Okoli Sonca nikoli ni miru
Izbruhi in potresi na nebesnih telesih kažejo na možnost razvoja življenja
Odpri galerijo
Zemlja je geološko zelo živa in prav to je omogočilo razvoj življenja. Na fotografiji prodiranje lave na površje izpod vulkana Kilauea na Havajih. Foto Reuters
Zemlja je geološko zelo živ planet. Ima okoli 1500 potencialno aktivnih vulkanov, vsako leto pa je zaznanih okoli pol milijona potresov. Oba pojava sta posledica tektonskih premikov litosferskih plošč zaradi konvekcijskih tokov v plašču, ki so nastali zaradi segretosti Zemljinega jedra na 5400 stopinj Celzija. Razlog za tako visoke temperature je toplota, ki se nenehno sprošča ob razpadu naravno radioaktivnih elementov, predvsem urana 238, urana 235, torija 232 in kalija 40.
Zdi se, da notranje zemeljske sile povzročajo samo uničenje, a so najverjetneje pred približno štirimi milijardami let ustvarile juho kompleksnih kemičnih snovi, iz katere je vzklilo prvo življenje. Ali smo v vesolju sami, je eno ključnih vprašanj, ki pa zaradi omejitev tehnologije in razsežnosti vesolja ostaja brez odgovora. Zato je laže odgovoriti na vprašanje, kje v našem osončju trenutno še najdemo vulkansko oziroma geološko aktivnost.
Poleg Zemlje osončje sestavljajo še trije kamniti planeti, Merkur, Venera in Mars. Plinasti orjaki, Jupiter, Saturn, Uran in Neptun, nimajo trdnega površja, zato tam vulkanizem ni možen. Imajo pa ti planeti precejšnje število lun, in presenetljivo, nekatere izmed njih so vulkansko aktivne.
Merkur je bil v celotni zgodovini osončja najmanj aktiven od vseh kamnitih planetov. Aktivni vulkanizem se je ustavil že pred 3,5 milijarde leti. To je posledica tega, da gre za zelo majhen planet, ki se je ohladil zelo hitro. Sonda Messenger je med letoma 2011 in 2015 posnela planet in pokazalo se je, da so tam stari ščitasti vulkani in piroklastični tokovi.
Venera je podobno velika kot Zemlja. Njeno površje v celoti zakriva zelo gosta atmosfera, ki onemogoča opazovanje v vidni svetlobi. O površju smo največ izvedeli z radarskimi opazovanji sonde Magellan med letoma 1990 in 1994. Na Veneri je 1600 vulkanov, največ med vsemi planeti v našem osončju. Predvsem so to veliki ščitasti vulkani, ki so bili aktivni tudi v zadnjih 2,5 milijona letih. Nekatera opazovanja v letih 2008, 2009 in 2014 so zaznala bliske infrardeče svetlobe v bližini vulkana Sapas Mons, a so bili posneti skozi gosto atmosfero, zato je težko dokazati, da so posledica vulkanske aktivnosti.
Luna je bila nazadnje vulkansko aktivna pred 1,2 milijarde leti. Nekatere študije sicer kažejo na aktivnost celo pred 500 milijoni let. Na vulkanizem najbolj opominjajo gromozanska s prostim očesom vidna lunarna »morja«. V resnici so to velike kotline, ki jih je zalila bazaltna lava med izbruhi pred 3 do 3,5 milijarde leti. Velika uganka ostaja, zakaj morja najdemo samo na strani Lune, obrnjeni proti Zemlji. Prav tako na Luni najdemo lavina polja, stare ščitaste vulkane, tektonske prelomnice in spuščene tektonske jarke – grabne. Med odpravami Apollo 12, 14, 15 in 16 so astronavti na Luninem površju namestili seizmometre in v naslednjih letih so izmerili številne potrese. Ti niso posledica tektonike, ampak plimskih sil med Zemljo in Luno ter padcev meteoritov na njeno površje.
