Weltraum

Io: Vulkane, angetrieben von der Schwerkraft

Der innerste Galileische Mond Jupiters ist die vulkanisch aktivste Welt des Sonnensystems. Gezeitenwärme speist mehr als 400 aktive Vulkane; Schwefel färbt die Oberfläche, auf der Einschlagkrater fast völlig fehlen.

Ios Metallkern, heißer teilweise geschmolzener Gesteinsmantel und schwefelfarbene Kruste
Ios Metallkern, heißer teilweise geschmolzener Gesteinsmantel und schwefelfarbene Kruste
Bildnachweis: NASA/JPL · Public domain · Bildquelle anzeigen ↗

Auf einen Blick

直径
3.643 km
距木星
Etwa 422.000 km
公转周期
1,77 Tage

Aus sicherer Höhe über Io könnten Sie mehrere Vulkane gleichzeitig ins All ausbrechen sehen. Mit etwa 3.643 Kilometern Durchmesser ist er etwas größer als unser Mond, der innerste Galileische Mond und die vulkanisch aktivste Welt des Sonnensystems.

Durch gravitative Verformung erhitzt

Io umkreist Jupiter in etwa 422.000 Kilometern Entfernung und benötigt dafür 1,77 Tage. Seine 1:2:4-Resonanz mit Europa und Ganymed hält die Umlaufbahn leicht exzentrisch, sodass Jupiters wechselnde Gezeitenkräfte ihn wiederholt dehnen und stauchen. Die Oberfläche kann sich dabei um Hunderte Meter verformen, und der Wärmefluss liegt bei rund 2 W/m² – mehr als zwanzigmal so hoch wie der Erdmittelwert. Voyager bestätigte Ausbrüche kurz nachdem 1979 die Gezeitenerwärmung vorhergesagt worden war.

Kern, Mantel und Wege des Magmas

Die Dichte von etwa 3,53 g/cm³ zeigt, dass Io ein Gesteinsmond ist. Unter einem Kern aus Eisen und Eisensulfid liegt ein teilweise geschmolzener Silikatmantel. Magma steigt durch eine dünne äußere Hülle auf. Wasser und Eis sind angesichts dieses heißen Vulkanismus selten.

Ios metallischer Kern, heißer teilweise geschmolzener Gesteinsmantel und schwefelfarbene Kruste
Ios metallischer Kern, heißer teilweise geschmolzener Gesteinsmantel und schwefelfarbene Kruste
Bildnachweis: NASA/JPL · Public domain · Bildquelle anzeigen ↗

Eine außergewöhnliche Vulkanwelt

Mehr als 400 aktive Vulkane erzeugen Fontänen von bis zu 300 Kilometern Höhe. Schwache Schwerkraft und eine äußerst dünne Atmosphäre ermöglichen schirmförmige Fontänen und riesige Ablagerungen. Manche Lava ist heißer als 1.200 °C. Loki Patera misst etwa 200 Kilometer und lässt irdische Lavaseen klein erscheinen.

Galileo-Aufnahme nahe Ios Tag-Nacht-Grenze mit einer blauen Vulkanfontäne am Rand
Galileo-Aufnahme nahe Ios Tag-Nacht-Grenze mit einer blauen Vulkanfontäne am Rand
Bildnachweis: NASA's Galileo spacecraft · Public domain · Bildquelle anzeigen ↗

Eine Palette aus Schwefel

Schwefeldioxid gefriert auf der im Mittel etwa −140 °C kalten Oberfläche zu weißem Reif. Schwefelverbindungen erzeugen gelbe, orangefarbene, rote und dunkle Töne; frische rote Ablagerungen können mit der Zeit gelb werden. Die ständige Erneuerung der Oberfläche beseitigt die meisten Einschlagkrater.

Könnte ein Mensch neben einem Vulkan zusehen?

Io besitzt keine atembare Luft, ist starker Jupiterstrahlung ausgesetzt und verbindet heiße Schlote mit extrem kaltem umgebendem Boden. Die geringe Schwerkraft lässt Auswurfmaterial weiter fliegen, statt die Umgebung sicherer zu machen. Schnelle Vorbeiflüge strahlungsfester Raumsonden sind eine praktischere Methode, die Ausbrüche zu überwachen.

Wie wurden die Vulkane entdeckt?

Am 8. März 1979 bemerkte die Navigationsingenieurin Linda Morabito auf Bildern von Voyager 1 eine Fontäne – der erste beobachtete aktive Ausbruch außerhalb der Erde. Galileo absolvierte zwischen 1995 und 2003 mehrere Vorbeiflüge. Juno näherte sich Io am 30. Dezember 2023 und am 3. Februar 2024 bis auf etwa 1.500 Kilometer und lieferte Nahaufnahmen von Lavaseen und Ausbrüchen.

Junos Aufnahme von Io vom 30. Dezember 2023 aus rund 2.840 km Entfernung, mit der Tag-Nacht-Grenze über vulkanischem Gelände
Junos Aufnahme von Io vom 30. Dezember 2023 aus rund 2.840 km Entfernung, mit der Tag-Nacht-Grenze über vulkanischem Gelände
Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS · Public domain · Bildquelle anzeigen ↗

Quellen