Криовулканизм — вид вулканизма на некоторых планетах и других небесных телах в условиях низких температур. Вместо расплавленных скальных пород криовулканы извергают воду, аммиак, метан — как в жидком состоянии (криолаву), так и в газообразном.
Несмотря на общность по извергаемому веществу с гейзерами, по природе криовулканизм всё же относится к вулканизму, так как извергает вещество в том фазовом состоянии, в котором оно не может находиться в естественных условиях на поверхности.
Проявления Впервые криовулканы были обнаружены «Вояджером-2» на спутнике Нептуна Тритоне. В районе южной полярной шапки спутника есть небольшие тёмные пятна — это газовые струи, вылетающие из жерл криовулканов. На высоте 8 км струи изгибаются на 90° и вытягиваются в широкие горизонтальные шлейфы, тянущиеся на 150 км и более. На снимках Тритона удалось насчитать до 50 таких пятен. Криовулканизм на Тритоне предположительно порождён энергией приливных взаимодействий.
Во время ряда пролётов зонда «Кассини» близ Титана были получены свидетельства, что на нём существуют криовулканы, выбрасывающие в атмосферу относительно много холодного веществаЛедяные вулканы Титана. Предположительно, они являются источником метана в атмосфере Титана. Кроме того, вероятные криовулканы были найдены на радарных снимках.
Криовулканизм обнаружен также на относительно небольшом спутнике Сатурна Энцеладе. Там он проявляется в выбросах водяного пара, других газов и частиц льда из разломов в южной полярной области. Источником энергии служит приливный нагрев.
Ряд косвенных данных свидетельствует о наличии криовулканизма на ряде других «ледяных спутников», обращающихся вокруг газовых планет, в частности, Европе и Ганимеде.
В январе 2014 года было зафиксировано возможное наличие криовулканизма на ЦеререLocalized sources of water vapour on the dwarf planet (1) Ceres. В 2015 году на Церере был открыт криовулкан Ахуна; в этом же году формы рельефа, которые могут быть криовулканами, обнаружили на Плутоне.
В июле 2014 года на полуострове Ямал в 30 километрах от Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения на месте наблюдавшегося в 2013 году бугра пучения был обнаружен Ямальский кратерУчёные обнаружили на Ямале первый на планете криовулкан , 13.09.2018, возникший в результате выброса газонасыщенных многолетнемёрзлых пород. Некоторые исследователи считают это разновидностью криовулканической активности.
Физико-химические механизмы и современные теории Криовулканизм требует наличия трёх компонентов: источника тепла, резервуара летучих веществ и механизма их транспорта к поверхности. Современные модели выделяют несколько ключевых механизмов:
1. Источники тепла
Приливный нагрев — основной драйвер для спутников в орбитальных резонансах (Энцелад, Европа, Ио). Циклическая деформация недр вызывает внутреннее трение и генерацию тепла .
Радиогенный нагрев — распад долгоживущих изотопов (⁴⁰K, ²³⁸U, ²³²Th) в силикатном ядре или мантии. Значим для крупных тел (Церера, Плутон, Ганимед), но недостаточен для поддержания долгосрочной активности без дополнительных источников.
Фазовые переходы и экзотермические реакции — замерзание воды расширяется, создавая избыточное давление; гидратация солей или серпентинизация пород могут высвобождать тепло и газы .
2. Состав «криомагмы»
Чистая вода замерзает при 273 K, что делает её слишком вязкой для извержения в условиях внешних спутников. Наличие антифризов (аммиак, метанол, хлориды, сульфаты) снижает температуру эвтектики до 170–200 K и уменьшает вязкость. На Титане и Плутоне важную роль играют смеси воды с аммиаком и метаном, на Энцеладе — солёные растворы с хлоридом и гидрокарбонатом натрия .
3. Механизмы извержения
Декомпрессионное плавление — подъём криомагмы снижает давление, что вызывает выделение растворённых газов и фрагментацию потока. Криофрактурирование — циклы замерзания-оттаивания создают сеть трещин, по которым летучие вещества мигрируют к поверхности. Газодинамические выбросы — при быстром испарении летучих веществ (например, азота на Тритоне) возникает струйный механизм, аналогичный гейзерам. Конвекция в подлёдных океанах — гидротермальные источники на границе ядро-океан могут поставлять тепло и химические вещества, поддерживая долгосрочную активность .
Примечания
Ссылки
Вулканизм на телах Солнечной системы На Титане обнаружен углеводородный вулкан На Марсе нашли ледяные гейзеры
Категория:Планетология Категория:Вулканология *