Bugün öğrendim ki: buz volkanlarının var olduğunu. Resmen kriyovolkanlar olarak bilinirler, su, gaz ve hidrokarbonlar püskürtürler.
Erimiş kaya yerine su, amonyak veya metan gibi uçucu maddeler püskürten volkan türü
Dünya'daki buz tepeleri için bkz. Buz volkanı.
Bir kriyovolkan (bazen gayrıresmi olarak buz volkanı olarak adlandırılır), sıvı su, amonyak ve hidrokarbonlar gibi gazlar ve uçucu maddeler püskürten bir volkan türüdür. Püsküren malzeme toplu olarak kriyolava olarak adlandırılır; yeraltı kriyomagmasından kaynaklanır. Kriyovolkanik püskürmeler, çatlak ve perde püskürmeleri, efüzyon kriyolava akıntıları ve büyük ölçekli yeniden yüzeyleme gibi birçok biçimde olabilir ve çıkış hacimleri büyük ölçüde değişebilir. Bir püskürmeden hemen sonra, kriyolava hızla donar, jeolojik özellikler oluşturur ve yüzeyi değiştirir.
İç Güneş Sistemi'nde nadir görülmesine rağmen, dış Güneş Sistemi'ndeki gezegensel nesnelerde, özellikle dev gezegenlerin buzlu uydularında ve muhtemelen cüce gezegenler arasında da geçmiş ve güncel kriyovolkanizm yaygındır. Bu nedenle, kriyovolkanizm bu dünyaların jeolojik geçmişleri için önemlidir, arazi şekilleri oluşturur veya hatta tüm bölgeleri yeniden yüzeyleştirir. Buna rağmen, Güneş Sistemi'nde sadece birkaç püskürme gözlemlendi. Doğrudan gözlemlerin aralıklı doğası, var olan kriyovolkanların gerçek sayısının tartışmalı olduğu anlamına gelir.
Karasal gezegenlerdeki volkanizma gibi, kriyovolkanizm de, genellikle dev gezegenlerin uyduları söz konusu olduğunda, kapsamlı gelgit ısıtmasıyla sağlanan bir gök cismi içindeki kaçan iç ısı tarafından yönlendirilir. Bununla birlikte, izole cüce gezegenler, oluşumlarından ve radyoaktif bozunmadan kendi iç ısılarını koruyabilmekte ve bu da kendi başlarına kriyovolkanizmi yönlendirebilmektedir. Bu gözlem, uzay araçları tarafından yapılan yerinde gözlemler ve teleskoplar tarafından yapılan uzak gözlemlerle desteklenmiştir.
Etimoloji ve terminoloji
[düzenle]
Kriyovolkan terimi, 1987 yılında Amerikan Jeoloji Topluluğu (GSA) Özetler ile Programlarda Steven K. Croft tarafından bir konferans özetinde kullanılmıştır. Terim nihayetinde, Eski Yunanca κρῠ́ος (krúos, soğuk veya don anlamına gelir) ve volkan kelimelerinden gelen kriyo- kelimesinin birleşimidir.[1][2]: 492 Genel olarak, kriyovolkanizmi tanımlamak için kullanılan terminoloji, volkanik terminolojiye benzer:
Kriyolava ve kriyomagma, lav ve magmaya benzer şekilde ayırt edilir. Kriyomagma, bir gövdenin yüzeyinin altında erimiş veya kısmen erimiş malzemeyi ifade eder ve buradan yüzeye patlayabilir. Malzeme hala sıvı ise, lav kanallarına benzer kriyolava kanallarında akabilecek olan kriyolava olarak sınıflandırılır. Bununla birlikte, patlayıcı püskürmeler, malzemeyi volkanik kül ve tefraya benzer şekilde ince bir "kül"e, yani kriyoklastik malzemeye dönüştürebilir.[3]: 161–162 [4]: 768 Yamaç aşağı doğru akan kriyoklastik malzeme, piroklastik akışlara benzer kriyoklastik akışlar oluşturur.[5]: 149
