Вісник Астрономічної школи, 2011, том 7, № 1, с. 117–132

https://doi.org/10.18372/2411-6602.07.1117
Завантажити PDF
УДК 523.4

Особливості морфології і геології поверхні супутника Юпітера Європи

Відьмаченко А.П., Мороженко О.В., Клянчин А.І.

Главная астрономическая обсерватория НАН Украины

Реферат

Порівняння великомасштабних зображень КА «Вояджер-2» і «Галілео» ніяких помітних змін на поверхні Європи не показало. Але зображення Європи КА «Галілео» з високим просторовим дозволом змінили наше уявлення про характер і природу її поверхні. Поверхня є крижаною оболонкою, покритою тріщинами і торосами льоду. Під порівняно тонкою оболонкою, можливо, знаходиться океан рідкої води завглибшки до декількох десятків кілометрів. Дуже мала кількість ударних кратерів указує на відносну молодість поверхні Європи і, можливо, на її геологічну активність і зараз. Основні геологічні особливості супутника виділяються з урахуванням схожості форми, структури, кольору, освітлення і т.п. поверхні Європи і інших відомих типів поверхні: великі рівнини, ділянки тріщин (ліній, смуг) і гірських хребтів, області з хаотичним рельєфом (хаоси), кратери і циклоїдні тріщини (flexus). Мабуть, глобальна мережа ліній – це тріщини в крижаній корі, викликані тектонічними процесами і потім заповнені замерзлою темною речовиною оранжево-червоного кольору. Кореляція стратиграфічних особливостей з альбедо дозволяє припустити, що менше альбедо мають відносно молоді області, які були менше змінені подальшими ендогенними і екзогенними процесами, які очистили б їх. Класифікація кратерів базується на чіткості меж викинутих порід. Сліди ударів можна побачити по наявності концентричних особливостей; деякі мають добре видимі краї і ударну текстуру; у деяких є промені. Всього на поверхні Європи знайдено 41 кратер з діаметрами 2–50 км. У 2000 р. був виявлений крупний кратер, який може бути результатом зіткнення у минулому астероїда з Європою. Розмір зовнішньої структури об'єкту Тайр набагато більший, ніж розмір самого кратера і має діаметр до 149 км. Ця морфологічна деталь виявилася настільки оригінальною, що для неї і ще для 2–3 їй подібних – довелося запропонувати особливу назву: великі кільцеві структури. Якщо розглядати супутник в цілому, то, на нашу думку, слід говорити про ще одну ударну дуже велику кільцеву структуру, що займає практично всю півкулю Європи з центром з координатами 20S, 203W.

