آتشفشان‌های فعال منظومه شمسی

آتشفشان ها و یخ فشان های فعال منظومه شمسی

شواهد فعالیت آتشفشانی بر روی بیشتر سیارات منظومه‌ی شمسی و بسیاری از قمرهای این سیارات کشف شده است. بخش‌های زیادی از قمر سیاره‌ی زمین (ماه) توسط جریان گدازه‌های قدیمی پوشیده شده است. در سیاره‌ی مریخ اکثر کوه‌ها از جمله دو قله‌ی بسیار مرتفع المپوس و تارسیس از نوع آتشفشانی هستند. زهره نیز پوشیده از سنگ‌های آذرین است و آثار صدها فعالیت آتشفشانی بر روی آن دیده می‌شود.

بیشتر این آثار آتشفشانی میلیون‌ها سال پیش یعنی هنگامی که منظومه‌ی شمسی جوان تر و دمای درونی سیارات و قمرهایشان بسیار بالاتر بوده شکل گرفته‌اند. فعالیت‌های آتشفشانی منظومه‌ی ما دیگر به گستردگی آن دوران نیست، اما هنوز هم دیده می‌شود.

بر اساس مشاهدات تلسکوپ‌ها و ماهواره‌ها، امروزه تنها در چهار حجمه از این منظومه می‌توان آتشفشان‌های فعال را مشاهده کرد:

  • زمین
  • آیو (قمر مشتری)
  • تریتون (قمر نپتون)
  • انسلادوس (قمر زحل)

شواهدی بر فعالیت آتشفشانی در مریخ، زهره، پلوتو و اروپا (نام یکی از اقمار سیاره مشتری) نیز وجود دارد، ولی تاکنون فوران مستقیم از هیچکدام مشاهده نشده است؛ بنابراین فعال بودن آتشفشان‌های آن‌ها را فعلاً نمی‌توان تأیید کرد.

آتشفشان فعال چیست؟

آتشفشان فعال چیست (تعریف آتشفشان فعال)

اصطلاح “آتشفشان فعال” عمدتاً برای آتشفشان‌های کره‌ی زمین به کار می‌رود. این عبارت معرف آتشفشان‌هایی است که در حال فوران هستند و یا در طول تاریخ بشر فعالیت داشته‌اند؛ یعنی طی ۱۰۰۰۰ سال گذشته، حداقل یکبار گدازه، گاز و یا هر نوع مواد آتشفشانی از دهانه‌ی آن‌ها خارج شده باشد.

این تعریف معمولاً برای آتشفشان‌های زمین مناسب عمل می‌کند. اما بر روی زمین نیز ممکن است فوران برخی آتشفشان‌های دور افتاده و یا آن‌هایی که در زیر اقیانوس قرار دارند از نظرها پنهان بمانند و یا مانند آتشفشان تامو ماسیف (Tamu Massif) دارنده‌ی لقب “بزرگترین آتشفشان جهان” تا مدت‌ها کشف نشده باقی بمانند. از اینرو همواره احتمال کشف آتشفشان‌های جدید وجود خواهد داشت.

خارج از سیاره‌ی زمین اما، تا پیش از اختراع تلسکوپ‌های قدرتمند و فضاپیماهای پیشرفته، امکان بررسی فعالیت‌های آتشفشانی در دیگر سیارات و ماه‌های آنها وجود نداشت. از زمانی که امکان حمل تلسکوپ به سایر نقاط فضا فراهم شد، بررسی‌ها و کاوش‌ها نیز جان تازه‌ای به خود گرفت.

امروزه تعدادی از تلسکوپ‌ها مسئول رصد و شناسایی فوران‌های نقاط مختلف در منظومه‌ی شمسی هستند. البته چنین فوران‌هایی بایستی به اندازه‌ی کافی بزرگ باشند تا قابلیت مشاهده توسط تلسکوپ‌ها را داشته باشند؛ چراکه با امکانات امروزی و وسعت منظومه‌ی شمسی، امکان بررسی همزمان تک تک نقاط محتمل فعالیت آتشفشانی وجود نخواهد داشت. بنابراین احتمال دیده نشدن فعالیت‌های کوچک آتشفشانی در هنگام فوران وجود خواهد داشت.

