140公里(87英里)并超出可视的陡峭盾状火山边界<ref name="Schenk et al. 2004" />。“札巴巴 A”是札巴巴流场的发源地<ref name="Keszthelyi 2001a" />,火山活动的来源,既有硅质的,也有硫化物的,虽然扎巴巴火山发源于普罗米修斯型[[地函热柱|地幔柱]]<ref name="Keszthelyi 2001a" />。
*“札巴巴 B”位于“札巴巴 A”东南75公里(47英里)处,约40公里(25英里)宽、1-1.5公里(0.62-0.93英里)高,高度来自电脑对阴影的测量<ref name="Schenk et al. 2004" />。
*“札巴巴 C”位于北纬15°、西经170°处,距札巴巴火山中心东南175公里(109英里),计算机测得的高度约250米(820英尺),坡度介于3°-5°之间<ref name="Schenk et al. 2004" />。

===表面变化===
1979年“旅行者1号”探访期间,札巴巴火山中心似乎处于非活跃状态,或可能被沃隆德火山的沉积物掩埋。相比之下,“伽利略”观测期间,札巴巴火山中心却是一个非常活跃的热点。在固态成像仪拍摄的图像中,札巴巴火山中心显示了三处明显的表面变化,显示它们是位于黑色[[熔岩流]],直径约370公里(230英里)的明亮光环,此外,在中间突出的喷发流北面及东北沉积了新的黑色环。首先,这次最突出的中央喷发发生在北纬18°、西经171°处,总计有13.6万平方公里(5.3万平方英里)的区域发生了改变; 第二,一次新的喷发导致西侧的中央黑色沉积物变宽,新的亮环沿着熔岩流边缘沉积下来,总计约3.7万平方公里(1.4万平方英里)的区域受到影响;第三,当“伽利略”号在环绕木星的第14个轨道上运行时,扎巴巴的第三束羽流正在活跃地喷发,新沉积物漫延了150±5公里(93.2±3.1英里)并集中在喷发中心东面,涉及范围约9.6万平方公里(3.7万平方英里)<ref name="Geissler 2004a">{{cite journal |title=Surface changes on Io during the Galileo mission |journal=Icarus |first1
=Paul |last1=Geissler |first2=Alfred |last2=McEwen |first3=Cynthia |last3=Phillips |first4=Laszlo |last4=Keszthelyi |first5=John |last5=Spencer |volume=169 |issue=1 |pages=29–64 |date=May 2004 |doi=10.1016/j.icarus.2003.09.024 |bibcode=2004Icar..169...29G|url=https://zenodo.org/record/1259015 }}</ref>。

===温度===
[[File:Thermal emission variability of Zamama, eruption rate and power output flux of Zamama.jpg|thumb|喷发速率图显示的骤降曲线表明喷发活动减弱或旧岩浆流表面冷却。同时,它显示的一个尖峰,表明新一轮的喷发开始。喷发流量图比较了札巴巴火山与其它相同喷发风格的爱奥尼亚火山。]]
 
“伽利略探测器”近红外测图光谱仪采集了用于分析喷发强度的数据,并通过双温模型测定其温度和喷发强度。模型表明札巴巴火山温度为1173±243K(摄氏900±243°;华氏1652±437°)。含高[[硅]]的[[火山碎屑岩|火山碎屑]]流温度可达摄氏(1470 K;华氏2190°),而札巴巴火山温度也如此之高,表明它为硅质岩浆,但目前尚缺乏可用作成分分析的扎巴巴火山岩浆样本<ref name="Davies 2003b">{{cite journal |title=Volcanism on Io: Estimation of eruption parameters from Galileo NIMS data |journal=Journal of Geophysical Research |first=Ashley Gerard |last=Davies |volume=108 |issue=E9 |pages=5106–5120 |date=September 2003 |doi=10.1029/2001JE001509 |bibcode=2003JGRE..108.5106D}}</ref>。
 
