Eldvirkni Íós útskýrð: Kvikuhaf undir skorpunni

Á jörðinni eru eldfjöll einkum á heitum reitum eins og undir Íslandi og Hawaii og við flekamörk eins og Kyrrahafseldhringurinn er dæmi um. Á Íó, eldvirkasta hnetti sólkerfisins, eru eldfjöll hins vegar út um allt og þótt þetta tungl sé miklu minna en jörðin, kemur þar samt upp 100 sinnum meira hraun til yfirborðs en á jörðinni. Af hverju? Enginn hefur vitað svarið við þeirri spurningu fyrr en nú.

Árið 1995 komst Galíleó gervitungl NASA á braut um Júpíter eftir sex ára ferðalag frá jörðinni. Um borð í gervitunglinu var segulsviðsmælir sem kortlagði ógnarsterkt segulsvið gasrisans. Mælingarnar sýndu merki um umtalsverða bjögun í segulsviðinu við tunglið Íó en enginn vissi hvers vegna.

Eftir nokkurra ára gagnavinnslu — og bergfræðitilraunir í rannsóknastofu — telja vísindamenn sig nú loks hafa leyst ráðgátuna. Svo virðist sem bjögun segulsviðsins stafi af bráðnu eða hlutbráðnu kvikuhafi undir Íó sem er líklega 50 km þykkt en gæti verið mun þykkara. Þetta kvikuhaf skýrir hvers vegna eldfjöll eru alls staðar á Íó en líka hvers vegna tunglið er eldvirkasti hnöttur sólkerfisins. Frá þessu er greint í nýjasta vikuhefti tímaritsins Science.

Rannsóknirnar benda til að kvikan í hafinu sé útbasísk — þ.e.a.s. kvika sem inniheldur mjög litla kísilsýru (innan við 45%) en mikið af magnesíumi og járni. Þegar slíkt berg bráðnar eykst leiðni þess mjög mikið og það er sú leiðni sem menn sáu í gögnunum.

Mælingar Galíleógeimfarsins koma heim og saman við berg eins og lherzólít. Lherzólít er útbasískt storkuberg sem finnst í möttli jarðar. Þegar það bráðnar í möttli jarðar myndar það ólivín-þóleiít basalt sem við könnumst öll mætavel við. Reykjavík stendur á slíku basalthrauni og dyngjan Skjaldbreiður er úr sömu bergtegund.

Hugsanlegt er að bæði jörðin og tunglið hafi haft svipað kvikuhaf fyrir milljörðum ára, rétt eftir að þau mynduðust, sem hafi storknað fyrir löngu. Kannski var hér á jörðinni og á tunglinu samskonar eldvirkni og við sjáum í dag á Íó.

Sjálfa eldvirkni Íós má rekja til nálægðar hans við Júpíter og samspil við nágranna sína, tunglin Evrópu og Ganýmedes. Það eru öflugir flóðkraftar frá þessum hnöttum sem aflaga Íó svo núningsvarmi myndast í innviðum hans. Varminn bræðir svo bergið í innviðunum. Þannig hefur Íó getað viðhaldið eldvirkninni frá því hann varð til. Væri þetta samspil flóðkrafta ekki til staðar væri Íó dauður hnöttur eins og tunglið okkar.

Myndin vinstra megin sýnir Íó í sýnilegu ljósi en myndin hægra megin er innrauð og er hitakort. Björtu blettirnir eru allt virk eldfjöll. Mynd: NASA/JPL/University of Arizona.

- Sævar Helgi