Bir kriyovolkanik yapı, kriyovolkanik püskürmeler tarafından oluşturulan bir arazi şeklidir. Bunlar, kara kalkanlarına (karasal kalkan volkanlarına benzer),[2]: 487 konilere (kül konilerine ve sıçrama konilerine benzer),[6]: 922 veya kubbelere (lava kubbelerine benzer) [7]: 431 biçiminde olabilir. Kriyovolkanik yapılar, kaldera benzeri çökme yapıları, kriyovolkanik akış kanalları (lav akışı özelliklerine benzer) ve kriyovolkanik alanlar ve ovalar (lav alanlarına ve ovalara benzer) gibi ikincil arazi şekillerini destekleyebilir.[2]: 487
Kriyovolkanizm büyük ölçüde buzlu dünyalarda gerçekleştiğinden, buz volkanı terimi bazen günlük dilde kullanılır.[8]
Kriyovolkanizm türleri
[düzenle]
Patlayıcı püskürmeler
[düzenle]
Patlayıcı kriyovolkanizm veya kriyoklastik püskürmeler, kriyomagma yükselirken basıncın düşmesiyle birlikte çözünmüş uçucu gazların ayrışmasıyla yönlendirileceği tahmin ediliyor, tıpkı karasal gezegenlerdeki patlayıcı volkanizma mekanizmaları gibi. Karasal patlayıcı volkanizm öncelikle çözünmüş su (H2O), karbondioksit (CO2) ve kükürt dioksit (SO2) tarafından yönlendirilirken, patlayıcı kriyovolkanizm bunun yerine metan (CH4) ve karbon monoksit (CO) tarafından yönlendirilebilir. Püskürme sırasında, kriyovolkanik malzeme, volkanik kül ve tefraya çok benzeyen şiddetli patlamalarda toz haline gelir ve kriyoklastik malzeme üretir.[4]: 768
Efüzyon püskürmeleri
[düzenle]
Efüzyon kriyovolkanizm, çok az veya hiç patlayıcı aktivite olmadan gerçekleşir ve bunun yerine önceden var olan manzarayı kaplayan geniş kriyolava akışlarıyla karakterize edilir. Patlayıcı kriyovolkanizmin aksine, aktif efüzyon kriyovolkanizmine dair hiçbir örnek gözlemlenmemiştir. Efüzyon püskürmeleri tarafından oluşturulan yapılar, püsküren malzemenin viskozitesine bağlıdır. Daha az viskoz kriyolavanın püskürmeleri, karasal gezegenlerdeki kalkan volkanlarına ve sel bazalt püskürmelerine benzer şekilde geniş bölgeleri yeniden yüzeyleştirebilir ve geniş, nispeten düz ovalar oluşturabilir. Daha viskoz püsküren malzeme o kadar uzağa seyahat etmez ve bunun yerine, kriyovolkanik kubbelere benzer şekilde yerel yüksek kabartma özelliklerini oluşturabilir.[3]: 199–200
Mekanizmalar
[düzenle]
Kriyovolkanizmin gerçekleşmesi için üç koşul sağlanmalıdır: bir rezervuar içinde bol miktarda kriyomagma üretilmelidir, kriyomagmanın yükselişi için itici bir güç olmalıdır ve kriyomagmanın yükselebildiği yüzeye kanallar oluşturulmalıdır.[3]: 180–181
Yükseliş
[düzenle]
Kriyovolkanik mekanizmalar modellerindeki önemli bir zorluk, sıvı suyun katı sudan önemli ölçüde daha yoğun olmasıdır; buna karşılık, silikatlarda sıvı magma katı kayadan daha az yoğun olur. Bu nedenle, kriyomagma, bir gövdenin yüzeyine patlamak için bunu aşmalıdır.[3]: 180–182 Kriyomagmanın yüzeye nasıl patladığını açıklamak için gezegen bilimciler tarafından çeşitli hipotezler öne sürülmüştür:
Bileşimsel kaldırma kuvveti: dış Güneş Sistemi'nde yaygın olacağı tahmin edilen amonyak gibi safsızlıkların eklenmesi, kriyomagmaların yoğunluğunu düşürmeye yardımcı olabilir.[9] Bununla birlikte, kriyomagmadaki safsızlıkların varlığı tek başına yoğunluk bariyerinin üstesinden gelmede başarılı olması muhtemel değildir. Tersine, silikat parçacıkları ve tuzlar gibi safsızlıklar nedeniyle buz kabuğunun yoğunluğu da artabilir. Özellikle, sadece kısmi olarak kayalık bir çekirdeğe ve buzlu bir mantoya ayrışmış nesnelerin, silikat parçacıkları bakımından zengin buz kabuklarına sahip olması muhtemeldir.[3]: 183–184 [2]: 488
Gazla yönlendirilen kaldırma kuvveti: Yoğunluğu etkilemenin yanı sıra, daha uçucu safsızlıkların eklenmesi, kriyomagma yükselirken basınçlı gaz kabarcıkları oluşumu yoluyla kriyomagmanın yoğunluğunu düşürmeye yardımcı olabilir. Uçucu bileşikler, yüzeyin altında derin basınç altında kriyomagmaya tamamen çözülmüştür. Kriyomagma yükselirse, kriyomagma basıncı düşer. Bu, kriyomagmadan uçucu maddelerin ayrışmasına yol açar ve toplu çözeltinin yoğunluğunu düşürmeye yardımcı olan gaz kabarcıkları oluşturur.[3]: 183
İç basınç: Soğurken ve donarken yeraltı okyanusunun kademeli olarak basınçlanması, suyun donarken genleşmesi alışılmadık özelliği nedeniyle kriyomagmanın yüzeye yükselmesine yetebilir. İç okyanus basınçlanması, diğer uçucu bileşiklerin eklenmesini gerektirmez.[10][3]: 183
Püskürme
[düzenle]
Yoğunluk bariyerinin üstesinden gelmenin yanı sıra, kriyomagma, patlamak için yüzeye ulaşmak için de bir yol gerektirir. Özellikle, küresel veya yerel stresin bir sonucu olan, buz kabuğunda kırıklar, kriyomagmanın yararlanabileceği olası patlayıcı kanallar sağlar. Bu tür stresler, özellikle nesne dış merkezli bir yörüngede ise veya yörüngesi değişiyorsa, bir nesnenin ana gezegeninin etrafında dönerken gelgit kuvvetlerinden kaynaklanabilir. Nesnenin yüzeyinin dönme ekseniyle ilgili olarak kaydığı gerçek kutup sürüklenmesi, buz kabuğunda deformasyonlar oluşturabilir. Etki olayları, kabuğu şiddetli bir şekilde bozup zayıflatarak kırılma için ek bir kaynak sağlar.[3]: 185
Kriyovolkanik püskürmeler için alternatif bir model, katı hal konveksiyonunu ve diyapirism'i çağırıyor. Bir nesnenin buz kabuğunun bir kısmı yeterince sıcak ve sünek ise, tıpkı Dünya'nın mantosunun yaptığı gibi konveksiyon başlatabilir.[11] Buz konveksiyonu sırasında, çevredeki daha soğuk buza göre daha sıcak buz yüzer ve yüzeye doğru yükselir. Konveksiyon, buz kabuğunda safsızlıkların düzensiz dağılımından kaynaklanan buzdaki yerel yoğunluk farkları tarafından desteklenebilir. Sıcak buz özellikle saf olmayan buza (örneğin, yüksek miktarda tuz içeren buz gibi) girerse, sıcak buz saf olmayan buzun erimesine yol açabilir. Erime daha sonra yüzey diyapirleri oluşturmak için patlayabilir veya arazinin yükselmesine yol açabilir.[3]: 189–190