===成分===
札巴巴熔岩流显示,它是一座带中央喷口和裂谷带(rift zone)的[[盾状火山]],该裂谷带似乎为“伽利略号”所见到的黑色流场提供了来源。该流场靠近中心处时变窄变薄,越远离中心则越宽阔,这种现象可能缘于从火山边缘到附近平原之间的坡度变化。由于硫质岩浆成分或硅酸盐岩浆被硫质沉积物覆盖之故,从中心喷口流出的是明亮的流体。不过,该火山喷出的熔岩成分仍然很神秘<ref name="Keszthelyi 2001a">{{cite journal |title=Imaging of volcanic activity on Jupiter's moon Io by Galileo during the Galileo Europa Mission and the Galileo Millennium Mission |journal=Journal of Geophysical Research |first1=L. |last1=Keszthelyi |first2=A. S. |last2=McEwen |first3=C. B. |last3=Phillips |first4=M. |last4=Milazzo |first5=P. |last5=Geissler |first6=E. P. |last6=Turtle |first7=J. |last7=Radebaugh |first8=D. A. |last8=Williams |first9=D. P. |last9=Simonelli |first10=H. H. |last10=Breneman |first11=K. P. |last11=Klaasen |first12=G. |last12=Levanas |first13=T. |last13=Denk |display-authors=5 |volume=106 |issue=E12 |pages=33025–33052 |date=December 2001 |doi=10.1029/2000JE001383 |bibcode=2001JGR...10633025K}}</ref>。
 
===火山参数===
[[File:Eruption styles and volumetric eruption rates of Zamama, and comparison with terrestrial volcanoes..jpg|thumb|相较于札巴巴火山的熔岩喷发强度,木卫一上其它同类喷发风格的火山都比它高,且与[[地球]]上的火山相比,如[[夏威夷]][[基拉韦厄火山]]则威力更强大。]]
NIMS data analysis was conducted to determine the variability of thermal emissions from volcanoes on Io—particularly Zamama—for 1,038 days (28 June 1996 to 2 May 1999) and the results showed:<ref name="Ennis 2005" />
* 平均体积喷出速率在周期开始时降低,表明喷发活动减弱,或旧的熔岩流表面已冷却。而后,火山活动增强,预示着火山爆发的开始;
* 在札巴巴火山观察到的总喷发强度为{{val|1.25|e=19|ul=焦耳}};
* 平均喷发强度为139.8[[瓦特#量级|吉瓦];
* 该时期喷出的熔岩总量为3.5±1.4公里<sup>3</sup>(0.84±0.34英里<sup>3</sup>);
* 平均喷出的熔岩量为39.4±15.5m3<sup>3</sup>/秒(1390±550英尺<sup>3</sup>/秒)

==对比与演变==
===爱奥尼亚火山和地球火山的比较===
* 与木卫一上各种类型的喷发相比,札巴巴火山的体积排放率较低<ref name="Ennis 2005" />;
* 与[[夏威夷]][[基拉韦厄火山]]等地球火山相比,札巴巴火山的喷发强度则更大<ref name="Ennis 2005" />;
* 总体来看,与同一喷发类型的火山相比,木卫一火山的喷发体积通量和活动范围比地球上的更大<ref name="Ennis 2005" />。
 
===爱奥尼亚盾状火山的演化===
[[File:Caldera Demonstration Model webmd.webm|thumb|Mode|演示[[火山口]]火山如何坍塌]]
大多数爱奥尼亚火山开始时都是陡峭的盾状火山,经过一段喷发构造阶段后,中央区崩塌形成一个[[破火山口]]。由于陡峭的盾状火山还不曾观测到内部坍塌的火山口,表明坍塌后陡峭火山没得到改造,这可能与温度变化、喷发速率和/或熔岩成分等各种变量有关。未能改造的盾状火山肇因,主要是无法获取[[岩浆房]]源源不断的岩浆支持。这些解释可能是一种预示,当前的盾形火山将遵循这一模式并转化成火山口-成为一个喷发点<ref name="Schenk et al. 2004" />。

