Hargitai Henrik
Az Io hegyeinek eloszlása és morfológiája

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.