Ключові слова: морфология и геология поверхности спутника Юпитера Европа

Перелік посилань

  1. Берлин А.Б., Есепкина Н.А., Зверев Ю.К. Наблюдения галилеевых спутников Юпитера на Ратан-600 // Письма в Астрон. журн. – 1976. – Т.2, № 8. – С.405–409.
  2. Anderson J.D., Schubert G., Jacobsen R.A., et al. Europa's differentiated internal structure: Inferences from four Galileo encounters // Science. – 1998. – 281. – P.2019–2022. https://doi.org/10.1126/science.281.5385.2019
  3. Belton M.J.S., Head J. W. III, Ingersoll A.P., et al. Galileo's first images of Jupiter and the Galilean satellites // Science. – 1996. – 274. – P.377–385.
  4. Berge G.L., Nuhleman D.O. Callisto – Disk temperature at 3.71-centimeter wavelength // Science. – 1975. – 187. – P.441–443. https://doi.org/10.1126/science.187.4175.441
  5. Campbell D.B., Chandler J.F., Pettengill G.H., Shapiro I.I. Galilean satellites of Jupiter – 12.6-centimeter radar observations // Science. – 1977. – 196. – P.650–653. https://doi.org/10.1126/science.196.4290.650
  6. Campbell D.B., Chandler J.F., Ostro S.J., et al. Galilean satellites – 1976 radar results // Icarus. – 1978. – 34. – P.254–267. https://doi.org/10.1016/0019-1035(78)90166-5
  7. Carr M.H., Belton M.J.S., Chapman C.R., et al. New evidence for a global ocean on Europa // Nature. – 1998. – 391. – P.363–365.
  8. Chapman C.R., Merline W.J., Bierhaus B., et al. Cratering in the Jovian system: Intersatellite comparisons // Lunar Planet. Sci. Conf. – 1998. – XXIX. – Abstract 1927.
  9. Chuang F.C., Kadel S.D., Klemaszewski J.E., et al. Europa: Geomorphologic mapping and stereo analysis of chaos regions southeast of the Tyre multi-ringed impact structure // Eos Trans. AGU, 79. – 1999. – Fall Meet. Suppl. – Abstract. – F540–F541.
  10. Collins G.C., Denk T., Fagents S., et al. Does Europa have a subsurface ocean? Evaluation of the geological evidence // Journal of Gephysical research. – 1999. – 104, № El0. – P.24,015-24,055.
  11. De Pater I., Brown R.A., Jaffe W.J., Berge G.L. Radio emission from Io // Astrophysical Journal. – 1982. – 261. – P.396–401. https://doi.org/10.1086/160350
  12. De Pater I., Brown R.A., Dickel J.R. VLA observations of the Galilean satellites // Icarus. – 1984. – 57, № 1. – P.93–101. https://doi.org/10.1016/0019-1035(84)90011-3
  13. Deschamps F., Sotin C. Thermal convection in the outer ice I shell of icy satellites, in The Jovian System After Galileo: The Saturnian System Before Cassini-Huygens // Lab. de Geophys. et Planttol. – 1998. – Nantes, France. – 51 p.
  14. Figueredo P.H., Greeley R. Resurfacing history of Europa from pole-to-pole geological mapping // Icarus. – 2004. – 167, № 1. – P.287–312. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2003.09.016
  15. Figueredo P.H., Greeley R. The emerging resurfacing history of Europa from pole-to-pole geologic mapping. In: Proc. Lunar Planet. Sci. Conf. – 2003. – 34th, Lunar and Planetary Institute, Houston. Abstract 1017.
  16. Forrest W.J., Houck J.R., McCarthy J.F. The 16- to 38-micron spectrum of Callisto // Icarus. – 1980. – 41, № 2. – P.340–342. https://doi.org/10.1016/0019-1035(80)90218-3
  17. Geissler P.E., Greenberg, R., Hoppa G., et al. A recently active lineament on Europa? // Lunar Planet. Sci. Conf. 1998. – XXIX. – Abstract 1904.
  18. Giese B.; Oberst J., Roatsch T., et al. The Local Topography of Uruk Sulcus and Galileo Regio Obtained from Stereo Images // Icarus. – 1998. – 135, № 2. – P.303–316. https://doi.org/10.1006/icar.1998.5967
  19. Goldsby D.L., Kohlstedt D.L. Flow of Ice I by dislocation, grain boundary sliding, and diffusion processes // Abstract. – Lunar Planet. Sci. Conf. – 1997. – XXVIII. – P.429–430.
  20. Goldsby D.L., Kohlstedt D.L. Grain boundary sliding in fine-grained ice I // Scr. Mater. – 1997. – 37. – P.1399–1406. https://doi.org/10.1016/s1359-6462(97)00246-7
  21. Goldstein R.M., Green R.R. Ganymede – Radar surface characteristics // Science. – 1980. – 207. – P.179–180.
  22. Greeley R., Coon M., Sullivan R., et al. Terrestrial sea ice processes: Considerations for Europa // Icarus. – 1998. – 135, № 1. – P.25–40. https://doi.org/10.1006/icar.1998.5977