اگرچه تاکنون تنها چند آتشفشان فرازمینی کشف شده است، اما آموخته‌های ما از این فعالیت‌های آتشفشانی بسیار زیاد بوده است. احتمالاً جالب‌ترین یافته‌ی ما از این آتشفشان‌ها مربوط به یخ فشان‌های بخش بیرونی‌تر منظومه‌ی شمسی است.

یخ فشان چیست؟

یخ فشان چیست (تعریف یخ فشان)

تصور ما از فوران آتشفشان، چیزی است که در سطح زمین وجود دارد؛ خروج دود، پرتاب سنگ و جاری شدن گدازه‌های بسیار داغ بر روی زمین. در حقیقت از خورشید تا مریخ، سیارات و قمرهایشان چنین خصوصیتی دارند؛ اما از مریخ به بعد جنس سیارات تغییر می‌کند و بیشتر اجرام از گازها و مایعات تشکیل شده‌اند تا سنگ‌های سیلیکاته. همچنین با فاصله گرفتن از خورشید دمای سطح سیارات نیز بسیار کاهش می‌یابد.

این عوامل باعث شده تا فوران آتشفشان بر سطح سیارات و ماه‌های آن سوی مریخ به شکل متفاوتی باشد که یخ فشان (Cryovolcano) نام گرفته است. در یخ‌فشان‌ها به جای فوران سنگهای مذاب، شاهد فوران مایعات و گازهای سرد از جنس آب، آمونیاک و متان هستیم که به محض خارج شدن از دهانه‌ی یخفشان، منجمد می‌شوند.

فوران‌های فعال در منظومه شمسی

آتشفشان‌های فعال آیو، قمر مشتری

فوران یخ فشان آیو، فعال ترین جرم منظومه شمسی از نظر فعالیت آتشفشانی

در میان همه‌ی اجرام منظومه‌ی شمسی، آیو (Io) به عنوان یکی از اقمار سیاره مشتری، دارای بیشترین میزان فعالیت آتشفشانی است. فاصله‌ی زیاد آیو از خورشید باعث شده تا سطح آن کاملاً پوشیده از یخ باشد؛ بنابراین عبارت “آتشفشانی ترین جرم منظومه شمسی” برای آن اگرچه حقیقتی غیر قابل انکار است، کمی عجیب نیز به نظر میرسد.

آیو یک ماه بسیار کوچک است که به شدت تحت تأثیر گرانش سیاره‌ی غول پیکر مشتری قرار دارد. جاذبه‌ی قوی مشتری و دیگر ماه‌های آن بر روی آیو چنان زیاد است که باعث ایجاد جزر و مد در بدنه‌ی این قمر شده و به همین دلیل دائماً در حال تغییر شکل است. نتیجه‌ی این حرکات باعث اصطکاک داخلی و در نتیجه افزایش دمای درونی آیو می‌شود. دمای درونی این جرم سماوی برای ایجاد فعالیت شدید آتشفشانی کاملاً کافی است.


بیشتر بخوانید:

جزیره نعل اسبی: تنها آتشفشانی که کشتی‌ها می‌توانند از میان آن عبور کنند!

کشته و زخمی شدن چند نفر طی فوران آتشفشان در نیوزلند

خطرات دریاچه‌های آتشفشانی برای انسان‌ها و حیوانات!


این قمر دارای صدها دهانه‌ی آتشفشانی است که برخی از آن‌ها بخارها و مایعات بسیار سرد موسوم به “برف آتشفشانی” را تا ارتفاع صدها کیلومتر به سمت بالا پرتاب می‌کنند. معلوم نیست که این گازها تنها محصول فوران‌های آیو باشند و یا اینکه با سنگ‌های سیلیکاته و گوگرد مذاب نیز همراه باشند. پاسخ به چنین مسائلی حتی با وجود تکنولوژی‌های پیشرفته‌ی امروزی نیز غیرممکن است.

تعداد بسیار کم دهانه‌های برخوردی بر روی آیو در مقایسه با دیگر اجرام منظومه‌ی شمسی نشان دهنده‌ی تداوم فعالیت‌های آتش فشانی و بنابراین پویایی سطح آن می‌باشد.

