WASHINGTON (AFP) – A moon of Jupiter is the only place other than Earth in our solar system where volcanoes occur, and scientists have found an ocean of magma beneath its surface that feed its potent eruptions.
Io is the most volcanic object known in the solar system, producing 100 times more lava than Earth, and data from NASA's Galileo spacecraft has shed new light on how that happens, said the study out Thursday in the journal Science.
A vast ocean of molten rock, known as magma, lies about 20-30 miles (30-50 kilometers) under the Jupiter moon's crust.
"The blistering temperature of the magma ocean probably exceeds 1,200 degrees Celsius (2,200 degrees Fahrenheit)," NASA said in a statement.
The volcanoes were first discovered in 1979 by NASA's Voyager spacecraft, and they are believed to draw energy from the "squeezing and stretching of the moon by Jupiter's gravity as Io orbits the immense planet," NASA said.
According to lead author of the study, Krishan Khurana, the magma ocean is "millions of times better at conducting electricity than rocks typically found on the Earth's surface."
"Scientists are excited that we finally understand where Io's magma is coming from and have an explanation for some of the mysterious signatures we saw in some of Galileo's magnetic field data," said Khurana, a research geophysicist with University of California, Los Angeles.
"Just like the waves beamed from an airport metal detector bounce off metallic coins in your pocket, betraying their presence to the detector, Jupiter's rotating magnetic field continually bounces off the molten rocks in Io's interior."
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Jupiter (AFP) |
<한글 기사>
목성 위성 `이오' 속은 온통 마그마 바다
맹렬한 화산활동 원인 확인
태양계에서 가장 화산활동이 활발한 천체이자 지구 외에 유일하게 활화산을 가진 목성 위성 이오(Io)의 표면 밑에는 마그마 바다가 들끓고 있다 는 사실이 처음으로 확인됐다고 스페이스 닷컴과 BBC 뉴스가 12일 보도했다.
미국 로스앤젤레스 캘리포니아대학(UCLA) 연구진은 미항공우주국(NASA)의 목성 탐사선 갈릴레오호가 지난 1999~2000년 사이 네 차례 이오에 근접 비행하면서 포착 한 특이한 신호를 분석해 마그마 바다의 존재를 확인했다고 사이언스지에 발표했다.
이들은 이 신호에 대해서는 목성의 회전하는 자기장에 대해 이오의 녹은 암석 층에 존재하는 전류가 보이는 반응이라는 해석만이 가능하다고 밝혔다.
연구진은 보통 판 가장자리에 주머니 형태로 모여 있는 지구의 마그마와 달리 이오의 마그마는 지하 최소 50㎞ 층 전체에 분포돼 있으며 해마다 지구에서 분출되 는 양의 100배나 되는 마그마가 분출되고 있다고 밝혔다.
목성의 수많은 위성 가운데 세번째로 큰 이오는 지구의 달보다 약간 크며 목성 과의 평균 거리는 지구-달 거리와 비슷하다.
거대한 행성인 목성에 이처럼 가까워서 이오에는 엄청난 기조력이 가해지며 이 때문에 내부 암석질이 서로 마찰을 일으키고 마찰열로 녹아내려 마그마를 형성하고 마그마는 화산 활동을 통해 분출된다.
이전에도 과학자들은 이오 표면 밑층 전체에 분포된 바다에서 마그마가 분출되 는 것으로 생각해 왔지만 직접적인 증거로 이런 가설이 확인되기는 처음이다.
연구진은 이오의 지하 마그마는 고체 형태일 때는 전도성이 별로 크지 않지만 녹은 상태에서는 극적인 변화를 일으킨다면서 포착된 신호는 이오의 마그마 연못이 광범위하게 서로 연결돼 있음을 강력히 입증한다고 말했다.
연구진은 분석 및 모델 작업 결과 마그마 바다의 암석 중 최소한 20%가 녹은 상 태이며 30~50㎞ 두께의 표면층 밑에 분포한 마그마 바다의 깊이는 최소한 50㎞가 될 것이라고 밝혔다.
이런 마그마 바다는 그 규모가 이오의 암석질 맨틀층 전체의 약 10%일 것으로 추정되고 있다.
연구진은 이 연구 결과가 이오의 극단적인 화산활동 원인을 이해하는데 도움을 줄 뿐 아니라 이오 자체의 다른 특성을 이해하는 데도 단서가 될 것이라고 말했다.
예를 들어 이오에 강력한 자체 자기장이 없는 이유가 그것이다.
지구 내부의 자기장은 `다이너모 효과', 즉 지구 자기의 변동으로 전리층에 유 도 전류가 발생하는 현상에 의해 형성되고 유지되지만, 이오의 마그마 바다는 대류 현상이 발생하는 즉시 다이너모 효과가 이를 제거해 버린다는 것이다.
연구진은 이오의 마그마 온도가 1천200℃ 이상의 고온이기 때문에 대류로 핵의 온도를 낮추지 못하는 것으로 보고 있다.
이들은 이오를 통해 이오처럼 마그마 바다를 가졌던 지구의 과거를 이해할 수도 있을 것으로 보고 있다.
지구의 마그마 바다는 오래전에 식어 판을 형성했고 판이 오늘날의 지구를 만들 었는데 이오를 관찰하면 이처럼 큰 변화가 언제 어떤 방식으로 일어났는지 짐작할만 한 단서를 얻을 수 있을 것이라고 연구진은 밝혔다.
(연합뉴스)