  23. Greeley R., Sullivan R., Klemaszewski J., et al. Europa: Initial Galileo Geological Observations // Icarus. 1998. – 135, № 1. – P.4–24. https://doi.org/10.1006/icar.1998.5969
  24. Greenberg R. The evil twin of Agenor: tectonic convergence on Europa // Icarus. – 2004. – 167, № 2. – P.313–319. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2003.09.025
  25. Greenberg R., Geissler P., Hoppa G., et al. Tidal-Tectonic Processes and Their IMPLICATIONS for the Character of Europa's Icy Crust // Reviews of Geophysics. – 2002. – 40, Issue 2. – P.1. https://doi.org/10.1029/2000rg000096
  26. Greenberg R., Hoppa G., Tufts R., Geissler P. Chaos regions: Widespread melt-through to the surface of Europa? // Bull. Am. Astron. Sac. – 1998. – 30. – P.1086.
  27. Greenberg R., Geissler P.E., Hoppa G., et al. Tectonic processes on Europa: Tidal stresses, mechanical response, and visible features // Icarus. – 1998. – 135, № 1. – P.64–78. https://doi.org/10.1006/icar.1998.5986
  28. Hansen O.L. Infrared Observations of the Galilean Satellites // Bulletin of the American Astronomical Society. – 1972. – 4. – P.367.
  29. Hansen O.L. Ten-Micron Eclipse Observations of Io, Europa, and Ganymede // Icarus. – 1973. – 18, № 1. – P.237–241. https://doi.org/10.1016/0019-1035(73)90208-x
  30. Johnson T.V., Mosher J.A.; Soderblom L.A. Galilean satellite multispectral data base production // In NASA. Washington Rept. of Planetary Geology Program. – 1983. – P.259–260.
  31. Kargel J.S. Brine volcanism and the interior structures of asteroids and icy satellites // Icarus. – 1991. – 94, № 2. – P.368–390. https://doi.org/10.1016/0019-1035(91)90235-l
  32. Kivelson M.G., Khurana K.K., Russell C.T., et al. Galileo magnetometer measurements: A stronger case for a subsurface ocean at Europa // Science. – 2000. – 289. – P.1340–1343. https://doi.org/10.1126/science.289.5483.1340
  33. Leith A.C., McKinnon W.B. Is there evidence for polar wander on Europa? // Icarus. 1996. – 120, № 2. – P.387–398. https://doi.org/10.1006/icar.1996.0058
  34. Lucchitta B.K., Soderblom L.A. The geology of Europa. – In: Morrison, D. (Ed.), Satellites of Jupiter. Univ. of Arizona Press, Tucson, AZ. – 1982. – P.521–555.
  35. McCord T.B., Hansen G.B., Matson D., et al. Hydrated salt minerals on Europa's surface from the Galileo near-infrared mapping spectrometer (NIMS) investigationHydrated salt minerals on Europa's surface from the Galileo near-infrared mapping spectrometer (NIMS) investigation // J. Geophys. Res. – 1999. – 104. – P.11827–11851. https://doi.org/10.1029/1999je900005
  36. Moore J.M., Asphaug E., Belton M.J.S., et al. Impact Features on Europa: Results of the Galileo Europa Mission (GEM) // Icarus. – 2001. – 151, Issue 1. – P.93–111. https://doi.org/10.1006/icar.2000.6558
  37. Morrison D., Cruikshank D.P., Murphy R.E. Temperatures of Titan and Galilean satellites at 20 microns // Astrophys. J. – 1972. – 173, № 3, Pt2. – P.L143-L146. https://doi.org/10.1086/180934
  38. Nimmo F., Pappalardo R.T., Giese B. On the origins of band topography, Europa // Icarus. – 2003. – 166, № 1. – P.21–32. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2003.08.002
  39. Ojakangas G.W., Stevenson D.J. Polar wander of an ice shell on Europa // Icarus. – 1989. – 81, № 1. – P.242–270. https://doi.org/10.1016/0019-1035(89)90053-5
  40. Ojakangas G.W., Stevenson D.J. Thermal state of an ice shell on Europa // Icarus. – 1998. – 81, № 1. – P.220–241. https://doi.org/10.1016/0019-1035(89)90052-3
  41. Ostro S.J., Campbell D.B., Pettengill G.H., Shapiro I.I. Radar observations of the icy Galilean satellites // Icarus. – 1980. – 44, № 2. – P.431–440. https://doi.org/10.1016/0019-1035(80)90035-4
  42. Pappalardo R.T., Belton M.J.S., Breneman H.H., et al. Does Europa have a subsurface ocean? Evaluation of the geological evidence // J. Geophys. Res. – 1999. – 104, № E10. – P.24015–24055. https://doi.org/10.1029/1998je000628
  43. Pappalardo R.T., Sullivan R.J. Evidence for separation across a gray band on Europa // Icarus. – 1996. – 123, № 2. – P.557–567. https://doi.org/10.1006/icar.1996.0178