Mars je bil vulkansko aktiven v obdobju pred 3,7 do pol milijarde leti. O tem pričajo številni vulkani, največji med njimi – Olympus Mons – je z višino 21 kilometrov in površino 300.000 km2 (za 15 Slovenij) največji ščitasti vulkan v osončju. Študija, objavljena na podlagi posnetkov sonde Mars Express, je pokazala, da so lavini tokovi na pobočju vulkana stari le od 2 do 115 milijonov let. To je z geološkega vidika zelo malo in bi lahko kazalo na možnost, da je vulkan v manjši meri aktiven še danes. Razlogov, da je vulkan tako velik, je več. Na Zemlji večina vulkanov leži v bližini ali pa na mejah tektonskih plošč ter nad vročimi točkami. Ker se te ves čas premikajo, »vire« magme odnese in vulkani večinoma izginejo v nekaj tisoč do nekaj sto tisoč letih. Na Marsu pa tektonike plošč ni. Marsovski vulkani so nastali nad vročimi točkami v plašču, iz katerih je izhajala lava na desetine ali celo stotine milijonov let. Drugi razlog je manjša marsovska težnost, ki omogoča lažje prodiranje lave proti površju. Po sestavi je tudi lava na Marsu bazaltna.
Vulkanska aktivnost je opazna na Jupitru najbližji luni Io. Trenutno je to najbolj vulkansko aktivno telo v osončju. Na luni, ki je po površini manjša od Azije, je več kot 150 aktivnih vulkanov. Vulkanizem je tako silovit, da je površje skoraj v celoti prekrito z vulkanskimi nanosi. Ti so pretežno bazaltne sestave, kakršno najdemo na ščitastih vulkanih, kot sta Mauna Kea in Mauna Loa na Havajih. Razlog za tako aktiven vulkanizem je plimsko segrevanje; Jupitrova gravitacija namreč nenehno rahlo »razteguje« in »krči« luno, pri tem pa se zaradi trenja sprošča dovolj energije za segrevanje notranjosti.
Močno geološko aktivna je tudi luna Evropa. Na zelo mlado površje kažejo skoraj popolna odsotnost meteoritskih kraterjev ter številni tektonski prelomi, ki površje Evrope razbijajo v nekakšen mozaik. Po študijah sodeč, se plošče med seboj premikajo podobno kot tektonske plošče na Zemlji. Obstaja hipoteza, da voda na površje prihaja skozi prelome med ploščami. Eden redkih neposrednih dokazov za to je posnetek Hubblovega vesoljskega teleskopa iz leta 2012, ki naj bi prikazoval 200 kilometrov visok curek vode, izhajajoč z južnega pola. Po eni od hipotez površje Evrope sestavlja od 10 do 30 kilometrov debela skorja vodnega ledu, pod njo pa naj bi bil sto kilometrov globok ocean tekoče vode, zato eksobiologi Evropo uvrščajo med območja v osončju, kjer je največja verjetnost, da se je tam razvilo življenje. Če se je, se je najbrž ob toplih hidrotermalnih izvirih.
V Uranovem planetarnem sistemu je 27 znanih lun, od tega je na štirih, Mirandi, Arielu, Titaniji in Oberonu, opaziti bodisi grabne bodisi tektonske razpoke, ki naj bi bili povezani s kriovulkanizmom v preteklosti. Vir toplote naj bi bilo tudi v tem primeru plimsko segrevanje.
V Neptunovem sistemu je vulkanska aktivnost znana le na njegovi največji luni – Tritonu. Sonda Voyager 2 je med mimoletom leta 1989 posnela osem kilometrov visoke gejzirje dušika, ki so bili opaženi na območju, usmerjenem proti Soncu, kar nakazuje, da bi bila lahko šibka sončeva svetloba zadosten vir toplote za njihov nastanek. Mlado površje lune pa kaže tudi na kriovulkanizem. Za preostalih 13 Neptunovih lun ni znano, da bi bile geološko aktivne.
Zdi se, da notranje zemeljske sile povzročajo samo uničenje, a so najverjetneje pred približno štirimi milijardami let ustvarile juho kompleksnih kemičnih snovi, iz katere je vzklilo prvo življenje. Ali smo v vesolju sami, je eno ključnih vprašanj, ki pa zaradi omejitev tehnologije in razsežnosti vesolja ostaja brez odgovora. Zato je laže odgovoriti na vprašanje, kje v našem osončju trenutno še najdemo vulkansko oziroma geološko aktivnost.