Kriyomagma rezervuarı üretimi
[düzenle]
Daha fazla bilgi: Gezegensel oşinografi
Kriyovolkanizm, buzlu dünyaların içlerinde büyük hacimlerde erimiş sıvı üretildiğini ima eder. Bu tür sıvıların birincil rezervuarı yeraltı okyanuslarıdır.[3]: 167 Yeraltı okyanusları, dev gezegenlerin buzlu uydularında yaygındır [3]: 167 ve büyük ölçüde gelgit ısıtmasıyla korunmaktadır; burada uydunun hafif dış merkezli yörüngesi, kayalık çekirdeğin enerji dağıtmasına ve ısı üretmesine izin verir.[12]: 675 Yeraltı okyanusları için kanıtlar, cüce gezegen Plüton [13] ve daha az ölçüde Ceres [14][15], Eris, Makemake [16]: 8 Sedna, Gonggong ve Quaoar [17]: 8 için de mevcuttur. Plüton ve diğer cüce gezegenlerin durumunda, uzun vadeli gelgit ısıtması nispeten azdır, varsa bile. Dolayısıyla, ısı büyük ölçüde kendiliğinden üretilmeli, öncelikle kayalık çekirdeklerindeki radyoaktif izotopların bozunmasından kaynaklanmalıdır.[3]: 171
Kriyomagma rezervuarları, hipotez olarak, bir buzlu dünyanın kabuğu içinde, doğrudan yerel erime veya daha derin bir yeraltı okyanusundan kriyomagmanın enjekte edilmesi yoluyla oluşabilir. Buz kabuğundaki konvektif bir tabaka, kırılgan buz kabuğunun tabanında yanal olarak yayılan sıcak tüyler oluşturabilir. Giren sıcak buz, saf olmayan buzu eritebilir ve mercek şeklinde bir erime bölgesi oluşturabilir.[18][3]: 173 Yerel erime oluşturmak için önerilen diğer yöntemler şunlardır: sürtünme yeterince ısı üretebileceğinden, doğrultu atımlı faylar içinde stresin birikmesi; ve etki yerini şiddetli bir şekilde ısıtan etki olayları.[3]: 174 Bununla birlikte, müdahale modelleri, daha derin bir yeraltı okyanusunun, volkanik dikey ve eşik sistemlerine çok benzeyen, buz kabuğundaki kırıklar aracılığıyla doğrudan kriyomagmayı enjekte ettiğini öne sürüyor.[3]: 173–174
Kriyomagma bileşimi
[düzenle]
Kriyomagmaların baskın bileşeninin su olacağı tahmin ediliyor. Suyun yanı sıra, kriyomagma ek safsızlıklar da içerebilir ve bu da özelliklerini önemli ölçüde değiştirir.[3]: 162 Bazı bileşikler kriyomagmanın yoğunluğunu düşürebilir. Özellikle amonyak (NH3) kriyomagmaların yaygın bir bileşeni olabilir ve Satürn'ün uydusu Enceladus'un püskürmeleri tespit edildi. Kısmen donmuş amonyak-su ötektik karışımı, buz kabuğuna göre pozitif olarak yüzer ve püskürmesini sağlar.[4]: 766–767 Metanol (CH3OH), kriyomagmanın yoğunluğunu daha da azaltabilirken, viskozitesini önemli ölçüde artırır.[3]: 178 Tersine, bazı safsızlıklar kriyomagmanın yoğunluğunu artırabilir. Magnezyum sülfat (MgSO4) ve sodyum sülfat (Na2SO4) gibi tuzlar, viskozitede nispeten küçük değişikliklerle yoğunluğu önemli ölçüde artırır. Tuzlu veya tuzlu kriyomagma bileşimleri, tuz egemen safsızlıkların daha yaygın olduğu tahmin edilen Jüpiter'in buzlu uydularında önemli kriyovolkanizm olabilir.[10][3]: 183 Yoğunluğu ve viskozitesini etkilemenin yanı sıra, safsızlıkların eklenmesi - özellikle tuzlar ve özellikle amonyak - kriyomagmanın erime noktasını önemli ölçüde düşürerek erimeyi teşvik edebilir.[4]: 766
