Zonnestelsel Nieuws

Jupitermaan Io heeft spectaculaire duinen

Onderzoekers van de Rutgers Universiteit, New Jersey, Verenigde Staten, laten zien hoe duinen zich op verschillende hemellichamen kunnen vormen. Wetenschappers hebben lang nagedacht over hoe de binnenste maan van Jupiter, Io, meanderende bergkammen heeft die zo mooi als die in films als “Dune” te zien zijn. Nu heeft een Rutgers-onderzoek een nieuwe verklaring gegeven voor hoe duinen zich kunnen vormen, zelfs op een oppervlak dat zo ijzig en kolkend is als dat van Io.

De Jupitermaan Io
Actief vulkanisme op de Jupitermaan Io wordt veroorzaakt door getijdekrachten die door Jupiter op de maan worden uitgeoefend (Credit NASA/JPL).

Het onderzoek, dat de afgelopen week in Nature Communications werd gepubliceerd,  is gebaseerd op een studie van de fysieke processen die de beweging van korrels controleren in combinatie met een analyse van beelden van de 14 jarige missie van de Galileo ruimtesonde van de NASA, waarmee de eerste gedetailleerde kaarten van de manen van Jupiter werden gemaakt. Het nieuwe onderzoek zal naar verwachting het wetenschappelijke begrip van de geologische kenmerken op deze planeetachtige werelden vergroten.

Mogelijke duinen op Io
Mogelijke duinen op de Jupitermaan Io. Een analyse wijst er op dat het donkere materiaal (links beneden) recente lavastromen zijn terwijl de herhaalde, lijnachtige structuren die het beeld domineren, mogelijke duinen zijn. De heldere, witte gebieden kunnen nieuw afgezette korrels zijn doordat de lavastromen aangrenzende rijp verdampen. Credit: NASA/JPL-Caltech/Rutgers

De huidige wetenschappelijke inzichten dicteren dat duinen van nature heuvels of bergkammen van zand zijn die door de wind zijn opgestapeld. En wetenschappers in eerdere studies van Io, terwijl ze beschreven dat het oppervlak enkele duinachtige kernmerken bevat, concludeerden dat de ruggen geen duinen konden zijn omdat de krachten van de wind op Io zwak zijn vanwege de lage dichtheid van de atmosfeer van de maan.

Dit onderzoek vertelt ons dat de omgevingen waarin duinen worden gevonden aanzienlijk gevarieerder zijn dan de klassieke, eindeloze woestijnlandschappen op delen van de Aarde of de fictieve planeet Arrakis in “Dune”.

De Galileo-missie, die duurde van 1989 tot 2003, leverde zoveel wetenschappelijke primeurs op dat onderzoekers tot op de dag van vandaag nog steeds de verzamelde gegevens bestuderen. Een van de belangrijkste inzichten uit de gegevens was de hoge mate van vulkanische activiteit op Io – zozeer zelfs dat de vulkanen herhaaldelijk en snel het oppervlak van de maan verversen.

Het oppervlak van Io is een mix van zwarte gestolde lavastromen en zand, stromende lavastromen en sneeuw van zwaveldioxide. De wetenschappers gebruikten wiskundige vergelijkingen om de krachten op een enkele korrel basalt of ijs te simuleren en de baan te berekenen. Wanneer lava onder het oppervlak als zwaveldioxide stroomt is het vrijkomen ervan dicht en snel genoeg om korrels op Io te verplaatsen en mogelijk de vorming van grootschalige structuren zoals duinen mogelijk te maken.

Toen de onderzoekers eenmaal een mechanisme hadden bedacht waarmee de duinen konden worden gevormd keken ze naar foto’s van het oppervlak van Io die door de Galileo ruimtesonde waren gemaakt, voor meer bewijs. De afstand tussen de toppen en de hoogte-breedteverhoudingen die ze waarnamen kwamen overeen met trends voor duinen op Aarde en andere planeten.

Artikel: “Aeolian sediment transport on Io from lava–frost interactions” by George D. McDonald, Joshua Méndez Harper, Lujendra Ojha, Paul Corlies, Josef Dufek, Ryan C. Ewing and Laura Kerber, 19 April 2022, Nature Communications.

Eerste publicatie: 24 april 2022
Bron: SciTechDaily & anderen