Позволяющие заглянуть под поверхность обратной стороны Луны микроволновые приборы помогли обнаружить там некую «горячую точку», которая, по словам группы американских учёных, представляет собой крупный пласт гранита. А значит, Луна более «землеподобна», чем считалось ранее.

Источник изображения: JB / pixabay.com

Имеющие магматическое происхождение гранитные породы распространены на Земле, но они почти отсутствуют где-либо ещё в Солнечной системе. Но теперь большой гранитный объект, возможно, удалось обнаружить под поверхностью обратной стороны Луны. Открытие было зафиксировано микроволновыми приборами беспилотных китайских аппаратов «Чанъэ-1» и «Чанъэ-2». Исследователи дополнили массив информации данными действующей американской лунной орбитальной станции LRO, прекратившего работу аппарата Lunar Prospector, а также миссий «Чандраян-1» (Индия) и «Аполлон» (США).

Источник изображения: psi.edu

Китайские аппараты помогли составить температурную карту под поверхностью Луны: микроволновая радиометрия позволяет заглянуть на глубину от 0,3 до 5,6 м и измерить температуру пород. Между кратерами Комптон и Белькович на обратной стороне Луны была обнаружена некая «горячая точка», природу которой топография объяснить была не в силах. Единственной правдоподобной версией оказался подповерхностный термальный источник.

В этом месте находится вулкан, который в последний раз извергался около 3,5 млрд лет назад. Объект, имеющий около 50 м в поперечнике, предположительно является пластом гранита — остывшей магмы. В нём велика концентрация радиоактивных элементов, урана и тория, которые привели к нагреву, обнаруженному на поверхности, уверены учёные. Исследователи пришли к выводу, что большой вулкан когда-то «питался» расположенной под ним обширной магматической камерой. В рамках миссий американской программы «Аполлон» с Луны доставлялись образцы гранитного материала, но объектов такого масштаба ранее обнаружить не удавалось. Величина пласта, по мнению учёных, указывает, что Луна больше похожа на Землю, чем считалось ранее.

Подводное извержение вулкана вблизи Королевства Тонга, случившееся в 2022 году, было настолько мощным, что привело к возникновению плазменных пузырей на околоземных орбитах, вызвавших нарушения передачи радиосигналов спутниками. Результаты нового исследования, возможно, помогут понять, как бороться с перебоями спутниковой связи и GPS в околоземном пространстве. Более того, можно будет больше узнать об особенностях активности вулканов на чужих планетах.

Источник изображения: NASA

В январе 2022 года произошло подводное извержение вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай — подводной горы, расположенной возле 169 островов Королевства Тонга в южной части Тихого океана. Извержение привело к появлению рекордно высокого вулканического шлейфа до 57 км. Считается, что извержение было самым мощным естественным взрывом за более чем 100 лет. Ранее выяснилось, что извержение привело к возникновению т.н. атмосферных волн — колебаний атмосферного давления, которые повлияли даже на ионосферу — один из наиболее высоких слоёв земной атмосферы, расположенный на высоте 80‒1000 км.

Учёные долго спорили, может ли вулканическая активность влиять на т.н. F-области ионосферы (на высоте от 150 до 800 км от земной поверхности) — здесь отмечается самая высокая концентрация ионов в атмосфере. Исследователи долго не могли прийти к единому мнению, могут ли извержения вулканов вызывать т.н. «экваториальные плазменные пузыри», довольно редко наблюдаемые в ионосфере и способные мешать сигналам спутников и нарушать работу GPS.

Исследование проводилось исследователями нагойского университета в Японии. В новом исследовании использовался японский спутник Arase для выявления экваториальных плазменных пузырей, а также японский спутник Himawari-8, используемый для мониторинга атмосферных волн и наземные станции для отслеживания процессов в ионосфере. Учёные обнаружили, что после того, как ударная волна после извержения достигла ионосферы, экваториальные плазменные пузыри достигали высоты до 2000 км — это намного выше, чем предсказывается стандартными моделями для таких физических феноменов.

Американские учёные обнаружили первое свидетельство присутствия на Венере действующего вулкана — открытие было сделано при изучении материалов, собранных более 30 лет назад зондом «Магеллан» (Magellan), который был запущен в 1989 году.

Гора Маат. Источник изображения: nasa.gov

«Магеллан» первым в истории получил изображение 98 % поверхности Венеры, использовав для этого радар. Аппарат больше не существует — он упал на планету в 1994 году, но до этого успел передать более 1200 Гбит данных. Это больше, чем все предшествующие планетарные миссии NASA, а собранная зондом информация оказывается полезной и по сей день.