Hipotetik kriyomagmaların özellikleri[19][3]: 178 Kriyomagma bileşimi, kütle %, Erime noktası (K) Sıvı yoğunluğu (g/cm3) Sıvı viskozitesi (Pa·s) Katı yoğunluğu (g/cm3) Saf su
%100 H2O 273 1.000 0.0017 0.917 Tuzlu su
%81.2 H2O, %16 MgSO4, %2.8 Na2SO4 268 1.19 0.007 1.13 Amonyak ve su
%67.4 H2O, %32.6 NH3 176 0.946 4 0.962 Amonyak, su ve metanol
%47 H2O, %23 NH3, %30 CH3OH 153 0.978 4.000 – Azot ve metan
%86.5 N2, %13.5 CH4 62 0.783 0.0003 – Bazaltik lav (karşılaştırma)[20]: 23–25 – – ~10-100 –
Gözlemler
[düzenle]
Kriyovolkanizm ile karasal (veya "silikat") volkanizm arasında, kubbe ve kalkanların oluşumu gibi geniş paralellikler olsa da, kriyovolkanik yapıların kesin tanımlanması zordur. Örneğin, su egemen kriyolavanın alışılmadık özellikleri, kriyovolkanik özelliklerin, karasal volkanik özelliklere uygulanan kriterler kullanılarak yorumlanmasını zorlaştırır.[3]: 162 [2]: 487
Ceres
[düzenle]
Ana madde: Ceres (cüce gezegen) § Kriyovolkanizm
Ceres, Güneş Sistemi'nde kriyovolkanik olarak aktif olduğu bilinen en içteki nesnedir. Mart 2015'te Dawn yörünge aracının varışıyla [21], cüce gezegenin, özellikle Occator Krateri'nin merkezinde, birkaç büyük etki havzasının içinde bulunan çok sayıda parlak nokta (fakülte olarak adlandırılır) olduğu keşfedildi. Bu parlak noktalar, öncelikle çeşitli tuzlardan oluşur ve Ceres'in yüzeyine tuzlu su patlaması yapan yeraltı malzemesinin etkiyle indüklenen yükselmesinden kaynaklandığı varsayılmaktadır. Cerealia Fakültesi'ndeki bir belirli parlak noktada hidratlanmış sodyum klorürün dağılımı, yükselmenin yakın zamanda gerçekleştiğini veya şu anda devam ettiğini göstermektedir. Ceres'in iç kısmında tuzlu su bulunması, tuzların Ceres'in yeraltı okyanusunu, belki de günümüze kadar sıvı halde tutmada rol oynadığını ima ediyor.[22]: 786 Dawn ayrıca, muhtemelen genç kriyovolkanik kubbeler olan iki belirgin izole dağ olan Ahuna Mons ve Yamor Mons'u (önceki adı Ysolos Mons) da keşfetti.[23][3]: 213,215 Kriyovolkanik kubbelerin, viskoz gevşeme nedeniyle söndükten sonra çökerek düzleşmesi bekleniyor. Bu, jeolojik olarak genç olmasına rağmen Ahuna Mons'un Ceres'teki en belirgin yapı gibi görünmesinin nedenini açıklayabilir.[23]
Europa
[düzenle]
Ana madde: Europa (uydu) § Yüzey özellikleri