 ==未来的探索==
2013年威廉姆斯(Williams)提出了未来木卫一观测所需的各种设施:“未来木卫一探测的建议包括 :1) 一艘环木星的“发现者”或“新前沿”级“木卫一观察者”太空探测器;2) 一架具备衍射极限能力的天基紫外望远镜;3) 能够在各种时间尺度(秒、分、小时、天、月、年)上长期监测木卫一的天基计划;4) 延长地基8-10米级,尤其是具有夜间自适应光学功能望远镜的木卫一观测时间”<ref name="Williams2013">{{cite conference |url=https://gsa.confex.com/gsa/2013AM/webprogram/Paper228780.html |title=The Future of Io Exploration |conference=Geological Society of America 125th Anniversary Annual Meeting & Expo. 27–30 October 2013. Denver, Colorado. |first=David A. |last=Williams |date=2013 |id=Paper No. 305-6}}</ref>。
 
==参考文献==
{{reflist}}
 ==延伸阅读==
* {{cite journal |title=The Zamama–Thor region of Io: Insights from a synthesis of mapping, topography, and Galileo spacecraft data |journal=Icarus |first1=David A. |last1=Williams |first2=Laszlo P. |last2=Keszthelyi |first3=Paul M. |last3=Schenk |first4=Moses P. |last4=Milazzo |first5=Rosaly M. C. |last5=Lopes |first6=Julie A. |last6=Rathbun |first7=Ronald |last7=Greeley |display-authors=5 |volume=177 |issue=1 |pages=69–88 |date=September 2005 |doi=10.1016/j.icarus.2005.03.005 |bibcode=2005Icar..177...69W}}
* {{cite journal |title=Silicate Cooling Model Fits to Galileo NIMS Data of Volcanism on Io |journal=Icarus |first1=Ashley Gerard |last1=Davies |first2=Rosaly |last2=Lopes-Gautier |first3=William D. |last3=Smythe |first4=Robert W. |last4=Carlson |volume=148 |issue=1 |pages=211–225 |date=November 2000 |doi=10.1006/icar.2000.6486 |bibcode=2000Icar..148..211D}}
 
==外部链接==
* {{commons category-inline|Zamama (volcano)}}
 
{{Io}}
 
 
[[Category:木卫一上的火山]]
[[Category:活火山]]
[[Category:包含视频剪辑的文章]]

2020年10月22日 (四) 13:33的版本

札巴巴火山中心照片,1999年7月“伽利略探测器”拍摄

札巴巴火山' (Zamama)是木星卫星-木卫一上一座活跃的火山中心[1][2],该火山中心于1979年“旅行者1号”飞掠后爆发,成为此代人一生中少数所知的外星复苏火山之一。“伽利略号探测器”进一步的分析和研究有助于全面了解木卫一的火山活动。根据“伽利略探测器”定位,札巴巴火山位于木卫一北纬21度、西经173度处[1][3],包括一道长150公里(93英里)、温度1100 K(摄氏830度、华氏1520度)的“裂隙补给型”熔岩流[1]。该火山中心具有爆炸性喷发和溢流式喷发的特点[4],它的熔岩流似乎源自于“普罗米修斯型”火山。 “伽利略探测器”安装了一系列收集和分析木卫一表面火山活动的遥感仪-近红外测图光谱仪(NIMS)、固态成像仪(SSI)、偏振光辐射计(PPR)等。由于没有从木卫一采集到样本,因此,所有的解释都是通过研究“伽利略”数据中的反照率效应、形态和/或光谱变化等得出的。此外,地貌分析被谨慎地应用于这类特殊行星结构的研究[1][5]。  