Учёные, работающие над проектом космического аппарата VERITAS, который должен отправиться к Венере в ближайшее десятилетие, изучили данные с «Магеллана» в попытке получить новые сведения о вулканической активности планеты. Исследователи не надеялись на успех, но спустя примерно 200 часов ручного сравнения изображений, полученных аппаратом с разных ракурсов, они увидели расхождения между двумя снимками одного и того же региона, сделанные с разницей в восемь месяцев. Это были изображения области Атлы (Atla Regio) — региона недалеко от экватора, где находятся два крупнейших на Венере вулкана: горы Озза и Маат. Снимки, сделанные в период с февраля по октябрь 1991 года, показали, что последний в это время был активен.

На первом снимке оказалось нечто похожее на жерло со стекающей лавой на площади 2,6 км². На последнем то же самое отверстие изменило форму, увеличилось вдвое и заполнилось лавой. Проблема в том, что снимки были получены под разными углами, и сравнивать их напрямую нельзя. На основе имеющихся данных учёные провели моделирование — изображениям соответствовала лишь пара симуляций, и это, по мнению исследователей, говорит о вулканической активности на момент миссии «Магеллана».

Более точные сведения о происходящем на Венере поможет получить VERITAS, который при помощи более совершенной радиолокационной технологии позволит составить подробную трёхмерную карту поверхности планеты. На аппарате также будут инструменты, способные измерять её гравитационное поле для последующего анализа её внутренних процессов.

Ио — самое геологически активное небесное тело в Солнечной системе. На нём расположено более 400 действующих вулканов. Такая активность обусловлена периодическим нагревом недр спутника из-за приливных гравитационных воздействий со стороны Юпитера и других его спутников — Европы и Ганимеда. У некоторых вулканов выбросы настолько сильны, что поднимаются на высоту до 500 километров и видны с Земли, но только в мощные телескопы.

Источник изображения: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM

В отличие от большинства спутников во внешней части Солнечной системы, которые в основном состоят из водяного льда, Ио большей частью состоит из кремния, окружающего расплавленное ядро из железа и серы. Постоянно действующие вулканы придают поверхности Ио уникальные особенности. Вулканический пепел и потоки лавы постоянно изменяют поверхность и окрашивают её в различные оттенки жёлтого, белого, красного, чёрного и зелёного. Вулканические выбросы создают тонкую неоднородную атмосферу Ио и оставляют следы в магнитосфере Юпитера, в том числе огромный светящийся плазменный тор — облако в виде бублика, окружающее спутник.

В прошлом году доктор Джефф Моргенталер (Jeff Morgenthaler), изучающий вулканическую активность Ио, обнаружил признаки другого типа извержения — более мощного или более продолжительного. «Это захватывающее наблюдение, — сказала Эшли Дэвис (Ashley Davies), планетолог и вулканолог NASA. — Это показывает, что Ио, безусловно, является одним из самых изменчивых небесных тел в Солнечной системе, поэтому невозможно предсказать, как оно будет выглядеть, когда вы в очередной раз направите на него свой телескоп».

Огромную помощь в дальнейшем изучении Ио может оказать космический зонд NASA «Юнона», который находится на орбите Юпитера с 2016 года и должен пролететь буквально в 300 км от Ио в декабре этого года.

Поскольку Ио находится далеко от Солнца и имеет очень разреженную атмосферу, температура его поверхности в среднем составляет около -93 °C и он покрыт морозным слоем сернистых соединений. Продукты извержений вулканов, которые бывают разных форм и интенсивности, могут достигать температуры до 1370 °C. При соприкосновении перегретой лавы с сернистым льдом происходят взрывные извержения из трещин на поверхности, а фонтаны лавы выбрасываются в космос почти на километр.

Начиная с 2017 года доктор Моргенталер применил новый подход, сосредоточившись на изучении плазменного тора вокруг Ио в обсерватории ввода-вывода (IoIO) Института планетарных наук в Аризоне. В то время как инфракрасные телескопы показывают извержения вулканов на Ио, изучение плазменного тора вокруг спутника даёт представление о химическом составе извергаемых газов.

В течение нескольких лет Моргенталер отслеживал вулканическую активность с помощью IoIO и отмечал моменты повышенной концентрации или изменение цвета газов в плазменном торе. Эти изменения коррелируют с извержениями вулканов, интенсивность которых можно измерить по уровням натрия, выбрасываемого с Ио. Но с сентября по декабрь 2022 года, после крупного извержения вулкана, он заметил, что тор содержит гораздо меньше диоксида серы, чем можно было бы предположить по размеру извержения. Тор был не таким ярким, как ожидалось.

Это могло означать, что химический состав извержения отличался от других, то есть произошёл выброс веществ с другим химическим составом. Изучение аномалии может более подробно выявить различные типы вулканов на Ио, а также взаимодействие между плазменным тором и другими массивными спутниками Юпитера. Однако для того, чтобы сложить всё воедино, потребуется собрать намного больше данных, в том числе с других мощных телескопов на Земле, таких как космический телескоп «Джеймс Уэбб» и с космических аппаратов, таких как зонд NASA «Юнона».