Europa - Vệ tinh "Quý tộc" của Sao Mộc - Phần 3: Đặc điểm cấu tạo và địa hình - PAC - Hệ Mặt trời | .: Thiên văn Bách khoa

Europa - Vệ tinh "Quý tộc" của Sao Mộc - Phần 3: Đặc điểm cấu tạo và địa hình

Phan Thanh Hiền

Cấu tạo trong

Europa có cấu trúc rất giống với 4 hành tinh phía trong của hệ Mặt Trời (bao gồm Trái Đất), tức là có cấu tạo chủ yếu từ đá silicate. Phần vỏ ngoài được cấu tạo từ băng đá ở phía trên và lớp chất lỏng ở phía dưới, dày cỡ khoảng 100 km. Những dữ liệu tàu vũ trụ Galileo thu được về từ trường của Europa cho thấy vệ tinh này có một từ trường cảm ứng với cảm ứng từ của sao Mộc. Điều đó cho thấy bên dưới lớp bề mặt của Europa phải có một lớp chất dẫn điện có thể là lớp nước muối dày. Lớp vỏ băng trên cùng ước tính đã bị trượt đi một góc 80°, do đó, không thể nào được gắn chặt với lớp vật chất phía trong. Sự trượt đi ấy chỉ có thể giải thích là quá trình trượt trên lớp chất lỏng.[19] Lõi của Europa có thể có cấu tạo từ sắt.[20]

Bên trong Europa

Địa hình

Với địa hình rất bằng phẳng, Europa là một trong những thiên thể có vỏ ngoài mịn nhất trong hệ Mặt Trời.[21] Những đường rãnh ngang dọc trên bề mặt Europa chủ yếu là những dải màu có độ phản xạ khác với các vùng xung quanh chứ không phải do những lồi lõm trên bề mặt Europa tạo thành. Có rất ít những miệng hố thiên thạch do những hoạt động địa chất của Europa vẫn rất mạnh mẽ.[22][23] Bề mặt băng của Europa khiến cho nó phản xạ rất mạnh, lên tới 0.64, một trong những vệ tinh phản xạ mạnh nhất trong hệ Mặt Trời[24][23] (so với các vệ tinh khác của sao Mộc, Callisto là 0.22, Ganymede là 0.43 và Io là 0.63). Bề mặt Europa rất trẻ và hoạt động. Dựa trên mật độ những vụ bắn phá thiên thạch trong hệ Mặt Trời, có thể thấy tuổi của bề mặt Europa từ 20 đến 180 triệu năm.[25] Cynthia Phillips, một chuyên gia nghiên cứu Europa, nói rằng không có sự đồng tình trong giới khoa học giữa những cách giải thích trái ngược nhau về bề mặt Europa.[26]

Ảnh ghép từ các bức ảnh của Galileo cho thấy những hoạt động địa chất gần đây của Europa đã tạo ra những đường rãnh, hố, vòm và đám hỗn loạn Conamara

Những đường rãnh

Đặc điểm bề mặt hấp dẫn và lý thú nhất của Europa là sự xuất hiện của rất nhiều những vệt tối màu đan chéo vào nhau trên toàn bộ vệ tinh, theo tiếng Latinh gọi là lineae (tiếng Anh là lines: đường). Những phân tích kĩ lưỡng cho thấy lớp vỏ của Europa, cả 2 bên của rãnh đứt gãy, đang di chuyển tương đối với nhau. Những rãnh lớn có thể rộng tới 20 km, rìa của rãnh tối màu, khuếch tán ánh sáng mạnh, có những nét kẻ đều đặn. Trung tâm của rãnh là vệt sáng màu hơn.[27]

Ảnh chụp Europa với màu sắc khá chân thực do tàu Galileo cung cấp. Có thể thấy rõ những đường rãnh trên bề mặt của nó

Một giả thuyết được đưa ra cho rằng những rãnh này là kết quả của những vụ phun trào của các hố phun nước hay những điểm phun trào nước ngầm khi lớp vỏ băng có những kẽ hở cho nước ở lớp chất lỏng phía dưới phun lên.[28] Ta cũng có thể quan sát thấy hiện tượng này ở những rặng núi dưới đáy biển của Trái Đất. Những vết nứt này chủ yếu do lực hút mạnh của sao Mộc làm biến dạng lớp vỏ của Europa. Do Europa luôn quay một mặt về phía sao Mộc, tức là luôn được định hướng theo một hướng nhất định với sao Mộc, những vết đứt gẫy này cũng phải được sắp xếp một cách đặc biệt và có trật tự xác định. Tuy nhiên, chỉ những vết đứt gãy ở những khu vực trẻ nhất của bề mặt Europa được định hướng theo đúng dự đoán của các nhà khoa học. Những vùng bề mặt càng cổ xưa thì các rãnh càng được định hướng khác với hiện tại. Nguyên nhân có thể là do lớp bề mặt của Europa quay nhanh hơn lõi của nó. Lớp nước dưới bề mặt Europa đã tách phần lõi và phần vỏ của vệ tinh này, khiến chúng chuyển động không đồng bộ nhau. Bên cạnh đó là lực hút từ sao Mộc đã làm xô dịch lớp vỏ ngoài của Europa.[29] So sánh các bức ảnh do 2 tàu thám hiểm Voyager và Galileo cung cấp, các nhà khoa học đã đưa ra ước lượng cận trên cho tốc độ dịch chuyển giả định này. Với tốc độ đó, mất 12.000 năm để lớp vỏ ngoài quay hết một vòng so với lõi bên trong của vệ tinh.[30]

