Het idee van een magma-oceaan onder Io’s oppervlak lijkt onwaarschijnlijk, wat erop wijst dat de maan mogelijk een grotendeels vaste mantel heeft.
Io – een maan van Jupiter – is vulkanisch actief. Sterker nog: het is één van de meest vulkanische plekken in het zonnestelsel. De maan telt naar schatting 400 vulkanen, die in een bijna ononderbroken reeks uitbarstingen lava en rookpluimen de lucht in stoten. Waar al dat lava vandaan komt? Onderzoekers dachten het te weten: onder de korst zou zich een gigantische oceaan vol magma bevinden. Maar nu trekken onderzoekers deze veronderstelling in twijfel.
Io is de binnenste van de vier grote manen van Jupiter. Dit maantje wordt ook wel de ‘pizzamaan’ genoemd vanwege het pokdalige landschap. De maan werd op 8 januari 1610 door Galileo Galilei ontdekt en is vernoemd naar Io, de mythologische dochter van de riviergod Inachus.
Al lange tijd denken wetenschappers dat de vulkanische activiteit van Io wordt aangedreven door getijdenvervormingen, veroorzaakt door de zwaartekracht van Jupiter en Io’s elliptische baan. Deze getijdenenergie zou genoeg kunnen zijn om Io’s binnenste te smelten, waardoor mogelijk een magma-oceaan onder het oppervlak ontstaat.
Twijfel
Hoewel dit in eerste instantie plausibel leek, zijn onderzoekers nu toch minder zeker. In een nieuwe studie hebben ze de getijdenvervorming van Io gemeten om te onderzoeken of de theorie van de magma-oceaan daadwerkelijk klopt. “Planeetwetenschappers hebben zich lang afgevraagd hoe de vulkanen van lava worden voorzien”, vertelt Scott Bolton, Juno-hoofdonderzoeker van het Southwest Research Institute. “Is er inderdaad een oceaan van gloeiend heet magma onder het oppervlak die de vulkanen voedt, of ligt de bron meer lokaal? We wisten dat gegevens van Juno’s flybys ons belangrijke inzichten zouden kunnen bieden.”
Juno
In december 2023 en februari 2024 vloog het Juno-ruimtevaartuig rakelings langs Io en scheerde langs op slechts 1.500 kilometer boven het oppervlak. Tijdens deze scheervluchten communiceerde Juno met NASA’s Deep Space Network en verzamelde Doppler-gegevens, waarmee de zwaartekracht van Io werd gemeten door te kijken naar de invloed op de versnelling van het ruimtevaartuig. Naast de gegevens van deze twee recente flybys, onderzochten de wetenschappers ook historische waarnemingen.
Toch geen magma-oceaan
En wat blijkt? “De resultaten kloppen niet met wat we zouden verwachten als er een magma-oceaan onder het oppervlak zou liggen”, zo schrijven de onderzoekers. “Dit suggereert dat Io waarschijnlijk een grotendeels vaste mantel heeft.”
Lava
Kortom, de vulkanische activiteit op Jupiter’s op één na kleinste maan lijkt waarschijnlijk niet afkomstig te zijn van een magma-oceaan direct onder het oppervlak. Maar als er geen magma-oceaan is, waar komt dan het gesmolten gesteente vandaan dat als lava uit de vulkanen stroomt? Op aarde ontstaat dit gesmolten gesteente door tektonische krachten. Omdat het minder dicht is dan de omliggende vaste mantel, stijgt het op en komt het via vulkanen naar boven. Hoewel er geen wereldwijde magma-oceaan op Io lijkt te zijn, moeten er plekken zijn waar gesmolten gesteente omhoog kan bewegen en via vulkanen naar het oppervlak komt. Kortom, de honderden vulkanen en lavameren op de maan Io van Jupiter worden misschien wel op dezelfde manier aangedreven als de vulkanen van de aarde. Deze bevindingen zouden kunnen betekenen dat we ons begrip van Io’s binnenkant, en zelfs van planeetvorming en evolutie, moeten heroverwegen.
Andere manen
De studie laat zien dat getijdenkrachten dus niet altijd leiden tot wereldwijde magma-oceanen. En dat is een interessant nieuw inzicht, wat ook gevolgen kan hebben voor ons begrip van andere manen, zoals Enceladus en Europa. De resultaten onderstrepen het belang van gedetailleerde waarnemingen en metingen, die ons helpen bestaande aannames te herzien en nieuwe inzichten te krijgen in de geologische processen op andere hemellichamen.
Ondertussen blijft Juno gegevens verzamelen. Op 24 november voltooide het ruimtevaartuig zijn 66ste scheervlucht langs Jupiter’s wolkentoppen. De volgende scheervlucht zal alweer op 27 december plaatsvinden. Dan scheert Juno langs op slechts 3.500 kilometer van de wolken van Jupiter en heeft het 1,039 miljard kilometer afgelegd sinds het in 2016 in de baan van de planeet kwam. En wie weet wat Juno dan nog allemaal zal ontdekken over deze fascinerende planeet en zijn manen.
