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最終更新日: 2025 年 10 月 6 日

木星の衛星イオ: 45億年間沸騰する世界

探査機ジュノーが捉えたイオは激しい火山活動を示している

一般的な特徴: 極端な世界

木星の 3 番目に大きな衛星であるイオ (直径: 3,643 km) は、太陽系で最も地質学的に活動的な天体です。 1610年に発見されたガリレオ・ガリレイ(1564-1642) 他のガリレオ衛星と同様に、イオには独特の特徴があります。

イオはエウロパおよびガニメデと軌道共鳴しており (比率 1:2:4)、潮汐力そしてその極端な地質活動について説明します。

構成と内部構造

ミッションデータガリレオ(1995-2003) およびジュノ(2016 年以降) Io の内部構造の詳細なモデルを確立することが可能になりました。

表面の組成は次の要素によって支配されます。

火山活動: ユニークな地質研究所

イオ島は 100 以上の山 (エベレストより高い山もあります) に覆われており、400以上の活火山。発疹には主に次の 2 つのタイプがあります。

イオ島の噴出噴火と爆発的噴火の特徴の比較
発疹の種類主な特長温度(℃)代表的な例特性持続時間
激しい噴火玄武岩質溶岩流1,200~1,400プロメテウス(流量6,000km²)数年から数十年
爆発的な吹き出物SO₂ は高度 500 km まで噴出>1,600ペレ(永続的なプルーム)数時間から数か月

平均噴火率は104kg/秒、または地球上の100倍です。ホットスポットは 1,600°C に達することがあります (赤外線で検出されます)。ガリレオ)。

内部加熱機構

イオの熱エネルギーは主に以下から得られます。

  1. 潮汐加熱(エネルギーの 90%):
    • 1~2×10の散逸14木星の潮汐力による西方向
    • エウロパやガニメデとの軌道共鳴による
    • 共鳴により軌道離心率0.0041を維持
  2. 放射性崩壊(エネルギーの 10%):
    • 降着による残留熱
    • の崩壊40Kさん232こ、235Uと238U

熱モデルは、この加熱により温度が維持されることを示しています。部分的に溶けたアステノスフィア深さ 50 ~ 100 km でマグマ活動の発生源。

注: :
L'イオのアステノスフィア, 木星の火山衛星は、内マントルの熱くて延性のある層であり、木星が及ぼす強い潮汐力によって部分的に溶けています。それは、火山地殻の迅速なリサイクルそしてイオの表面での激しい火山活動を促進します。

希薄な大気と木星との相互作用

イオには非常に険しい雰囲気(圧力:10-8-10-7バー)主に次のもので構成されます。

この雰囲気は、次の要素によってダイナミックなバランスを保っています。

  1. そこには昇華・凝縮SO₂ (昼夜サイクル)
  2. 火山噴火(主な情報源)
  3. プラズマ衝撃木星の磁気圏の

イオは約負けます1トン/秒大気中の物質が、プラズマトーラス木星の周り(発見者)ボイジャー 1 号1979年)。

イオのプラズマトーラス: 独特の相互作用

イオのプラズマ トーラスは、木星の磁気圏と相互作用する複雑な構造です。

このトーラスは次の役割を果たします。

  1. 木星の極光(磁力線を介して)
  2. からデカメトリックラジオ放送木星の
  3. から放射線帯の変調木星人

の観察ジュノ(2016年~現在)公開アルフベンの波トーラス内で、イオと木星の磁気圏の間の複雑な相互作用を示唆しています (スライマン他、2021)。

探査ミッションと重要な発見

宇宙ミッションによるイオの観測年表
割り当て代理店期間重要な発見最小距離
パイオニア 10 & 11NASA1973~1974年最初の遠距離画像、異常な活動の検出30万km
ボイジャー 1 号と 2 号NASA1979年活火山の発見、プラズマトーラス、全球地図作成20,600km
ガリレオNASA1995 ~ 2003 年火山、表面組成、内部構造の詳細な研究181km
ニューホライズンズNASA2007年冥王星への接近飛行中の噴煙の観察250万km
ジュノNASA2016~2025年磁気圏相互作用の研究、火山の赤外線観測さまざまな(極軌道)
硫黄火山観測員(案)NASA2029年(予定)火山とプラズマトーラスの研究に特化したミッション100km(予定)

イオの象徴的な火山

イオ島のいくつかの火山は、その活動と構造について特に研究されています。

硫黄島の主な活火山とその特徴
火山親切温度(℃)主な特長特別な機能
ペレ溶岩湖のあるドーム型火山1,600高度 300 ~ 500 km の噴煙 (SO₂)1979年から継続的な活動
ロキ・パテラ玄武岩質の溶岩湖変数表面積 21,500 km² (オンタリオ湖より大きい)噴火周期540日、溶岩波を観測
プロメテウス溶岩流と噴煙~1,3001,000 kmを超える流れ、高度75〜100 kmのプルーム1979年以来安定した活動
トヴァシュタル爆発的な火山1,450330kmの噴煙(2007年の噴火)形態の急速な変化
ますび噴出する火山1,300500kmの長さの流れ特に高い熱流束源

今後のミッションと研究の展望

今後のいくつかのミッションでは、Io についての理解が深まるはずです。

今後数十年間の主要な科学的疑問には次のようなものがあります。

  1. マントルの正確な性質(組成、融合度)
  2. マグマ発生の正確なメカニズム
  3. 火山系の長期的な動態
  4. イオと木星磁気圏の間の詳細な相互作用

太陽系の他の火山体との比較

太陽系の主な活動体の火山特性の比較
特性イオ地球金星エンケラドゥストリトン
活火山の数>400~1,500~1,600氷火山 (不確か)間欠泉 (活動中)
最高温度発疹 (°C)1,6001,2001,100-100 (クライオマグマ)-200 (液体窒素)
溶岩の主な成分玄武岩+硫黄玄武岩、安山岩玄武岩水+塩窒素+粉塵
熱流束 (W/m²)2.50.0870.0650.005 (推定)0.002 (推定)
主なエネルギー源潮汐力内部熱+放射能余熱潮汐力余熱
主要なアクティビティの種類激しい + 爆発的発散的 (70%)爆発物 (90%)氷火山活動間欠泉

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