Poleg Zemlje osončje sestavljajo še trije kamniti planeti, Merkur, Venera in Mars. Plinasti orjaki, Jupiter, Saturn, Uran in Neptun, nimajo trdnega površja, zato tam vulkanizem ni možen. Imajo pa ti planeti precejšnje število lun, in presenetljivo, nekatere izmed njih so vulkansko aktivne.
MerkurMerkur
Merkur
Merkur je bil v celotni zgodovini osončja najmanj aktiven od vseh kamnitih planetov. Aktivni vulkanizem se je ustavil že pred 3,5 milijarde leti. To je posledica tega, da gre za zelo majhen planet, ki se je ohladil zelo hitro. Sonda Messenger je med letoma 2011 in 2015 posnela planet in pokazalo se je, da so tam stari ščitasti vulkani in piroklastični tokovi.
Vulkan Sapas MonsVenera
Vulkan Sapas Mons
Venera je podobno velika kot Zemlja. Njeno površje v celoti zakriva zelo gosta atmosfera, ki onemogoča opazovanje v vidni svetlobi. O površju smo največ izvedeli z radarskimi opazovanji sonde Magellan med letoma 1990 in 1994. Na Veneri je 1600 vulkanov, največ med vsemi planeti v našem osončju. Predvsem so to veliki ščitasti vulkani, ki so bili aktivni tudi v zadnjih 2,5 milijona letih. Nekatera opazovanja v letih 2008, 2009 in 2014 so zaznala bliske infrardeče svetlobe v bližini vulkana Sapas Mons, a so bili posneti skozi gosto atmosfero, zato je težko dokazati, da so posledica vulkanske aktivnosti.
Površje LuneLuna
Površje Lune
Luna je bila nazadnje vulkansko aktivna pred 1,2 milijarde leti. Nekatere študije sicer kažejo na aktivnost celo pred 500 milijoni let. Na vulkanizem najbolj opominjajo gromozanska s prostim očesom vidna lunarna »morja«. V resnici so to velike kotline, ki jih je zalila bazaltna lava med izbruhi pred 3 do 3,5 milijarde leti. Velika uganka ostaja, zakaj morja najdemo samo na strani Lune, obrnjeni proti Zemlji. Prav tako na Luni najdemo lavina polja, stare ščitaste vulkane, tektonske prelomnice in spuščene tektonske jarke – grabne. Med odpravami Apollo 12, 14, 15 in 16 so astronavti na Luninem površju namestili seizmometre in v naslednjih letih so izmerili številne potrese. Ti niso posledica tektonike, ampak plimskih sil med Zemljo in Luno ter padcev meteoritov na njeno površje.
Vulkan Olympus MonsMars
Vulkan Olympus Mons
Mars je bil vulkansko aktiven v obdobju pred 3,7 do pol milijarde leti. O tem pričajo številni vulkani, največji med njimi – Olympus Mons – je z višino 21 kilometrov in površino 300.000 km2 (za 15 Slovenij) največji ščitasti vulkan v osončju. Študija, objavljena na podlagi posnetkov sonde Mars Express, je pokazala, da so lavini tokovi na pobočju vulkana stari le od 2 do 115 milijonov let. To je z geološkega vidika zelo malo in bi lahko kazalo na možnost, da je vulkan v manjši meri aktiven še danes. Razlogov, da je vulkan tako velik, je več. Na Zemlji večina vulkanov leži v bližini ali pa na mejah tektonskih plošč ter nad vročimi točkami. Ker se te ves čas premikajo, »vire« magme odnese in vulkani večinoma izginejo v nekaj tisoč do nekaj sto tisoč letih. Na Marsu pa tektonike plošč ni. Marsovski vulkani so nastali nad vročimi točkami v plašču, iz katerih je izhajala lava na desetine ali celo stotine milijonov let. Drugi razlog je manjša marsovska težnost, ki omogoča lažje prodiranje lave proti površju. Po sestavi je tudi lava na Marsu bazaltna.
Jupitrova luna Io je po dosedanjh ugotovitvah najbolj vulkansko aktivno telo v osončju.