Miệng hố Pwyll đường kính 26km

Các cấu trúc khác

Các cấu trúc khác có thể kể đến trên bề mặt Europa là những vết lenticulae có hình tròn hay hình elip (lenticulae theo tiếng Latinh nghĩa là vết tàn nhang). Có một số trong chúng giống như những ngọn đồi hình vòm, một số là các hố lõm và một số là những điểm mịn tối màu. Một số cái khác có cấu trúc gồ ghề lộn xộn. Các vết hình vòm có thể được hình thành khi lớp vỏ của vệ tinh bị các lực tác động đẩy trồi lên.[31]

Ảnh chụp đám hỗn loạn Conamara, băng kết rộng tới 10 km. Vùng màu trắng thể hiện khu vực xung quanh miệng hố Pwyll

Một giả thuyết cho rằng những vết lồi lõm này là kết quả của việc những tầng băng ấm ở phía dưới trồi lên qua những kẻ nứt của tầng băng ngoài cùng lạnh hơn, giống như nham thạch nóng chảy từ lớp phía dưới vỏ Trái Đất phun ra từ các miệng núi lửa.[31] Những vệt mịn sẫm màu có thể được hình thành khi tầng băng ấm nói trên bị tan chảy ra trong quá trình trồi lên mặt đất. Còn những cấu trúc gồ ghề (được gọi là đám hỗn loạn, ví dụ như đám hỗn loạn Conamara) được hình thành từ nhiều mảnh vỡ trên bề mặt của lớp vật chất tối màu có nhiều gò đống. Cấu trúc này giống như những tảng băng trôi trên các biển băng của Trái Đất.[32]

Ảnh chụp đám hỗn loạn Conamara cho thấy những ngọn núi khá cao và lởm chởm xen kẽ với những vùng bằng phẳng.

Tham Khảo
19 ^ Cowen, Ron. “A Shifty Moon”, Science News, 7 tháng 6 năm 2008.
20 ^ a b Kivelson, M. G.; et al. (2000). “Galileo Magnetometer Measurements: A Stronger Case for a Subsurface Ocean at Europa”. Science 289 (5483): 1340–1343. doi:10.1126/science.289.5483.1340. PMID 10958778.
21 ^ a b “Europa: Another Water World?”. Project Galileo: Moons and Rings of Jupiter. NASA, Jet Propulsion Laboratory (2001). Truy cập 9 tháng 8 năm 2007.
22 ^ Arnett, B.; Europa (November 7, 1996)
23 ^ a b Hamilton, C. J.. “Jupiter's Moon Europa”.
24 ^ “Europa, a Continuing Story of Discovery”. Project Galileo. NASA, Jet Propulsion Laboratory. Truy cập 9 tháng 8 năm 2007.
25 ^ a b Schenk, P. M.; Chapman, C. R.; Zahnle, K.; Moore, J. M.; Chapter 18: Ages and Interiors: the Cratering Record of the Galilean Satellites, in Jupiter: The Planet, Satellites and Magnetosphere, Cambridge University Press, 2004
26 ^ “High Tide on Europa”. Astrobiology Magazine. astrobio.net (2007). Truy cập 20 tháng 10 năm 2007.
27 ^ P. E. Geissler, R. Greenberg et al. (1998). “Evolution of Lineaments on Europa: Clues from Galileo Multispectral Imaging Observations”. Truy cập 20 tháng 12 năm 2007.
28 ^ Patricio H. Figueredo and Ronald Greeley (2003). “Resurfacing history of Europa from pole-to-pole geological mapping”. Truy cập 20 tháng 12 năm 2007.
29 ^ T.A. Hurford, A.R. Sarid and R. Greenberg (2006). “Cycloidal cracks on Europa: Improved modeling and non-synchronous rotation implications”. Truy cập 20 tháng 12 năm 2007.
30 ^ Kattenhorn, Simon A. (2002). “Nonsynchronous Rotation Evidence and Fracture History in the Bright Plains Region, Europa”. Icarus 157: 490–506. doi:10.1006/icar.2002.6825. http://adsabs.harvard.edu/abs/2002Icar..157..490K.
31 ^ a b Christophe Sotin, James W. Head III and Gabriel Tobie (2001). “Europa: Tidal heating of upwelling thermal plumes and the origin of lenticulae and chaos melting” (PDF). Truy cập 20 tháng 12 năm 2007.
32 ^ Jason C. Goodman, Geoffrey C. Collins, John Marshall, Raymond T. Pierrehumbert. “Hydrothermal Plume Dynamics on Europa: Implications for Chaos Formation” (PDF). Truy cập 20 tháng 12 năm 2007.

(Còn nữa...)
Nguồn: Wikipedia Tiếng Việt

Tham quan Thái dương hệ

Hệ Mặt trời (cũng được gọi là Thái dương hệ) là một hệ hành tinh có Mặt trời ở trung tâm và các thiên thể nằm trong phạm vi lực hấp dẫn của Mặt trời, gồm 8 hành tinh chính quay xung quanh, 7 trong số các hành tinh này có vệ tinh riêng của chúng, cùng một lượng lớn ...

Hệ Mặt trời | Monday, 1 March 2010

Europa - Vệ tinh "Quý tộc" của Sao Mộc - Phần 3: Đặc điểm cấu tạo và địa hình

Tin tức thiên văn học

Nhà thiên văn nghiệp dư

Quan sát bầu trời

Danh nhân thiên văn học

Video & Music

Cửa hàng Thiên văn học

Bài viết mới nhất

Xem nhiều nhất

Hỗ trợ trực tuyến

Liên kết website