لأكثر من أربعة عقود، أذهل القمر IO - أحد أكثر أقمار المشتري روعة - العلماء بثورانه البركانية الملونة التي لا هوادة فيها، مما جعله الجسم الأكثر نشاطًا جيولوجيًا في نظامنا الشمسي. ومع ذلك، فإن النتائج الأخيرة التي توصلت إليها مركبة الفضاء جونو التابعة لوكالة ناسا قد أعادت تشكيل فهمنا للجزء الداخلي من آيو والقوى الكامنة وراء ظواهره البركانية بشكل جذري.
أول لقاء ناري
حدثت مقدمة سكوت بولتون لـ Io في عام 1980، بعد فترة وجيزة من بدايته في وكالة ناسا. كانت فوييجر 1 قد حلقت للتو بالقرب من كوكب المشتري، والتقطت الصور الأولى للبراكين الحقيقية في عالم آخر: أعمدة من الصهارة على شكل مظلة تتدفق من مواقع لا حصر لها على سطح آيو. كان المشهد - خطوط برتقالية وحمراء وصفراء - يشبه اللوحة الكونية للفنان، مما ترك بولتون في حالة من الذهول. كانت هذه الاكتشافات ثورية، حيث قدمت أول دليل مباشر على النشاط البركاني خارج كوكب الأرض.
إعادة التفكير في نظرية محيط الصهارة
لسنوات، اعتقد العلماء أن آيو كانت موطنًا لمحيط شاسع يمتد على الكرة الأرضية من الصهارة تحت قشرته. هذه النظرية مسؤولة عن الانتشار المتساوي تقريبًا للبراكين وتم تعزيزها من خلال القياسات المغناطيسية من مركبة غاليليو الفضائية في أواخر التسعينيات، والتي بدت وكأنها تستشعر مجموعة ضخمة من الصخور السائلة الموصلة تحت السطح.
لكن رحلات جونو القريبة في أواخر عام 2023 وأوائل عام 2024 تحكي قصة مختلفة. من خلال تتبع الاختلافات الدقيقة في جاذبية Io - التي تم اكتشافها من خلال إشارات الاتصالات الراديوية لـ Juno أثناء مرورها - رسم العلماء خريطة للبنية الداخلية لـ Io. استنتاجهم: لا يوجد محيط صهارة عالمي ضحل تحت قشرة آيو. وبدلاً من ذلك، يبدو الجزء الداخلي من آيو أكثر تجزئًا وتفاوتًا مما كان يُعتقد سابقًا، مما يشير إلى أن النشاط البركاني قد يستغل جيوبًا متناثرة من المواد المنصهرة، وليس بحرًا جوفيًا موحدًا.
لغز تسخين المد والجزر
على عكس براكين الأرض، التي تعمل بالحرارة المتبقية من تكوين الكوكب والتحلل الإشعاعي، فإن الغضب البركاني لآيو مدفوع بتسخين المد والجزر. يدور آيو حول كوكب المشتري في مسار على شكل بيضة قليلاً، ويتم ضغطه واسترخائه بالتناوب بفعل جاذبية الكوكب العملاق. هذا العجن الجاذبي المستمر يخلق احتكاكًا هائلاً وحرارة داخل آيو، مما يؤدي إلى توليد الصهارة.
التطور المفاجئ: حتى مع كل هذا التسخين المدي، لا يبدو أن آيو تمتلك محيط الصهارة الجوفي الشاسع الذي كان يُعتبر ذات يوم مهمًا لنشاطه. يطرح هذا الوحي أسئلة جديدة ليس فقط على آيو، ولكن أيضًا للأقمار الأخرى التي ترتفع درجة حرارتها تدريجيًا، مثل يوروبا وإنسيلادوس، حيث قد تحتوي المحيطات المخفية على مكونات الحياة.
تعمق الألغاز البركانية
إذا لم يكن هناك خزان عالمي للصهارة، فما الذي يغذي النشاط البركاني الباهظ لآيو؟ تشير بيانات جونو إلى أن قشرة آيو قد تكون بدلاً من ذلك مليئة بغرف الصهارة على أعماق متفاوتة، مما يجعل السباكة البركانية أقرب إلى الأرض، وإن كان ذلك بدون تكتونية الصفائح. ربما تكون الإشارات المغناطيسية لمركبة غاليليو الفضائية، التي كان يُعتقد في السابق أنها دليل على وجود محيط من الصهارة، قد حددت ببساطة مناطق من الصخور الذائبة جزئيًا - وليس محيطًا حقيقيًا على الإطلاق. بدلاً من ذلك، في حالة وجود أي محيط من هذا القبيل، فمن المحتمل أن يكون أعمق بكثير وأكثر كثافة مما كان يُعتقد سابقًا، وقد لا يؤثر على الانفجارات السطحية.
الآثار المترتبة على عوالم أخرى
تتحدى هذه الاكتشافات الافتراضات حول طبيعة تسخين المد والجزر على الأقمار الأخرى. في العوالم الجليدية، مثل يوروبا، لا تزال المحيطات الجوفية الشاسعة تبدو محتملة، مدعومة بأدلة مغناطيسية قوية. قد يكمن المفتاح في الفيزياء الأساسية: الصخور المنصهرة أخف من الصخور الصلبة وتتسرب بسرعة إلى أعلى، مما يجعل من الصعب تكوين محيطات الصهارة الراكدة؛ وفي الوقت نفسه، تميل المياه السائلة، الأكثر كثافة من الجليد، إلى الاستقرار والتجمع تحت السطح.
يمكن أن يؤدي فك شفرة أسرار آيو إلى إلقاء الضوء على العمليات التي تحدث على الأقمار الأخرى - بما في ذلك القمر الأرضي، الذي يُظهر تلميحات عن ارتفاع درجة حرارة المد والجزر القديمة والبراكين.
عالم مليء بالألغاز
على الرغم من عقود من الملاحظة، تظل الطبيعة الحقيقية لآيو بعيدة المنال. تكشف كل زيارة علمية عن تعقيدات جديدة، مما يشير إلى ألغاز لا تزال غير مستكشفة تحت سطحها الناري. وكما تقول عالمة الكواكب آشلي ديفيز: «كلما رصدنا ذلك، زادت تعقيد البيانات والتحليلات، كلما أصبحت محيرة أكثر».
لمزيد من الأفكار، راجع قناة Wired على YouTube حول علوم الفضاء والكواكب.
إن آيو ليست مجرد فكرة غريبة - فهويتها البركانية تجعلها مفتاحًا مهمًا لفهم كيفية تطور العوالم واستمرارها وربما حتى تعزيز الحياة. مع تقدم التكنولوجيا والبعثات العلمية، سيزداد أيضًا سعينا لكشف أسرار هذا القمر البركاني.
المصدر: ما الذي يحدث داخل آيو، القمر البركاني لكوكب المشتري؟