Europa, Jüpiter'den yeterli gelgit ısıtması alarak küresel bir sıvı su okyanusu sürdürür. Yüzeyi son derece gençtir, yaklaşık 60 ila 90 milyon yıllıktır.[24]: 452 [25] En çarpıcı özellikleri, lineae adı verilen yoğun bir doğrusal çatlak ve fay ağı, Dünya'nın orta okyanus sırtlarına benzer şekilde Europa'da aktif yeniden yüzeyleme yerleri gibi görünmektedir.[26] Buna ek olarak, Europa, buzlu kabuğunun bir bloğu diğerinin altına kayarak bir tür sübduksiyon yaşayabilir.[25]
Genç yüzey yaşı olmasına rağmen, geçmişte Europa yüzeyinde kesin olarak tanımlanmış birkaç, hatta hiç, farklı kriyovolkan bulunmuyor.[3]: 193–194 Bununla birlikte, Aralık 2012'de Hubble Uzay Teleskobu'ndan (HST) Europa gözlemleri, 200 kilometreye (120 mil) kadar yükseklikte aşırı su buharı sütunları tespit etti ve bu da zayıf, muhtemelen kriyovolkanik püskürmeler olduğunu gösteriyor. Püskürmeler 2014 yılında HST tarafından tekrar gözlemlendi. Ancak, bunlar uzak gözlemler olduğundan, püskürmeler henüz kesin olarak doğrulanmadı.[27][28] Europa'nın bazı yüzey özelliklerinin son analizleri, bunların da kriyovolkanik kökenleri olduğunu öne sürdü. 2011'de, kabuğun özellikle bozulmuş gibi görünen Europa'nın kaos arazisi, bir araştırma ekibi tarafından çok sığ kriyomagma göllerinin yeri olarak yorumlandı. Bu yeraltı gölleri eridikçe ve yeniden dondukça, Europa'nın kabuğunu küçük bloklara böler ve kaos arazisini oluşturur.[18] Daha sonra, 2023'te, Europa'nın güney yarım küresindeki bir bölge olan Argadnel Regio'nun batı kenarına yakın bir kriyovolkanik koni alanı belirlendi.[29][30]
Ganymede
[düzenle]
Europa'nınki gibi Ganymede'nin yüzeyi de yoğun bir şekilde tektoniktir, ancak birkaç kriyovolkanik özelliğe sahip gibi görünmektedir.[31] 2009 yılına kadar, Voyager ve Galileo görüntülerinden Ganymede'nin yüzeyinde en az 30 düzensiz şekilli çöküntü (patera olarak adlandırılır) tanımlandı. Pateraların, birkaç gezegen bilimci ekibi tarafından kaldera benzeri kriyovolkanik bacalar olarak varsayılmıştır. Bununla birlikte, bu yapıların kriyovolkanik kökenine dair kesin kanıtlar görüntülerde hala belirsizdir.[32][33]: 863–864
Enceladus
[düzenle]
Ana madde: Enceladus § Güney kutup püskürmeleri
Satürn'ün uydusu Enceladus, şimdiye kadar gözlemlenen en çarpıcı kriyovolkanizm örneğine ev sahipliği yapıyor; bir dizi bacak saniyede 250 kg malzeme püskürtüyor ve bu malzeme Satürn'ün E halkasına besleniyor.[34][35] Bu püskürmeler, gayrıresmi olarak Kaplan Şeritleri olarak bilinen bir bölge oluşturan dört ana sırtın kaynaklandığı Enceladus'un güney kutup bölgesinde gerçekleşir.[36] Enceladus'un kriyovolkanik aktivitesi, küresel bir yeraltı okyanusu tarafından sürdürülüyor.[37][38]
Enceladus'un öncü ve arka yarı küreleri - Enceladus'un yörüngesinin yönüne doğru veya ters yöne "bakan" yarı küreler - merkezli diğer bölgeler, Kaplan Şeritlerine benzer bir arazi sergiliyor ve bu da Enceladus'un geçmişte ayrı kriyovolkanizm dönemleri yaşadığını gösterebilir.[37]: 42
Titan
[düzenle]
