kryovulkanismi

Cereksen outo pyramidi paljastaa kylmiä salaisuuksiaan

Pe, 09/02/2016 - 20:26 Jarmo Korteniemi
Kuva: Dawn Science Team and NASA/JPL-Caltech/GSFC & Science / AAAS

Science-tiedelehden uusimman numeron kansikuvana komeilee kääpiöplaneetta Cereksen ainoa suuri vuori, Ahuna Mons. Tutkijat ehdottavat sen olevan suolavesimagmaa puskeva tulivuori. Selitykseen jää kuitenkin monia aukkoja.

Ensimmäisten kuvien perusteella Ahuna Mons näytti pyramidilta, mutta on sittemmin osoittautunut paljon mielenkiintoisemmaksi. Melkeinpä mystiseksi.

Vuori on pidemmältä sivultaan 20 kilometriä pitkä. Otsikkokuvassa se komeilee kaksi kertaa todellista korkeampana jylhyysvaikutelman tehostamiseksi. Ahuna Mons on neljän kilometrin korkuinen.

Vuoren synnylle on viimein ehdotettu tieteellistä selitystä. Nimekäs tutkijajoukko ehdottaa Sciencen kansikuva-artikkelissa, että kyse on kryovulkaanisesta piirteestä. Jäisestä tulivuoresta, kryolaavadoomista.

Mutta voi hyvin olla, ettei Ahuna Mons olekaan aivan sellainen kuin tutkimuksessa uskotellaan.

Kryovulkanismi on tuliperäistä toimintaa, jota esiintyy Maata paljon kylmemmillä kappaleilla. Pinnan alta purkautuu sulan kiven sijasta nestemäistä vettä, typpikaasua, metaania tai muita aineita, jotka esiintyvät meilläpäin kaasuina ja nesteinä. Kryopurkauksen lopuksi ne jähmettyvät pinnalle normaalin laavan tapaan, tai häipyvät kaasuina avaruuteen.

Kryovulkaanista toimintaa huomattiin ensimmäisen kerran Neptunuksen Triton-kuun aktiivisista typpigeysireistä. Sen jälkeen prosessi on tunnistettu myös Saturnuksen Enceladus-kuun eteläisisten vesisuihkujen taustalta. Varsinaisia jäätulivuoria taas on löydetty Titanin ja Pluton pinnalta.

Cereksen Ahuna Mons on vuori, jonka huipulla on uurteita, harjanteita ja pehmeitä kukkuloita. Tutkijoiden mukaan tämä kertoo aktiivisuudesta, vuoren kasvusta, halkeilusta ja suolaisen kryomagman ulostulosta.

Mallien mukaan kryovulkanismi on joskus saattanut olla Cereksellä mahdollista, jos olosuhteet ovat olleet oikeat. Mallien täytyy kuitenkin täsmätä todellisuuden kanssa.

Suoria todisteita vulkanismista artikkelissa ei juuri ole. Magmavalumia ei löydy, eikä vuoren materiaali poikkea ympäristöstä, vaikka sen pitäisikin koostua pinnan alta tulleista aineista.

Pienten kappaleiden tuliperäinen toiminta on aina herättänyt epäilyksiä, sillä jatkuva sisäinen aktiivisuus kysyy joko kokoa tai aktiivista nitkutusta. Paljon Cerestä pienempi 4Vesta-asteroidi koki nuoruudessaan lyhyen vulkanismin puuskan, joka kuitenkin hiipui jo yli neljä miljardia vuotta sitten. Kuussa, joka taas on paljon Cerestä suurempi ja vieläpä nitkuu Maan ansiosta, vulkanismi oli mittavaa ja jatkui pitkään, mutta veteli viimeisiään jo miljardi vuotta sitten.

Cereksellä vulkanismi taas olisi tutkijoiden mukaan hyvin tuoretta. Vuoren arvellaan syntyneen dinosaurusten aikaan, virherajat mukaanlukien vain 50-240 miljoonaa vuotta sitten. Kenties paljon myöhemminkin.

Ikäarvio riippuu paljon geo(morfo)logisesta kartoituksesta. Useat kohdat, kuten vaikkapa ruskean yksikön raja ja huipun piirteet, ovat hyvin ylimalkaisia ja jättävät paljon yksityiskohtia huomiotta. Koko  kartoitustyö vaikuttaa hutaistulta.

