ภูเขาไฟเย็นยวดยิ่ง

ภูเขาไฟเย็นยวดยิ่ง (อังกฤษ: cryovolcano) หรือ ภูเขาไฟน้ำแข็ง (ice volcano) เป็นภูเขาไฟประเภทหนึ่งที่ปะทุสารระเหยง่าย เช่น น้ำ แอมโมเนียหรือมีเทนออกสู่สภาพแวดล้อมเย็นจัดที่อุณหภูมิเท่ากับ/ต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง สารเหล่านี้เรียกรวม ๆ ว่าหินหนืดเย็นยวดยิ่ง (cryomagma) หรือหินหลอมเหลวเย็นยวดยิ่ง (cryolava) มักเป็นของเหลวที่สามารถก่อควันแต่บางครั้งอยู่ในรูปไอ หินหนืดเย็นยวดยิ่งนี้จะควบแน่นเป็นของแข็งเมื่อสัมผัสกับสภาพแวดล้อมอุณหภูมิต่ำมากหลังการปะทุ เป็นไปได้ที่ภูเขาไฟเย็นยวดยิ่งจะเกิดบนดาวบริวารน้ำแข็งหรือวัตถุอื่นที่อุดมไปด้วยน้ำที่อยู่พ้นแนวหิมะของระบบสุริยะ เช่น พลูโต ไททัน ซีรีสและบางส่วนของยูโรปา นอกจากนี้อาจพบไกเซอร์น้ำแข็งซึ่งเป็นปรากฏการณ์คล้ายกันบนเอนเซลาดัสและไทรทัน

ดูมมอนส์ หนึ่งในภูเขาไฟเย็นยวดยิ่งที่น่าเชื่อถือบนไททัน ดาวบริวารของดาวเสาร์

แหล่งพลังงานที่เป็นไปได้ที่วัตถุในระบบสุริยะใช้ละลายน้ำแข็งและเกิดเป็นภูเขาไฟเย็นยวดยิ่งคือแรงเสียดทานน้ำขึ้นลง (tidal friction) โดยตะกอนเยือกแข็งที่โปร่งแสงจะก่อให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกใต้พื้นผิว ซึ่งจะสะสมความร้อนไว้จนตะกอนละลาย

อุณหภูมิที่อุ่นขึ้นของควาอัวร์ วัตถุแถบไคเปอร์ดวงหนึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าอาจเคยมีภูเขาไฟเย็นยวดยิ่งบนดาวดวงนี้ เนื่องจากพบการสลายให้กัมมันตรังสีซึ่งให้พลังงานในการละลายน้ำผสมแอมโมเนียที่มีจุดหลอมเหลวที่ -95 องศาเซลเซียส เกิดเป็นของเหลวเย็นจัดปะทุขึ้นจากภูเขาไฟ

การสังเกต

 

แผนภาพระบบภูเขาไฟเย็นยวดยิ่งที่เป็นไปได้บนเอนเซลาดัส

วันที่ 27 พฤศจิกายน ค.ศ. 2005 ยานอวกาศ กัสซีนี ถ่ายภาพไกเซอร์ที่ขั้วโลกใต้ของเอนเซลาดัส

มีการพบหลักฐานทางอ้อมถึงภูเขาไฟเย็นยวดยิ่งต่อมาบนดาวบริวารน้ำแข็งหลายดวงในระบบสุริยะ เช่น ยูโรปา ไททัน แกนีมีดและมิแรนดา ยานอวกาศ กัสซีนี สังเกตปรากฏการณ์ที่คาดว่าเป็นภูเขาไฟเย็นยวดยิ่งบนไททัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเวณเทือกเขาดูมมอนส์และโซตราพาเทราที่อยู่ใกล้เคียง ซึ่งเป็น "หลักฐานที่ดีที่สุดของภูมิลักษณ์ภูเขาไฟบนดาวบริวารน้ำแข็ง" ภูเขาไฟเย็นยวดยิ่งเป็นสิ่งหนึ่งที่ใช้คาดการณ์ถึงแหล่งสะสมมีเทนในชั้นบรรยากาศ

ในปี ค.ศ. 2007 หอดูดาวเจมิไนพบร่องรอยแอมโมเนียไฮเดรตและผลึกน้ำบนพื้นผิวแครอน ดาวบริวารของพลูโต แสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของภูเขาไฟเย็นยวดยิ่งหรือไกเซอร์เย็นยวดยิ่ง ต่อมาในปี ค.ศ. 2015 ยานอวกาศ นิวฮอไรซันส์ พบว่าพื้นผิวแครอนยังมีอายุไม่มาก ซึ่งอาจเป็นผลมาจากภูเขาไฟเย็นยวดยิ่ง ขณะที่มีการพบภูเขายอดแหว่งบนพลูโต ซึ่งเป็นองค์ประกอบของภูเขาไฟเย็นยวดยิ่ง