Izbruh na luni IoJupiterjeve lune
Izbruh na luni Io
Vulkanska aktivnost je opazna na Jupitru najbližji luni Io. Trenutno je to najbolj vulkansko aktivno telo v osončju. Na luni, ki je po površini manjša od Azije, je več kot 150 aktivnih vulkanov. Vulkanizem je tako silovit, da je površje skoraj v celoti prekrito z vulkanskimi nanosi. Ti so pretežno bazaltne sestave, kakršno najdemo na ščitastih vulkanih, kot sta Mauna Kea in Mauna Loa na Havajih. Razlog za tako aktiven vulkanizem je plimsko segrevanje; Jupitrova gravitacija namreč nenehno rahlo »razteguje« in »krči« luno, pri tem pa se zaradi trenja sprošča dovolj energije za segrevanje notranjosti.
Močno geološko aktivna je tudi luna Evropa. Na zelo mlado površje kažejo skoraj popolna odsotnost meteoritskih kraterjev ter številni tektonski prelomi, ki površje Evrope razbijajo v nekakšen mozaik. Po študijah sodeč, se plošče med seboj premikajo podobno kot tektonske plošče na Zemlji. Obstaja hipoteza, da voda na površje prihaja skozi prelome med ploščami. Eden redkih neposrednih dokazov za to je posnetek Hubblovega vesoljskega teleskopa iz leta 2012, ki naj bi prikazoval 200 kilometrov visok curek vode, izhajajoč z južnega pola. Po eni od hipotez površje Evrope sestavlja od 10 do 30 kilometrov debela skorja vodnega ledu, pod njo pa naj bi bil sto kilometrov globok ocean tekoče vode, zato eksobiologi Evropo uvrščajo med območja v osončju, kjer je največja verjetnost, da se je tam razvilo življenje. Če se je, se je najbrž ob toplih hidrotermalnih izvirih.
Izbruh na luni EnkeladSaturn
Izbruh na luni Enkelad
Saturnova luna Enkelad je s premerom 508 kilometrov najmanjše telo v našem osončju z znano vulkansko aktivnostjo.
Saturn ima kar 62 znanih lun. Vulkansko aktivna je njegova šesta največja – Enkelad. S premerom 508 kilometrov je najmanjše telo v osončju z znano vulkansko aktivnostjo. Podobno kot Evropa ima tudi Enkelad zelo mlado površje iz vodnega ledu. Ker je Saturnov sistem od Sonca v povprečju skorajda desetkrat bolj oddaljen kot Zemlja, temperatura na njegovem površju doseže minus 198 stopinj Celzija. Pri tej temperaturi se vodni led obnaša podobno kot kamnine na Zemlji, zato na Enkeladu vulkani ne bruhajo silikatne lave (značilne za Zemljo), ampak so to izbruhi vode, ledu in soli iz gejzirjev, znani pod pojmom kriovulkanizem. Voda ne bruha iz klasičnih točkastih vulkanov, temveč iz podolgovatih struktur, ki so jih poimenovali tigrove črte. Najverjetneje gre za tektonske prelome. Podobno poteka vulkanizem tudi na Zemlji (na primer izbruh islandskega vulkana Holuhraun leta 2014). Enkelad v povprečju izvrže 250 kilogramov vode na sekundo, kar je dovolj, da se je sčasoma ta material združil v enega od Saturnovih zunanjih obročev.
Luna MirandaUran
Luna Miranda
V Uranovem planetarnem sistemu je 27 znanih lun, od tega je na štirih, Mirandi, Arielu, Titaniji in Oberonu, opaziti bodisi grabne bodisi tektonske razpoke, ki naj bi bili povezani s kriovulkanizmom v preteklosti. Vir toplote naj bi bilo tudi v tem primeru plimsko segrevanje.
Neptunova luna TritonNeptun
Neptunova luna Triton
V Neptunovem sistemu je vulkanska aktivnost znana le na njegovi največji luni – Tritonu. Sonda Voyager 2 je med mimoletom leta 1989 posnela osem kilometrov visoke gejzirje dušika, ki so bili opaženi na območju, usmerjenem proti Soncu, kar nakazuje, da bi bila lahko šibka sončeva svetloba zadosten vir toplote za njihov nastanek. Mlado površje lune pa kaže tudi na kriovulkanizem. Za preostalih 13 Neptunovih lun ni znano, da bi bile geološko aktivne.