  44. Pauliny-Toth I.I.K., Witzel A., Preuss E. Measurements of the flux density of weak radio sources at frequencies of 2.7 and 10.7 GHz // Astronomy and Astrophysics. – 1974. – 35, № 3. – P.421–428.
  45. Pauliny-Toth I.I.K., Witzel A., Gorgolewski S. Observations of Ganymede and Callisto at 1.3 CM wavelength // Astronomy and Astrophysics. – 1977. – 58, № 3. – P.L27-L28.
  46. Phillips C.B., McEwen A.S., Hoppa G.V., et al. The search for active resurfacing on Europa and Io // Bull. Am. Astron. Soc. – 1998. – 30. – P.1085.
  47. Prockter L.M., Antman A., Pappalardo R.T., et al. Europa: stratigraphy and geologic history of an anti-jovian region from Galileo E14 SSI data // J. Geophys. Res. – 1999. – 104. – P.16531–16540. https://doi.org/10.1029/1998je001015
  48. Prockter L.M., Head J.W., Pappalardo R.T., et al. Geological mapping of central Agenor Linea, Europa (212°–226°) // Lunar Planet. Sci. Conf. – 1999. – XXX. Abstract 1299.
  49. Prockter L.M., Head J.W., Pappalardo R.T., et al. Morphology of Europan bands at high resolution: a mid-ocean ridge-type rift mechanism // J. Geophys. Res. – 2002. – 107. – 10.1029/2000JE001458. https://doi.org/10.1029/2000je001458
  50. Prockter LM., Pappalardo R.T., Sullivan R., et al. Morphology and evolution of Europan bands: Investigation of a seafloor spreading analog // Lunar Planet. Sci. Conf. – 1999. – XXX. – Abstract 1900.
  51. Schenk P.M., McKinnon W.B. Fault offsets and lateral crustal movementon Europa: Evidence for a mobile ice shell // Icarus. – 1989. – 79, № 1. – P.75–100. https://doi.org/10.1016/0019-1035(89)90109-7
  52. Schilling N., Neubauer F.M., Saur J. Influence of the internally induced magnetic field on the plasma interaction of Europa // J. Geophys. Res. – 2008. – 113.– No A3. – P.3203–3206.
  53. Schubert G., Spohn T., Reynolds R.T. Thermal histories, compositions, and internal structures of the moons of the Solar System, in Satellites. – (Edited by J. A. Bums and M. S. Matthews). – 1986. – Univ. of Ariz. Press, Tucson. – P.224–292.
  54. Sinton W.M. The thermal emission spectrum of Io and a determination of the heat flux from its hot spots // Journal of Geophysical Research. – 1981. – 86. – P.3122–3128. https://doi.org/10.1029/jb086ib04p03122
  55. Spaun N.A., Head J.W., Collins G.C., et al. Conamara Chaos Region, Europa: Reconstruction of mobile polygonal ice blocks // Geophys. Res. Lett. – 1998. – 25. – P.4277–4280. https://doi.org/10.1029/1998gl900176
  56. Squyres S.W., Reynolds R.T., Cassen P., Peale S.J. Liquid water and active resurfacing on Europa // Nature. – 1983. – 301. – P.225–226. https://doi.org/10.1038/301225a0
  57. Sullivan R., Greeley R., Homan K., et al. Episodic plate separation infill on the surand fracture face of Europa // Nature. – 1998. – 391. – P.371–372. https://doi.org/10.1038/34874
  58. Thomas P.J., Schubert G. Crater relaxation as a probe of Europa's interior // Proc. Lunar Planet. Sci. Conf. 16th, Part 2. J. Geophys. Res. 1986. – 91, suppl. – P.D453-D459. https://doi.org/10.1029/jb091ib04p0d453
  59. Tiscareno M.S., Geissler P.E. Can redistribution of material by sputtering explain the hemispheric dichotomy of Europa? // Icarus. – 2003. – 161, № 1. – P.90–101. https://doi.org/10.1016/s0019-1035(02)00023-4
  60. Tufts B. R., Greenberg R., Geissler P., et al. Crustal displacement features on Europa // Geol. Soc. Am. – 1997. – Abstr. Programs. 29. A-312.
  61. Verbiscer A., Veverka J. Scattering properties of natural snow and frost: Comparison with icy satellite photometry // Icarus. – 1990. – 88, № 2. – P.418–428. https://doi.org/10.1016/0019-1035(90)90092-n
  62. Williams K.K., Greeley R. Estimates of ice thickness in the Conamara Chaos region of Europa // Geophys. Res. Lett. – 1998. – 25. – P.4273–4276. https://doi.org/10.1029/1998gl900144
  63. Yoder C.F., Sjogren W.L. Tides on Europa, in Europa Ocean // Capistrano Conf. 5 San Juan Capistrano Res. Inst. – 1996. San Juan Capistrano, Calif. – P.89–90.
  64. Zahnle K., Dones L., Levison H.F. Cratering rates on the Galilean satellites // Icarus. – 1998. – 136, № 1. – P.202–222. https://doi.org/10.1006/icar.1998.6015

Завантажити PDF