ในปี ค.ศ. 2015 ยานอวกาศ ดอว์น จับภาพจุดสว่างสองแห่งในแอ่งบนซีรีส นำไปสู่การคาดการณ์ถึงภูเขาไฟเย็นยวดยิ่ง ต่อมาเดือนกันยายน ค.ศ. 2016 นักวิทยาศาสตร์นาซารายงานผลการศึกษาภูเขาอะฮูนามอนส์บนซีรีสว่าเป็น "โดมภูเขาไฟที่ไม่เหมือนที่ใดในระบบสุริยะ ภูเขาขนาดใหญ่นี้มีแนวโน้มเกี่ยวข้องกับภูเขาไฟ โดยเฉพาะภูเขาไฟเย็นยวดยิ่ง ซึ่งปะทุของเหลวจากสารระเหยง่ายอย่างน้ำ แทนที่จะเป็นซิลิเกต ... เป็นตัวอย่างเดียวของภูเขาไฟเย็นยวดยิ่งที่อาจเกิดจากของผสมโคลนเค็ม และก่อตัวเมื่อไม่นานมานี้" นอกจากนี้แอ่งออเคเตอร์บนซีรีสที่มีจุดสว่างอาจมีภูเขาไฟเย็นยวดยิ่ง การศึกษาในปี ค.ศ. 2017 ระบุว่าการปะทุครั้งใหญ่ล่าสุดของแอ่งออเคเตอร์เกิดขึ้นเมื่อ 4 ล้านปีก่อน และน่าจะยังคงมีพลัง

อ้างอิง

คอมมอนส์ มีภาพและสื่อเกี่ยวกับ: ภูเขาไฟเย็นยวดยิ่ง

1. Lopes, R. M. C.; Kirk, R. L.; Mitchell, K. L.; LeGall, A.; Barnes, J. W.; Hayes, A.; Kargel, J.; Wye, L.; Radebaugh, J.; Stofan, E. R.; Janssen, M. A.; Neish, C. D.; Wall, S. D.; Wood, C. A.; Lunine, Jonathan I.; Malaska, M. J. (19 March 2013). "Cryovolcanism on Titan: New results from Cassini RADAR and VIMS" (PDF). Journal of Geophysical Research: Planets. 118 (3): 416–435. Bibcode:2013JGRE..118..416L. doi:10.1002/jgre.20062.
2. Witze, Alexandra (2015). "Ice volcanoes may dot Pluto's surface". Nature. doi:10.1038/nature.2015.18756. S2CID 182698872.
3. Fagents, Sarah (2003-12-27). "Considerations for Effusive Cryovolcanism on Europa: The Post-Galileo Perspective". Journal of Geophysical Research. 108 (E12): 5139. Bibcode:2003JGRE..108.5139F. doi:10.1029/2003JE002128.
4. Quick, Lynnae C.; Glaze, Lori S.; Baloga, Stephen M. (2017-03-01). "Cryovolcanic Emplacement of Domes on Europa". Icarus. 284: 477–488. Bibcode:2017Icar..284..477Q. doi:10.1016/j.icarus.2016.06.029.
5. Greenberg, Richard (2002). "Tidal-tectonic processes and their implications for the character of Europa's icy crust". Reviews of Geophysics (ภาษาอังกฤษ). 40 (2). doi:10.1029/2000rg000096. ISSN 8755-1209.
6. Jewitt, D.C.; J. Luu (2004). "Crystalline water ice on the Kuiper belt object (50000) Quaoar". Nature. 432 (7018): 731–3. Bibcode:2004Natur.432..731J. doi:10.1038/nature03111. PMID 15592406. S2CID 4334385.. Reprint on Jewitt's site (pdf)
7. Chang, Kenneth (March 12, 2015). "Suddenly, It Seems, Water Is Everywhere in Solar System". The New York Times. สืบค้นเมื่อ March 12, 2015.
8. "Cassini Spots Potential Ice Volcano on Saturn Moon". NASA, December 14, 2010
9. Media Relations Office: Cassini Imaging Central Laboratory For Operations (2009). . Space Science Institute, Boulder, Colorado. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 25 July 2011. สืบค้นเมื่อ 4 March 2015.
10. "Charon: An ice machine in the ultimate deep freeze". Spaceflight Now. July 17, 2007. สืบค้นเมื่อ 18 July 2007.
11. Cook; Desch, Steven J.; Roush, Ted L.; Trujillo, Chadwick A.; Geballe, T. R.; และคณะ (2007). "Near-Infrared Spectroscopy of Charon: Possible Evidence for Cryovolcanism on Kuiper Belt Objects". The Astrophysical Journal. 663 (2): 1406–1419. Bibcode:2007ApJ...663.1406C. doi:10.1086/518222.
12. Beatty, Kelly (2 October 2015). "Charon: Cracked, Cratered, and Colorful". Sky and Telescope. สืบค้นเมื่อ 2015-10-03.
13. Witze, A. (2015-11-09). "Icy volcanoes may dot Pluto's surface". Nature News. doi:10.1038/nature.2015.18756. S2CID 182698872. สืบค้นเมื่อ 2015-11-09.
14. O'Neill, Ian (25 February 2015). "Ceres' Mystery Bright Dots May Have Volcanic Origin". Discovery Communications. สืบค้นเมื่อ 1 March 2015.
15. . NASA JPL. September 1, 2016. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2016-09-04.
16. Staff (September 5, 2016). "Ceres: The tiny world where volcanoes erupt ice". SpaceDaily.
17. Quick, Lynnae C.; Buczkowski, Debra L.; Ruesch, Ottaviano; Scully, Jennifer E. C.; Castillo-Rogez, Julie; Raymond, Carol A.; Schenk, Paul M.; Sizemore, Hanna G.; Sykes, Mark V. (2019-03-01). "A Possible Brine Reservoir Beneath Occator Crater: Thermal and Compositional Evolution and Formation of the Cerealia Dome and Vinalia Faculae". Icarus. 320: 119–135. Bibcode:2019Icar..320..119Q. doi:10.1016/j.icarus.2018.07.016.
18. Grossman, David (March 6, 2017). "The Ice Volcanoes of Ceres Were Highly Active a Few Million Years Ago". Popular Mechanics.