ELTE TTK 1999
Témavezető: Paul Schenk, LPI, Houston,
MTA CSIKI, Illés Erzsébet., ELTE TTK: Bérczi Szaniszló
Az Io, a Jupiter egyik Galilei
által fölfedezett holdja, Naprendszerünk geológiailag legaktívabb égitestje.
1979-ben a Voyager űrszonda fedezte fel azt, hogy felszínét recens vulkanikus
folyamatok uralják. Az Io vulkanizmusát a Jupiter által keltett árapályerő
fűti, mely az Io belsejének nagy részét olvadt állapotban tartja. A vulkanizmus
megfigyelhető jelenségei közt szerepelnek sőtét foltok, kalderák, lávafolyások,
lávamezők, pajzsvulkánok és legalább 8 aktív vulkáni kitörés kitörési felhője.
A becsapódási eredetű kráterek hiánya arra enged következtetni, hogy a
felszínképződes sebessége az Ion igen gyors (~1 km 1 millió évente). A
Voyager űrszonda ugyancsak megfigyelt hegyeket, melyeknek a magassága elérte
a 10 km-t is. Az, hogy a kéreg elég erős ilyen magasságú hegyek hordozására,
arra utal, hogy valószínűleg szilikát anyagokból áll, míg a felszínt különféle
kén-allotrópok borítják, s ezek adják a hold sárgás színét. A hegységeket
formáló folymatok működését azért fontos megértenünk, mert ezek közvetlenül
összefüggenek a vulkáni felszínképződéssel s azokkal a belső folymatokkal,
melyek a vulkanizmusnak és a tektonizmusnak a hajtóerői az Ion.
Munkám tárgyát az Io hegyei
képezték. Az Io hegyinek keletkezését számos modell probálja magyarázni:
pl. aszimetrikus kéregsűllyedés, vulkáni intrúzió miatti kéregdeformáció,
kéregsűllyedés miatti vetődés keletkezése, és vulkáni kitörés is. Ezek
értékelése céljából kezdtük meg az Io hegyeinek részletes felderítését,
katalogizálását. A munka során a hegyek morfológiai jellegzetességeire
és a hegyek globális eloszlására koncentráltunk.
Első lépésként a rendelkezésre
álló összes képen azonosítottuk a hegyeket. (A Voyager-1 és -2 1979-ben
csak a felszin 45%-át tudta lefényképezni, ezeket kiegészítettük a Galileo
űrszonda újabb felvételeivel.) Azért, hogy méréseket lehessen rajtuk végezni,
az űrszonda eredeti felvételeit előbb elektronikusan fel kellett dolgoznom.
(A Voyager ill. a Galileo képei különböző kalibrációs módszereket igényeltek:
reseau hálózati pontok eltüntetése, zajok, a tömörítés okozta műtermékek
korrigálása, stb.). A feldolgozott képek geometriai transzformációjával
ortografikus vetületű, ún. tile-kép készült minden egyes hegyről, s 15
fokos szélességben annak környezetéről is (többségében 1 km/px felbontással).
Ezeket az egységes vetületű, méretű és látószögű, torzulásmentes képeket
használtam mérésekre és az egyes hegyek vizuális összehasonlítására. Az
egységes vetületű képeken hosszúság-, szélesség-, terület- és magasságméréseket
vegeztem. Az egyes területekről különböző látószög alatt és eltérő fényviszonyok
mellett felvett összes képet felhasználtam a munka során, melyeknek egyidejű
vizsgálata jelentős segítséget nyújtott a hegyek morfológiai tulajdonságainak
helyes felismeréséhez.
Eredmények: Munkám során közel
100 szerkezeti egységet térképeztem fel az Ion. A hegyek többsége négy
nagy morfológiai típusba volt besorolható. A legnagyobb számban a Platónak
nevezett tipus található az Io felszínén. E tipus jellemzője a széles,
egyenetlen felszín. A Mesa tipusba tartozó struktúráknak síma a felszíne.
Mind a platók, minta mesák éles határoló vonallal szakadnak le a környező
sík területre. A Gerinceknek éles, egyenes, vagy görbült gerincük van.
Számos hegyet kettős gerinc jellemez. A legmagasabb hegyek a Masszívumok,
melyek jellemzője a meredek, több km. magas hegyoldal és a sziklás felszín.
Bár az Io teljes felszínét vulkáni anyag borítja, alig találunk rajta olyan,
a 2 km-t meghaladó struktúrát, melynek morfológiája egyértelműen vulkáni
eredetre utalna.
Az Io legmagasabb hegye a
Boosaule Montes hegycsoport déli tagja, melynek magasságát 14-16 km-re
becsülhetjük. A hegyek 30%-ánál a vizsgált felvételek alapján feltételezhető,
hogy erózió vagy tömegmozgás fordult elő rajta, 20%-uknál alakult ki közvetlen
környezetükben világos lerakódás. Legalább 10%-uk felszíne erősen barázdált,
ami rétegzettségre vagy törésre utalhat.
Az Io felszínének kb 3 %-át
borítják hegyek, melyek jellegzetessége, hogy nem szerveződnek hegységekbe,
vonulatokba, hanem egyedül állnak s hirtelen emelkednek ki az amúgy sík
felszínből. A hegyek térbeli eloszlása nem egyenletes. Bár az eloszlás
elképzelhető, hogy véletlenszerű, legalább két koncentráció található a
hegyek térbeli elhelyezkedésében, ahol az átlagosnál jóval több hegy fordul
elő. Ez a két koncentráció a 20, 45 ill -20, 225 koordinátáknál található,
melyek durván antipodiálisak egymásra. Az említett koncentrációk egyikének
a középpontja a Pele vulkáni központ. A legkisebb koncetrációjú körzet
a Colchis Régióban található, mely síma, világos síkvidék. A hegyek legnagyobb
koncentrációi ugyanakkor nagyjából 90 fokra találhatók a jelenlegi Jupiter
felé ill. az attól elnéző oldalak központjaitól. A hegyek legnagyobb koncentrációi
épp 90 fokkal odébb találhatók, mint a vulkáni központok legnagyobb koncentrációi.
Az eddigi eredmények alapján úgy tűnik, hogy a vulkáni aktivitás és a hegységformáló
erők térbelileg antikorreláltak.
Morfológiai vizsgálódásunk
azt látszik bizonyítani, hogy számos mechanizmus alakítja az Io hegyeit.
A vulkanikus központok és a hegyek feltűnő antikorrelációja behatárolja
a hegyformáló mechanizmusok körét. További kutatás tárgyát képezheti a
különböző típusú hegyek és különböző típusú vulkáni központok egymással
való korrellálása, mert az egyes tipusok térbeli eloszlása nem látszik
egyenletesnek.