پرده‌های آتش بر روی آیو

تصویر مادون قرمز فوران یخ فشان پرده آتش آیو
تصویر مادون قرمز فوران یخ فشان بر روی آیو (قمر مشتری) معروف به پدیده‌ی “پرده آتش”

بین ۱۵ تا ۲۹ آگوست سال ۲۰۱۳ تصاویری از فعالیت‌های آتشفشانی بر روی ماهِ سیاره‌ی مشتری یعنی آیو به ثبت رسید. تصویر مادون قرمز فوق بزرگترین فعالیت آتشفشانی مشاهده شده‌ی تلسکوپ جمنای ناسا (Gemini Telescope) در این بازه‌ی زمانی بوده است. این پدیده‌ی بسیار زیبا توسط ناسا پرده‌ی آتش (Curtain of fire) نامیده شده است. طی این دو هفته، فعالیت‌های بسیار قوی آتشفشانی مواد درون این قمر را تا صدها کیلومتر به بالا پرتاب کرده است.

به جز زمین، آیو تنها جرم منظومه‌ی خورشیدی است که توان فوران گدازه‌های بسیار داغ را دارد. به خاطر ارتفاع پرتاب بسیار زیاد فروان‌های آیو و همچنین جسه‌ی کوچک آن، سطح این جرم اعجاب انگیر همواره در حال پوشیده شدن از مواد آتشفشانی و در نتیجه‌ی آن تجدید شدن است. به طوری که تنها چند روز  طول می‌کشد تا پوسته‌ی این سیاره کاملاً نو شود!

آتشفشان‌های فعال در تریتون

سطح پوشیده از یخ تریتون قمر نپتون

تریتون (Triton) که یکی از ماه‌های سیاره‌ی نپتون به شمار می‌رود، اولین مکان در منظومه شمسی است که بر روی آن یخ فشان مشاهده شده است. کاوشگر وییجر۲ (Voyager2) در سال ۱۹۸۹ زبانه‌هایی از گاز نیتروژن و غبار را در ارتفاع ۸ کیلومتری از سطح تریتون مشاهده کرد. این گازهای حاصل از فوران به سرعت متراکم می‌شوند و به سطح تریتون برمی‌گردند؛ پوشش کامل این مواد بر روی سطح این قمر باعث می‌شود تا سطح آن همواره صاف و یکدست و شبیه به یک کره‌ی برفی دیده شود.

برخی از پژوهشگران معتقدند که تابش‌های خورشیدی در سطح یخی تریتون نفوذ می‌کند و لایه‌ی تیره‌ی درونی را گرم می‌کند. گرمای گرفتار شده، موجب تبخیر نیتروژن زیرسطحی می‌شود. درنتیجه این گازهای نیتروژن منبسط می‌شوند و سرانجام از میان لایه‌های سرد و منجمد سطحی فوران می‌کنند. اگر چنین فرضیه‌ای درست باشد، تریتون تنها جسم شناخته شده‌ای خواهد بود که نیروهای خارجی موجب فوران آتشفشانی بر روی آن می‌شوند! انرژی دیگر آتشفشان‌هایی که بشر تاکنون کشف کرده است از درون تأمین می‌شود.

آتشفشان‌های انسلادوس

فضاپیما کاسینی در حال ثبت فوران یخ فشان انسلادوس در سال 2005
فضاپیما کاسینی در حال ثبت فوران یخ فشان انسلادوس در سال ۲۰۰۵

اِنسِلادوس (Enceladus) با قطر تنها ۵۰۰ کیلومتر یکی از ماه‌های سیاره زحل است. اولین بار در سال ۲۰۰۵ فضاپیمای کاسینی (Cassini) موفق به ثبت یخ فشان بر روی قطب جنوبی این قمر شد. این کشف باعث شد تا انسلادوس به عنوان چهارمین جرم دارای آتشفشان فعال در منظومه‌ی شمسی تأیید شود. فضاپیمای کاسینی با عبور از میان گازهای فورانی انسلادوس، موفق به ثبت ترکیب شیمیایی مواد حاصل از فوران یخ فشان مذکور شده است. ترکیبات خروجی یخ فشان انسلادوس عمدتاً متشکل از بخار آب با مقدار کمی نیتروژن، متان و دی اکسید کربن است.

یکی از نظریات مربوط به چگونگی ساز و کار یخ فشان انسلادوس این است که محفظه‌هایی از آب فشرده شده در عمق نسبتاً کم از سطح این جرم سماوی وجود دارد (احتمالاً در حد چند ده متر). بر اساس این نظریه تکان‌های انسلادوس باعث می‌شود تا این آب‌های زیرسطحی گرم شوند و در حالت مایع باقی بمانند. گاهی این آب‌های تحت فشار از  طریق منافذ به سطح قمر نفوذ کرده و یک ستون فورانی از بخار آب و ذرات یخ را ایجاد می‌کنند.