“旅行者”和“伽利略”探测器任务概述

木卫一获取的大部分数据都是从轨道成像的地貌学解释中得出的,“旅行者1号”和“伽利略”都使用了热遥感来完成这项任务,热遥感是遥感的一个分支,主要承担处理和解释电磁(EM)频谱的热红外(TIR)区段数据。 札巴巴火山是木卫一上61座活跃的火山中心或“热点”之一[6],它们都被“旅行者号”、“伽利略号”及地面观测站观测到。札巴巴火山首先由“伽利略探测器”所发现[6],并确定了它的两种火山活动类型:持续性和偶发性[6]。近红外测图光谱仪检测到札巴巴火山的活动至少已持续了一年以上,因此,它被认为是持久型[6]。但近红外测图光谱仪观察过它九次,仅检测到五次,这种较低的检出率可能是由于观测受限或火山活动暂时减弱之故[6]

札巴巴火山活动

 

火山地形

札巴巴火山的熔岩流场,“伽利略”探测器使用固态成像技术拍摄的照片。

建立木卫一的地形图是木星所有卫星中最具挑战性的,有两种技术可用于制作木卫一地形图,如“三维”立体摄影测量(SP)和“二维”光电测斜法(PC)[4],木卫一火山的特征很差,因为它们的火山构造不同于研究得很好的行星火山,比如火星上的火山。在木卫一上发现了两种常见的流场形态:[4]

  • 大范围的不规则熔岩流(熔岩流被)
  •  中心向外辐射状流场。

 

显示了木卫一札巴巴区白色箭头所标记的三座火山 (札巴巴A、B和C),札巴巴(A) 盾状火山和向东交错蔓延的黑色主熔岩流。

札巴巴活动火山中心的形态特征是中心向外辐射的流场,在该区域中坐落了多座陡峭的盾状火山:

  • “札巴巴 A”位于北纬18°、西经 175°处,电脑估算宽约40公里(25英里)、高1.5公里(0.93英里),平均坡度40°,它向东延伸约140公里(87英里)并超出可视的陡峭盾状火山边界[4]。“札巴巴 A”是札巴巴流场的发源地[7],火山活动的来源,既有硅质的,也有硫化物的,虽然扎巴巴火山发源于普罗米修斯型地幔柱[7]
  • “札巴巴 B”位于“札巴巴 A”东南75公里(47英里)处,约40公里(25英里)宽、1-1.5公里(0.62-0.93英里)高,高度来自电脑对阴影的测量[4]
  • “札巴巴 C”位于北纬15°、西经170°处,距札巴巴火山中心东南175公里(109英里),计算机测得的高度约250米(820英尺),坡度介于3°-5°之间[4]

表面变化

1979年“旅行者1号”探访期间,札巴巴火山中心似乎处于非活跃状态,或可能被沃隆德火山的沉积物掩埋。相比之下,“伽利略”观测期间,札巴巴火山中心却是一个非常活跃的热点。在固态成像仪拍摄的图像中,札巴巴火山中心显示了三处明显的表面变化,显示它们是位于黑色熔岩流,直径约370公里(230英里)的明亮光环,此外,在中间突出的喷发流北面及东北沉积了新的黑色环。首先,这次最突出的中央喷发发生在北纬18°、西经171°处,总计有13.6万平方公里(5.3万平方英里)的区域发生了改变; 第二,一次新的喷发导致西侧的中央黑色沉积物变宽,新的亮环沿着熔岩流边缘沉积下来,总计约3.7万平方公里(1.4万平方英里)的区域受到影响;第三,当“伽利略”号在环绕木星的第14个轨道上运行时,扎巴巴的第三束羽流正在活跃地喷发,新沉积物漫延了150±5公里(93.2±3.1英里)并集中在喷发中心东面,涉及范围约9.6万平方公里(3.7万平方英里)[8]

温度

喷发速率图显示的骤降曲线表明喷发活动减弱或旧岩浆流表面冷却。同时,它显示的一个尖峰,表明新一轮的喷发开始。喷发流量图比较了札巴巴火山与其它相同喷发风格的爱奥尼亚火山。

