Der innerste Galileische Mond, Io, hat fast dieselbe Dichte und Größe wie unser Mond, zeigt aber keinerlei Einschlagskrater. Stattdessen entdeckten die Voyager-Sonden Eruptionswolken, Vulkankegel und dampfende Lavaseen. Die Menge des Materials, die von Ios Vulkanen ausgeschleudert wird, reicht aus, um innerhalb einer Zeitspanne von einer Million Jahren die gesamte Oberfläche mit einer 100 Meter dicken Schicht zu bedecken. Die Kameras auf Voyager 1 registrierten 8 große Ausbrüche zur selben Zeit – hier auf der Erde ereignen sich so viele große Eruptionen allenfalls innerhalb eines Jahrhunderts. Damit ist Io der vulkanisch aktivste Körper im Sonnensystem.
Wie in einem Geysir schießt das Material mit einer Geschwindigkeit von etwa einem Kilometer pro Sekunde (der dreifachen Schallgeschwindigkeit) mehrere hundert Kilometer in die Höhe. Da Io nur eine geringe Schwerkraft und eine dünne Atmosphäre besitzt, dehnen sich die Fontänen weithin aus und lagern das Material in einem Ring mit einem Durchmesser von bis zu 1.400 Kilometern um den entsprechenden Vulkan herum ab.
Ios Vulkane kehren förmlich das Innere des Mondes nach außen und erneuern ständig die Oberfläche. Da das derzeit sichtbare Oberflächenmaterial, wie bereits erwähnt, vor nicht mehr als einer Million Jahren aus dem Inneren gekommen ist, haben sich Mantel und Kruste in der gesamten Geschichte des Mondes bereits mehrfach erneuert.
Die Vulkanaktivität erkennt man auch an den großen Calderen und den mit ihnen verbundenen Lavaflüssen. Hunderte Vulkankegel übersäen die Oberfläche des Jupitermondes, und die von ihnen ausgehende Wärme lässt sich sogar von der Erde aus nachweisen.
Was ist der Motor für diese ungewöhnlich heftige Aktivität? Sowohl die Wärme aus der Entstehungsphase des Mondes als auch aus dem radioaktiven Zerfall sollte längst in den Weltraum entwichen sein. Es sind die enorme Schwerkraft Jupiters und die äußeren Galileischen Monde, vor allem Europa, die ständig an Io ziehen und ihn verformen. Bei jedem Umlauf um Jupiter hebt und senkt sich die Oberfläche Ios um etwa 300 Meter. Io wird also regelrecht durchgeknetet und dadurch aufgeheizt. So kommt es, dass das Gestein im Inneren schmilzt.
Möglicherweise hat sich durch die hohen Temperaturen aber auch das ursprünglich vorhandene Wasser verflüchtigt. Wenn es jedoch kein Wasser gibt, was treibt dann die Vulkanausbrüche an? Eine Theorie geht davon aus, dass in geringer Tiefe flüssiges Schwefeldioxid und geschmolzener Schwefel miteinander in Kontakt kommen und heftig reagieren. Das Schwefeldioxid wird dabei verdampft, und eine Mischung aus Flüssigkeit und Gas schießt in einer Röhre nach oben. Nach einer anderen Theorie können die Ausbrüche auch dadurch zustande kommen, dass heiße Silikate in der Kruste des Mondes Schwefel verdampfen.
New estimates for Io eruption temperatures: Implications for the interior
Bildergalerie
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Der größte bekannte Vulkan auf Io erhielt seinen Namen nach dem hawaiischen Gott der Vulkane, Pele. Oben rechts erkennt man die Eruptionswolke, die sich etwa 300 Kilometer über die Oberfläche erhebt. Sie wurde aus dem zentralen, blau-weißen Bergkomplex ausgestoßen. Die konzentrischen Ringe um den Bergkomplex bestehen aus Material, das sich um die Quelle der Vulkanwolke herum abgelagert hat. Der äußere braune Ring besitzt einen Durchmesser von etwa 1.400 Kilometern.
Bildmosaik aus farb- und kontrastverstärkten Aufnahmen der Raumsonde Voyager 1.
(Alfred McEwan, Tammy Rock, Laurence Soderblom, NASA/JPL/USGS, astroarts.org)
Der aktive Vulkan Pele auf Io.
Dunkle Lavaflüsse schlängeln sich über die Oberfläche von Io. Die verschiedenen Farben stammen von Schwefel oder Schwefelverbindungen mit unterschiedlichen Temperaturen. Einige Lavaflüsse erstrecken sich über 200 Kilometer von den heißen Vulkankegeln, wie Ra Caldera (unten links), in die kühleren Gegenden.
Das Bildmosaik aus Aufnahmen der Raumsonde Voyager 1 deckt einen Bereich von etwa 2.100 km Länge ab.
(Alfred McEwan, NASA/JPL/USGS, astroarts.org)
Lavaflüsse auf Io.
Hochaufgelöste Aufnahme des Jupitermondes Io, fotografiert am 3. Juli 1999 von der Raumsonde Galileo aus einer Entfernung von 130.000 km.
(NASA, JPL, PIRL, University of Arizona)
Globale Ansicht des Jupitermondes Io.
Globale Ansicht des Jupitermondes Io, aufgenommen am 1. März 2007 von der Multispectral Visible Imaging Camera (MVIC) an Bord der Raumsonde New Horizons. Am oberen Rand von Io erkennt man die etwa 330 km hohe Eruptionswolke des Vulkans Tvashtar. Der rote Punkt darunter ist glühende Lava in der Caldera des Vulkans.
(NASA, JHU/APL, SwRI, astroarts.org)
Io mit Eruptionswolke des Vulkans Tvashtar.
Morgen hier bei Solscape: Europa – eine helle, ebenmäßige Welt