Når vulkaner går i metal

Hvordan ville en vulkan - og dens lavastrømme - se ud på et planetarisk legeme, der primært er fremstillet af metal? En pilotundersøgelse fra North Carolina State University giver indsigt i ferrovolkanisme, der kan hjælpe forskere med at fortolke landskabstræk på andre verdener.

Vulkaner dannes når magma, som består af de delvist smeltede faste stoffer under en planets overflade, bryder ud. På jorden, at magma for det meste er smeltet sten, består hovedsageligt af silica. Men ikke alle planetariske legemer er lavet af sten - nogle kan primært være isnende eller endda metalliske.

"Kryovolkanisme er vulkansk aktivitet på iskolde verdener, og vi har set det ske på Saturns måne Enceladus, "siger Arianna Soldati, adjunkt i marine, jord- og atmosfæriske videnskaber ved NC State og hovedforfatter til et papir, der beskriver værket. "Men ferrovulkanisme, vulkansk aktivitet på metalliske verdener, er ikke blevet observeret endnu. "

Indtast 16 psyke, en asteroide på 140 kilometer i asteroidebæltet mellem Mars og Jupiter. Dens overflade, ifølge infrarøde og radarobservationer, er hovedsageligt jern og nikkel. 16 Psyche er genstand for en kommende NASA -mission, og asteroiden inspirerede Soldati til at tænke over, hvordan vulkansk aktivitet kan se ud på en metallisk verden.

"Når vi ser på billeder af verdener i modsætning til vores, vi bruger stadig det, der sker på Jorden - som tegn på vulkanudbrud - til at fortolke dem, "Soldati siger." Dog, vi har ikke udbredt metallisk vulkanisme på jorden, så vi må forestille os, hvordan disse vulkanske processer kan se ud på andre verdener, så vi kan tolke billeder korrekt. "

Soldati definerer to mulige former for ferrovulkanisme:Type 1, eller ren ferrovulkanisme, forekommer på helt metalliske legemer; og Type 2, falsk ferrovulkanisme, forekommende på hybrid sten-metalliske legemer.

I et pilotstudie, Soldati og kolleger fra Syracuse Lava -projektet producerede ferrovulkanisme af type 2, hvor metal adskiller sig fra sten, når magma dannes.

"Lavaprojektets ovn er konfigureret til at smelte sten, så vi arbejdede med de metaller (hovedsageligt jern), der naturligt forekommer i dem, "Soldati siger." Når du smelter sten under ekstreme forhold i ovnen, noget af jernet vil skille sig ud og synke til bunden, da det er tungere. Ved fuldstændig tømning af ovnen, vi var i stand til at se, hvordan den metalmagma opførte sig i forhold til den sten. "

De metalliske lavastrømme rejste 10 gange hurtigere og spredte sig tyndere end klippestrømmene, bryde ind i et utal af flettede kanaler. Metallet rejste også stort set under klippestrømmen, dukker op fra den forreste kant af den stenede lava.

Den glatte, tynd, flettet, vidt spredte lag af metallisk lava ville efterlade et helt andet indtryk på en planets overflade end den ofte tykke, ru, stenrige strømme, vi finder på Jorden, ifølge Soldati.

"Selvom dette er et pilotprojekt, der er stadig nogle ting, vi kan sige, "Soldati siger." Hvis der var vulkaner på 16 Psyche-eller på et andet metallisk legeme-ville de bestemt ikke ligne den stejlsidede Fuji-bjerg, en ikonisk terrestrisk vulkan. I stedet, de ville sandsynligvis have blide skråninger og brede kogler. Sådan ville en jernvulkan blive bygget - tynde strømme, der udvider sig over længere afstande. "

Værket vises i Naturkommunikation .