  “伽利略探测器”近红外测图光谱仪采集了用于分析喷发强度的数据,并通过双温模型测定其温度和喷发强度。模型表明札巴巴火山温度为1173±243K(摄氏900±243°;华氏1652±437°)。含高火山碎屑流温度可达摄氏(1470 K;华氏2190°),而札巴巴火山温度也如此之高,表明它为硅质岩浆,但目前尚缺乏可用作成分分析的扎巴巴火山岩浆样本[9]。  

成分

札巴巴熔岩流显示,它是一座带中央喷口和裂谷带(rift zone)的盾状火山,该裂谷带似乎为“伽利略号”所见到的黑色流场提供了来源。该流场靠近中心处时变窄变薄,越远离中心则越宽阔,这种现象可能缘于从火山边缘到附近平原之间的坡度变化。由于硫质岩浆成分或硅酸盐岩浆被硫质沉积物覆盖之故,从中心喷口流出的是明亮的流体。不过,该火山喷出的熔岩成分仍然很神秘[7]。  

火山参数

相较于札巴巴火山的熔岩喷发强度,木卫一上其它同类喷发风格的火山都比它高,且与地球上的火山相比,如夏威夷基拉韦厄火山则威力更强大。

NIMS data analysis was conducted to determine the variability of thermal emissions from volcanoes on Io—particularly Zamama—for 1,038 days (28 June 1996 to 2 May 1999) and the results showed:[5]

  • 平均体积喷出速率在周期开始时降低,表明喷发活动减弱,或旧的熔岩流表面已冷却。而后,火山活动增强,预示着火山爆发的开始;
  • 在札巴巴火山观察到的总喷发强度为1.25×1019 焦耳
  • 平均喷发强度为139.8[[瓦特#量级|吉瓦];
  • 该时期喷出的熔岩总量为3.5±1.4公里3(0.84±0.34英里3);
  • 平均喷出的熔岩量为39.4±15.5m33/秒(1390±550英尺3/秒)

对比与演变

爱奥尼亚火山和地球火山的比较

  • 与木卫一上各种类型的喷发相比,札巴巴火山的体积排放率较低[5]
  • 夏威夷基拉韦厄火山等地球火山相比,札巴巴火山的喷发强度则更大[5]
  • 总体来看,与同一喷发类型的火山相比,木卫一火山的喷发体积通量和活动范围比地球上的更大[5]

 

爱奥尼亚盾状火山的演化

演示火山口火山如何坍塌

大多数爱奥尼亚火山开始时都是陡峭的盾状火山,经过一段喷发构造阶段后,中央区崩塌形成一个破火山口。由于陡峭的盾状火山还不曾观测到内部坍塌的火山口,表明坍塌后陡峭火山没得到改造,这可能与温度变化、喷发速率和/或熔岩成分等各种变量有关。未能改造的盾状火山肇因,主要是无法获取岩浆房源源不断的岩浆支持。这些解释可能是一种预示,当前的盾形火山将遵循这一模式并转化成火山口-成为一个喷发点[4]

 ==未来的探索== 2013年威廉姆斯(Williams)提出了未来木卫一观测所需的各种设施:“未来木卫一探测的建议包括 :1) 一艘环木星的“发现者”或“新前沿”级“木卫一观察者”太空探测器;2) 一架具备衍射极限能力的天基紫外望远镜;3) 能够在各种时间尺度(秒、分、小时、天、月、年)上长期监测木卫一的天基计划;4) 延长地基8-10米级,尤其是具有夜间自适应光学功能望远镜的木卫一观测时间”[10]。  