شواهد فعالیت آتشفشانی

مستقیم‌ترین شواهدی که می‌توان برای اثبات فعالیت آتشفشانی بر روی اجرام غیرزمینی به دست آورد، مشاهده یا تصویربرداری لحظه‌ی وقوع فوران است. نوع دیگری از شواهد، تغییر سطح جرم سماوی است. فوران آتشفشانی می‌تواند موجب تشکیل یک پوشش از مواد حاصل از فوران بر روی سطح و به نوعی تجدید پوسته شود. فعالیت آتشفشانی بسیار زیاد آیو (قمر مشتری) و همچنین سطح قابل مشاهده‌ی آن به وسیله‌ی تلسکوپ‌ها باعث می‌شود تا هردو نوع شواهد گفته شده بر روی آن قابل مشاهده و ثبت باشند. اما بدون امکان مشاهده‌ی مستقیم، تشخیص اینکه فعالیت‌های آتشفشانی بر روی سیارات و دیگر اجرام منظومه‌ی شمسی به تازگی رخ داده و یا مربوط به میلیون‌ها سال پیش است، کار بسیار دشواری به نظر می‌رسد (با توجه به نبود امکان دسترسی به سطح این اجرام).

امکان کشف فعالیت‌های آتشفشانی جدید

یخ‌فشان‌های روی سطح انسلادوس تا سال ۲۰۰۵ کشف نشده بودند؛ علاوه بر این تاکنون بررسی جامعی جهت کشف فعالیت‌های آتشفشانی در منظومه‌ی شمسی انجام نشده است. همچنین برخی از محققین بر این باورند که در سیاره‌ی ناهید (زهره) نیز آتشفشان فعال وجود دارد، اما به خاطر پوشش متراکم ابرها در اتمسفر این سیاره، امکان مشاهده‌ی آنها فراهم نیست. اخیراً نیز آثاری در مریخ کشف شده که احتمال فعالیت آتشفشانی بر روی آن را بیشتر می‌کند. بسیاری از اقمار دوردست منظومه‌ی شمسی مانند اروپا، تیتان، دیون (دیونه)، گانیمد و میراندا (از اقمار اورانوس) نیز دارای شرایطی مانند دیگر ماه‌های آتشفشانی منظومه‌ی شمسی هستند، ولی تاکنون به طور مستقیم فعالیت آتشفشانی بر روی آنها ثبت نشده است.

آتشفشان یخ فشان فعال سیاره پلوتون
آتشفشان فعال احتمالی بر روی سیاره پلوتون

در سال ۲۰۱۵ دانشمندانی که مشغول کار بر روی تصاویر مأموریت New Horizons ناسا بودند، شروع به جمع آوری تصاویر رنگی با وضوح بالا از یخ فشان های احتمالی سیاره پلوتون کردند. تصویر فوق یکی از مکان‌های محتمل فعالیت آتشفشانی بر روی این سیاره را نشان می‌دهد. از آنجایی که بر روی نهشته‌های اطراف این آتشفشان، دهانه‌های برخوردی کمی وجود دارد، احتمال جوان بودن آن بسیار زیاد است.

یخ فشان آهونا مونس در سیارک کوتوله سرس
تصویر هوایی به همراه تصویر شبیه سازی شده از یخ فشان آهونا مونس بر روی سیارک سرس

یکی دیگر از آتشفشان‌های بالقوه‌ی منظومه‌ی شمسی، کوه آهونا مونس (Ahuna Mons) بر روی سطح سرس است. سرس، اولین و بزرگترین سیارک در کمربند سیارکی بین مدارهای مریخ و مشتری است. در سال ۲۰۱۹ گروهی از دانشمندان ناسا، آژانس فضایی اروپا و مرکز هوافضای آلمان مطالعه‌ای را منتشر کردند که راز این کوه اعجاب انگیز را حل کرد. آن‌ها معتقدند که کوه آهونا مونس یک یخ فشان است که پس از خروج مواد مذاب، مخلوطی از آب همراه با نمک‌های مختلف را از درون مخروط خود به هوا پرتاب کرده است. تصویر فوق مخروط کوه آهونا مونس همراه با سطح یخ زده از جنس آب و نمک را بر روی سیارک سرس نشان می‌دهد.

منبع: geology.com

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *