Gasstralen die vrijkomen wanneer warm en koud elkaar ontmoeten, kunnen verklaren wat op duinen lijkt
Een vulkaanuitbarsting (blauw) is te zien op Jupiters maan Io, het meest vulkanisch actieve lichaam in het zonnestelsel. Deze foto is gemaakt door NASA’s Galileo-missie, die eindigde in 2003.
Op Jupiters maan Io kan lava die onder de vorst kruipt aanleiding geven tot velden met torenhoge duinen.
Die bevinding, beschreven op 19 april in Natuurcommunicatiesuggereert dat duinen komt misschien vaker voor op andere werelden dan eerder werd gedachthoewel de klontjes zich op vreemde manieren kunnen vormen.
“In zekere zin zijn deze [other worlds] zien er vertrouwder uit”, zegt George McDonald, een planetaire wetenschapper aan de Rutgers University in Piscataway, NJ. “Maar hoe meer je erover nadenkt, ze voelen steeds exotischer aan.”
Io is een wereld vol uitbarstende vulkanen, ontstaan wanneer de zwaartekrachten van Jupiter en enkele van zijn andere manen aan Io trekken en warmte genereren (SN: 8/6/14). Ongeveer 20 jaar geleden rapporteerden wetenschappers een ander type kenmerk op het dynamische oppervlak van Io: heuvelruggen. De kenmerken lijken op duinen, maar dat kon niet het geval zijn, redeneerden wetenschappers, omdat de atmosfeer van Io te dun is voor wind om een duinlandschap op te zwepen.
Maar de afgelopen jaren zijn er duinachtige kenmerken ontdekt op komeet 67P (SN: 21-9/20) en Pluto (SN: 8/24/21), planetaire lichamen die ook geen dikke atmosferen hebben. Geïnspireerd door die buitenaardse duinlandschappen, kwamen McDonald en zijn collega’s terug op de kwestie van Io’s mysterieuze brokken. Het enige wat ze nodig hadden was een soort luchtlandingskracht om de duinen van de maan te vormen.
Op aarde treden krachtige stoomexplosies op wanneer stromen van gesmolten gesteente watermassa’s tegenkomen. Hoewel er geen water wordt gevonden op Io, is zwaveldioxide-vorst alomtegenwoordig. Dus de wetenschappers veronderstellen dat wanneer lava langzaam in en net onder een ijslaag stroomt, stralen zwaveldioxidegas uit de vorst kunnen barsten. Die jets zouden rotskorrels en ander materiaal kunnen laten vliegen en duinen kunnen vormen.
De onderzoekers berekenden dat een voortschrijdende lavastroom, bedolven onder minstens 10 centimeter vorst, een deel van de vorst zou kunnen sublimeren in zakken met hete damp. Wanneer voldoende damp zich ophoopt en de druk hoog genoeg wordt om het gewicht van de bovenliggende vorst te evenaren of te overwinnen, kan de damp uitbarsten met snelheden van meer dan 70 kilometer per uur. Deze uitbarstingen kunnen korrels met een diameter van 20 micrometer tot 1 centimeter voortstuwen, schat het team.
Het analyseren van beelden van het oppervlak van Io, verzameld door NASA’s inmiddels ter ziele gegane Galileo-sonde, onthulde sterk reflecterende strepen van materiaal die naar buiten uitstraalden over duinen voor lavastromen – mogelijk materiaal dat destijds nieuw was afgezet door dampstralen.
Bovendien toonde het gebruik van de afbeeldingen om de heuvelachtige kenmerken te meten aan dat hun afmetingen overeenkomen met die van duinen op andere planetaire lichamen. Sommige van de Ionische duinen zijn meer dan 30 meter hoog, schat het team.
“Ik denk veel van [scientists] keek ernaar en dacht, hé, dit zouden echt duinen kunnen zijn”, zegt Jani Radebaugh, een planetaire wetenschapper aan de Brigham Young University in Provo, Utah, die niet bij het onderzoek betrokken was. “Maar wat er opwindend aan is, is dat ze een goed fysiek mechanisme hebben bedacht om uit te leggen hoe het mogelijk is.”
Io wordt meestal gezien als een wereld van vulkanen. De mogelijkheid van duinen suggereert dat daar meer aan de hand is dan wetenschappers dachten, zegt McDonald. “Het voegt zeker een laag complexiteit toe.”