Kuva: Dawn Science Team & NASA/JPL-Caltech/GSFC
Ahuna Mons suoraan ylhäältä kuvattuna, oikealla tutkimuksen pohjakartta. Vuoren pohjan pituus on 20 km.

Ahuna Mons olisi lisäksi ainoa piste koko pallolla, jossa tuliperäinen toiminta on itsenäisesti puhkaissut pinnan. Herää kysymys, miksi tulivuoria olisi vain yksi, tässä, ja näin jättimäinen? Mikä tekee paikasta erikoisen? Miksi vuori olisi niin tuore, ja mikä aktiivisuuden sai aikaan ja mikä sitä oikein ylläpitää?

Cereksen kuulut "kirkkaat pisteet" lienevät toisenlaisia esimerkkejä kryovulkanismista, mutta niissä tarvittiin törmäyksiä tuomaan sulatusenergiaa ja murskaamaan kryomagmalle helppoja kulkureittejä.

Todisteet Ahuna Monsin vulkaanisuudesta ovat parhaimmillaankin vain viitteellisiä. Mutta parempaakaan mallia ei ole vielä tarjolla.

Palaamme asiaan jos ja kun asia tarkentuu.

Lähteinä käytetty Arizona State Universityn tiedotetta, Sciencen tiedeartikkelia. Kirjoittaja on koulutukseltaan kuva-analysiin erikoistunut planetologi.

Päivitys 3.8.2016: Jutun ingressiä ja alkukappaleita muokattu kuvaavammiksi.

Otsikkokuva: Science / AAAS & Dawn Science Team & NASA/JPL-Caltech/GSFC
Muut kuvat: Dawn Science Team & NASA/JPL-Caltech/GSFC

Onko Organa Kharonin nuorin kraatteri?

Ma, 11/02/2015 - 11:28 Markus Hotakainen
Organa, Kharon-kuun kraatteri

Pluton Kharon-kuun pinnalla oleva epävirallisen Organa-nimen saanut kraatteri kiinnitti tutkijoiden huomion, kun infrapuna-alueella tehdyt havainnot osoittivat sen kohdalla esiintyvän säteilyn absorptiota 2,2 mikronin aallonpituudella. Syynä on jäätynyt ammoniakki, jota on kraatterissa ja sen ympäristössä paljon enemmän kuin muualla Kharonin pinnalla.

New Horizons teki havainnot, joista otsikkokuva on koostettu, heinäkuun 14. päivänä ollessaan 81 000 kilometrin etäisyydellä Kharonista. Näkyvän valon kuvassa erotuskyky on noin kilometri pikseliä kohti, infrapuna-alueella noin viisi kilometriä per pikseli. Ammoniakki on merkitty kuvaan vihreällä. 

Ammoniakkia todettiin esiintyvän Kharonissa jo vuonna 2000, mutta Organa-kraatterin esiintymä on poikkeuksellinen. Esimerkiksi läheisessä Skywalker-kraatterissa ei ole havaittavissa mitään vastaavaa.

"Miksi nämä kaksi saman näköistä ja kokoista, lähellä toisiaan olevaa kraatteria ovat koostumukseltaan niin erilaisia", pohtii Will Grundy, yksi luotainlennon tutkijoista.

"Meillä on vaihtoehtoisia ajatuksia Organan ammoniakista. Kraatteri on nuorempi kuin naapurinsa tai sen synnyttänyt törmäys osui pinnanalaisen ammoniakkijääesiintymän kohdalle. Organan muodostanut kappale on myös voinut tuoda ammoniakin mukanaan."

Naapurikraatterit ovat suunnilleen viiden kilometrin läpimittaisia ja muistuttavat muutenkin toisiaan. Kummallakin on ympärillään törmäyksessä singonneen aineen muodostamia vaaleita säteitä. Selkein ero on Organan tummempi sisus, mutta ammoniakkia on myös ympäristössä, ei ainoastaan kraatterin sisällä.

"Löytö on fantastinen", uhkuu intoa Bill McKinnon, joka kuuluu niin ikään New Horizons -luotaimen tutkijaryhmään.

"Vahva ammoniakki on tehokas jäänestoaine hyisissä maailmoissa, ja jos se on tosiaan peräisin Charonin sisuksista, se auttaisi selittämään Kharonin pinnanmuodot kryovulkanismilla: syvyyksistä on purkautunut kylmää, ammoniakista ja vedestä koostuvaa magmaa."

Havainnoista kerrottiin New Horizons -luotaimen kotisivuilla.

Kuva: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute