Vulkanisme i solsystemet

Vulkanisme er en samlebetegnelse på prosesser der magma, faste partikler og gasser fra det indre av Jorda eller andre kloder føres opp til overflaten. Fenomenet er velkjent og utbredt på vår egen planet, men romsonder har de seneste tiår funnet mange bevis på slik aktivitet også andre steder i solsystemet. På en fjern Jupiter-måne foregår det faktisk voldsomme vulkanutbrudd den dag i dag.

Magma, dvs. smeltede bergarter som spruter eller renner ut, uansett om det er gjennom klassiske vulkanfjell eller lange sprekker i skorpa, kalles lava. Disse prosessene er opphav til karakteristiske landformasjoner, bergarter og terreng, som gir oss kunnskap om den kjemiske sammensetningen, varmeinnholdet og historien til en klodes indre.

La oss se nærmere på forekomsten av dette dramatiske fenomenet i solsystemet vårt.

Månen

Vår nærmeste kosmiske nabo byr på små vulkaner, sprekker i skorpa og enorme sletteområder av den mørke, finkornede lavabergarten basalt. Slettene, eller havene som de faktisk kalles, har få kratre siden de ble dannet av lavautstrømninger etter at det mest intense komet- og asteroidebombardementet i solsystemets ungdom hadde opphørt. Alle de nevnte overflatetrekkene er gamle levninger etter klodens vulkanske fortid. Størstedelen av den vulkanske aktiviteten fant nemlig sted tidlig i Månens historie, for over tre milliarder år siden.

De ferskeste lavastrømmene er anslått å være drøyt en milliard år gamle. Sonden Lunar Reconnaissance Orbiter har imidlertid nylig avdekket vulkanske avleiringer som kan være så unge som 50 millioner år. Siste ord er ikke sagt i denne saken.

Merkur

Den første tiden etter solsystemets dannelse for ca. 4,6 milliarder år siden fløt magma opp fra Merkurs indre og fylte igjen sårene fra veldige nedslag, akkurat som på Månen. De første nærbildene av den lille planeten, tatt av sonden Mariner 10 i 1974–75, viste tegn på tidligere vulkanisme, men forskerne kunne ikke si noe om alderen. Det kunne jo være at funnene utelukkende stammet fra de eldgamle nedslagskratrene.

Takket være MESSENGER-sondens nylige og svært detaljerte kartlegging av hele planetoverflaten er det oppdaget en rekke forskjellige strukturer som man mener er av vulkansk opprinnelse og av senere dato. Blant dem er store groper som dannes ved kollaps av magmakammeret under en vulkan, og lavastrømmer som anslås å være mellom en og to milliarder år gamle. Dataene forteller planetforskerne at det var vulkansk aktivitet på Merkur lenge etter dannelsen.

Venus

I begynnelsen av 1990-tallet ble Venus kartlagt med radar av Magellan-sonden. Radarstrålene trengte gjennom den permanente, svært tette og ugjestmilde atmosfæren og avslørte en planet herjet av vulkanisme. Om lag 80 prosent av overflaten er dekket av jevne lavasletter, ispedd titusenvis av små og store vulkanfjell. Venus har dessuten helt unike vulkanske strukturer, deriblant flate pannekakevulkaner.

Det er få nedslagskratre på planeten, og de som finnes, er meget godt bevart. Det tyder på at hele overflaten ble fornyet med basaltlava for «bare» 300–600 millioner år siden i en voldsom bølge av vulkanisme, og at aktiviteten deretter har avtatt.

Selv om det ikke finnes bilder av aktive vulkaner på Venus nå for tiden, har romsonder gjort interessante funn: Hyppige lyn kan skyldes vulkansk aske i atmosfæren, og store endringer i mengden svoveldioksid i planetens øvre atmosfære kan forklares med nylige vulkanutbrudd. Dessuten har forskere identifisert små områder på overflaten som ble varmet opp og så avkjølt i løpet av bare et par dager. Sammen med tidligere funn er dette sterke indisier på pågående vulkanisme på Venus.

Mars

Vulkanisme har spilt en avgjørende rolle i den geologiske utviklingen til Mars. Astronomer har siden begynnelsen av 1970-tallet visst at store deler av overflaten er dekket av landformasjoner av vulkansk opphav, deriblant lavastrømmer, vidstrakte lavasletter og enorme vulkaner. Med en høyde på 25 km og en diameter ved foten på nesten 600 km er Olympus Mons solsystemets største vulkan. Denne utdødde skjoldvulkanen har et volum som er hundre ganger større enn Jordas største eksemplar, Mauna Loa på Hawaii, som måler 9 km fra havbunnen til toppen.

En av grunnene til at vulkaner på Mars kan bli så store er at planeten ikke har platetektonikk og at magma som stiger opp fra planetens indre, derfor slipper ut på samme sted over tidsrom på en milliard år eller mer. Alderen på de eldste vulkanske formasjonene er minst 3,7 milliarder år.

Til tross for intens utforskning av planeten er det ikke oppdaget aktive vulkaner. ESA-sonden Mars Express har imidlertid fotografert lavastrømmer som må ha oppstått de seneste to millioner år. Den røde planet har med andre ord vært vulkansk aktiv i milliarder av år, men ser ikke ut til å være det i dag.

Io

Io er den innerste av de fire galileiske månene som kretser rundt kjempeplaneten Jupiter i det ytre og kalde solsystem. Overflatetemperaturen er om lag −160 grader, og kloden omgis av måner som er dekket av og består av store deler is. Da Voyager 1-sonden i mars 1979 fløy forbi Io, sendte den tilbake bilder som viste et merkelig og overraskende fargerikt landskap uten nedslagskratre. Videre analyser avslørte lavastrømmer og ni store utbruddssøyler! For første gang hadde astronomer fotografert vulkanske utbrudd utenfor Jorda.

Io har mer enn 400 aktive vulkaner og er det mest geologisk aktive legeme i hele solsystemet. Drivkraften bak den ekstreme vulkanismen er de kraftige tidevannskreftene fra Jupiter og de store nabomånene. Gravitasjonen tøyer og klemmer på Io, noe som skaper enormt med friksjon og dermed varme i dens indre.

Magma strømmer ut fra store sprekker i skorpa og danner omfattende lavastrømmer, mens vulkaner spyr ut svovel og svoveldioksid i soppformede skyer som kan nå flere hundre kilometer over månens overflate. Ios fargerike, pizzalignende utseende skyldes hovedsakelig disse svovelforbindelsene. Forskere anslår at hele overflaten fornyes av vulkanske prosesser omtrent hver million år – et meget kort tidsrom i geologisk og astronomisk målestokk.

Europa

Ios nabomåne Europa er interessant i denne sammenheng fordi det er funnet sterke bevis for et saltvannshav under det tykke islaget som dekker hele kloden. Kanskje er det hydrotermiske skorsteiner på havbunnen som holder vannet under iskappen flytende.

Varmeenergien kommer, som i Ios tilfelle, fra tidevannseffekter fra Jupiter og nabomånene. Enkelte forskere spekulerer for øvrig i om disse varmekildene kan gi grobunn for liv i Europas mørke hav. Romsonder fra både NASA og ESA vil om få år gjøre nærstudier av kloden for å undersøke muligheten for liv der.

Isvulkaner

Til slutt nevnes en annen og mye kaldere type vulkanisme kalt kryovulkanisme. Flyktige stoffer (volatiler) strømmer opp fra det indre av enkelte måner i det ytre solsystem og fryser umiddelbart til is i møte med de særdeles lave overflatetemperaturene der.

Slike isgeysirer er observert på Triton og Enceladus, og man antar de finnes på flere andre måner – deriblant Titan, Europa, Ganymedes og Miranda – rundt de store gassplanetene. Det er også funnet tegn på aktive isgeysirer på Plutos måne Charon.

Se også

• Is i solsystemet
• Jorda – et støvfnugg i det store kosmos

Artikkelen er hentet fra en tidligere utgave av håndboka Himmelkalenderen. © Jan-Erik Ovaldsen