参考文献

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Davies, Ashley Gerald; McEwen, Alfred S.; Lopes-Gautier, Rosaly M. C.; Keszthelyi, Laszlo; Carlson, Robert W.; et al. Temperature and area constraints of the South Volund volcano on Io from the NIMS and SSI instruments during the Galileo G1 orbit. Geophysical Research Letters. October 1997, 24 (20): 2447–2450. Bibcode:1997GeoRL..24.2447D. doi:10.1029/97GL02310. 
  2. ^ McEwen, Alfred S.; Simonelli, Damon P.; Senske, David R.; Klaasen, Kenneth P.; Keszthelyi, Laszlo; et al. High-temperature hot spots on Io as seen by the Galileo Solid State Imaging (SSI) experiment. Geophysical Research Letters. October 1997, 24 (20): 2443–2446. Bibcode:1997GeoRL..24.2443M. doi:10.1029/97GL01956. 
  3. ^ Davies, Ashley Gerard. Volcanism on Io: A Comparison with Earth. Cambridge University Press. 2007. Bibcode:2007vice.book.....D. ISBN 978-0-521-85003-2. 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 Schenk, P. M.; Wilson, R. R.; Davies, A. G. Shield volcano topography and the rheology of lava flows on Io. Icarus. May 2004, 169 (1): 98–110. Bibcode:2004Icar..169...98S. doi:10.1016/j.icarus.2004.01.015. 
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 Ennis; M. E.; Davies, A. G. Thermal Emission Variability of Zamama, Culann and Tupan on Io Using Galileo Near-Infrared Mapping Spectrometer (NIMS) Data. 36th Annual Lunar and Planetary Science Conference. 14–18 March 2005. League City, Texas. 1474. March 2005. Bibcode:2005LPI....36.1474E. 
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 Lopes-Gautier, Rosaly; McEwen, Alfred S.; Smythe, William B.; Geissler, P. E.; Kamp, L.; et al. Active Volcanism on Io: Global Distribution and Variations in Activity. Icarus. August 1999, 140 (2): 243–264. Bibcode:1999Icar..140..243L. doi:10.1006/icar.1999.6129. 
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 Keszthelyi, L.; McEwen, A. S.; Phillips, C. B.; Milazzo, M.; Geissler, P.; et al. Imaging of volcanic activity on Jupiter's moon Io by Galileo during the Galileo Europa Mission and the Galileo Millennium Mission. Journal of Geophysical Research. December 2001, 106 (E12): 33025–33052. Bibcode:2001JGR...10633025K. doi:10.1029/2000JE001383. 
  8. ^ Geissler, Paul; McEwen, Alfred; Phillips, Cynthia; Keszthelyi, Laszlo; Spencer, John. Surface changes on Io during the Galileo mission. Icarus. May 2004, 169 (1): 29–64. Bibcode:2004Icar..169...29G. doi:10.1016/j.icarus.2003.09.024. 
  9. ^ Davies, Ashley Gerard. Volcanism on Io: Estimation of eruption parameters from Galileo NIMS data. Journal of Geophysical Research. September 2003, 108 (E9): 5106–5120. Bibcode:2003JGRE..108.5106D. doi:10.1029/2001JE001509. 
  10. ^ Williams, David A. The Future of Io Exploration. Geological Society of America 125th Anniversary Annual Meeting & Expo. 27–30 October 2013. Denver, Colorado. 2013. Paper No. 305-6. 

 ==延伸阅读==

  • Williams, David A.; Keszthelyi, Laszlo P.; Schenk, Paul M.; Milazzo, Moses P.; Lopes, Rosaly M. C.; et al. The Zamama–Thor region of Io: Insights from a synthesis of mapping, topography, and Galileo spacecraft data. Icarus. September 2005, 177 (1): 69–88. Bibcode:2005Icar..177...69W. doi:10.1016/j.icarus.2005.03.005. 
  • Davies, Ashley Gerard; Lopes-Gautier, Rosaly; Smythe, William D.; Carlson, Robert W. Silicate Cooling Model Fits to Galileo NIMS Data of Volcanism on Io. Icarus. November 2000, 148 (1): 211–225. Bibcode:2000Icar..148..211D. doi:10.1006/icar.2000.6486. 

 

外部链接