Satürn'ün uydusu Titan, yüzey özelliklerinin görünür gözlemlerini kalıcı olarak gizleyen yoğun bir atmosferik pus tabakası içerir ve bu da kriyovolkanik yapıların kesin tanımlanmasını özellikle zorlaştırır. Titan'ın geniş bir yeraltı okyanusu vardır [39], bu da kriyovolkanizm kanıtları için araştırmaları teşvik ediyor. Cassini radar verilerinden, özellikle, bir kalkan veya kubbe yapısına benzeyen bir dağ olan Doom Mons; ve komşu Sotra Patera, bir kalderaya benzeyen oval bir çöküntü olmak üzere, birkaç özellik kriyovolkan adayı olarak önerildi.[40]: 423 Titan'ın kutup bölgelerindeki birkaç yuvarlak göl ve çöküntü, üst üste binen çöküntüler, yükseltilmiş kenarlar (veya "sur duvarları") ve çöküntü kenarı içindeki adalar veya dağlar dahil olmak üzere patlayıcı bir kökene dair yapısal kanıtlar gösterir.[41]: 1 Bu özellikler, gezegen bilimciler Charles A. Wood ve Jani Radebaugh'un 2020 yılında, bunların ya maar benzeri püskürmeler - kaynamayan yeraltı sıvısının magmanın (bu durumda kriyomagma) [41]: 6 hızla ısıtılmasıyla patlamasıyla oluşması - ya da çökme kalderalarının sular altında kalmasıyla oluştuğu hipotezini ortaya koymalarına yol açtı.[41]: 13
Uranüs uyduları
[düzenle]
24 Ocak 1986'da Uranüs ve uydu sistemi, Voyager 2 uzay aracı tarafından ilk kez keşfedildi.[42] Uranüs'ün beş büyük uydusundan Miranda ve Ariel, nispeten yakın zamanda gerçekleşen aktiviteleri gösteren alışılmadık şekilde genç yüzeylere sahip görünüyor. Özellikle Miranda, daha eski arazinin üzerine kesilen Inverness Corona'nın Miranda'nın güney kutbu yakınında yer aldığı ve 1 milyar yıldan daha genç olduğu tahmin ediliyor [43] ve Miranda'nın koronası ile Enceladus'un güney kutup bölgesi arasında geniş benzerlikler gözlemlendi. Bu özellikler, birkaç araştırma ekibinin, viskoz kriyomagmanın püskürmeleriyle yapıların bazı tektonik müdahalesiyle birlikte oluştuğu koronaların kriyovolkanik kökenini önermesine yol açtı.[44]: 11 Ariel ayrıca, yaklaşık 0.8 ± 0.5 milyar yaşında zeminlere sahip büyük kanyonlarla (chasmata) bölünmüş büyük çokgen kabuk blokları ile yaygın yeniden yüzeyleme sergiliyor; nispeten düz ovalar, büyük sel püskürmeleri için yer olmuş olabilir.[44]: 9–10
Uranüs'ün diğer üç yuvarlak uydusunda nispeten yakın zamanda gerçekleşen kriyovolkanizme dair kanıtlar daha az nettir. Titania büyük uçurumlara ev sahipliği yapar, ancak kriyovolkanizme dair açık bir kanıt göstermez.[44]: 6 Oberon'un, Voyager 2'nin yakın geçişi sırasında kenarında gözlemlenen muazzam bir ~11 km (6.8 mil) yüksek dağ var; dağın kesin kökenleri belirsiz, ancak kriyovolkanik kökenli olabilir.[44]: 4
Triton
[düzenle]
Ana madde: Triton'un jeolojisi § Kriyovolkanizm
Neptün ve en büyük uydusu Triton, 25 Ağustos 1989'da Voyager 2 uzay aracı tarafından keşfedildi [42] ve bu da Triton'un yüzey özelliklerini ilk kez yakından ortaya çıkardı.[45] Tahmini ortalama yüzey yaşı 10-100 milyon yıl olmak üzere, bazı bölgeler sadece birkaç milyon yaşında olabilir ve Triton, Güneş Sistemi'ndeki en jeolojik olarak aktif dünyalardan biridir.[46] Triton'un genç yüzeyinde, neredeyse tüm gözlemlenen yüzey özellikleri kriyovolkanizmayla ilişkili olabilen büyük ölçekli kriyovolkanik arazi şekilleri tanımlandı.[6]: 919 Triton'un önemli kriyovolkanik özelliklerinden biri olan Leviathan Patera, Güneş Sistemi'ndeki en büyük volkanik veya kriyovolkanik yapılardan biri olan Cipango Planum kriyovolkanik platosunun görünür birincil havalandırmasıdır.[47][48][a]
Triton, dört duvarlı ovaya ev sahipliği yapıyor: Ruach Planitia ve Tuonela Planitia kuzeyde bir çift oluşturuyor ve Sipapu Planitia ve Ryugu Planitia güneyde bir çift oluşturuyor. Duvarlı ovalar, tek bir çukur ve tümsek grubunu çevreleyen dişli, düzensiz şekilli uçurumlara sahip, düz, genç bir ova ile karakterizedir.[6]: 886 Duvarlı ovalar muhtemelen genç kriyovolkanik göllerdir ve Triton'un en genç kriyovolkanik özelliklerini temsil edebilir.[6]: 920–921 [50]: 870; 872 Ruach ve Tuonela çevresindeki bölgeler, bazılarının kısmen duvarlar ve yarıklarla çevrili olduğu, ek daha küçük yarı dairesel çöküntülere sahiptir. 2014'te, bir gezegen bilimci ekibi bu çöküntüleri diyapirler, kaldera çökme yapıları veya kriyolava akışlarıyla doldurulmuş etki kraterleri olarak yorumladı.[51] Tuonela Planitia'nın güneyinde, merkezde çöküntü bulunan izole konik tepeler, karasal kül konilerine benzetiliyor ve bu da Tuonela Planitia'nın ovalarının ötesinde kriyovolkanik aktiviteye işaret ediyor olabilir.[6]: 922
Triton'un güney kutup buz kalkanı, muhtemelen rüzgarla taşınan püskürmeler tarafından biriktirilen organik tozlarla dolu çok sayıda koyu çizgiyle işaretlenmiştir. En az iki püskürme, Mahilani Püskürmesi ve Hili Püskürmesi gözlemlendi; bu iki püskürme 8 kilometreye (5.0 mil) yüksekliğe ulaştı.[50]: 873 Bu püskürmelerin, 1990'ların başlarında çok sayıda araştırma ekibi tarafından, katı nitrojen buzunun altında bir tür katı sera etkisiyle nitrojen gazının birikmesiyle yönlendirildiği varsayıldı; ancak, 2022'de yapılan daha yeni analizler, katı sera etki modelini desteklemiyor. İlk olarak 1995 yılında R. L. Kirk ve işbirlikçileri tarafından önerilen alternatif bir kriyovolkanik model, bunun yerine püskürmelerin patlayıcı kriyovolkanik püskürme sütunlarını temsil ettiğini öne sürüyor - gözlemlenen tahmini çıkış oranının ~200 kg/sn olması, Enceladus'un püskürmelerinin çıkışıyla karşılaştırılabilir bir yorumu destekliyor.[52]: 3–4
Plüton ve Charon
[düzenle]
Ana maddeler: Plüton'un jeolojisi ve Charon'un jeolojisi
Cüce gezegen Plüton ve beş uydusundan oluşan sistemi, 14 Temmuz 2015'te bir yakın geçiş sırasında New Horizons uzay aracı tarafından keşfedildi ve yüzey özelliklerini ilk kez ayrıntılı olarak gözlemledi.[53] Plüton'un yüzeyi yaş açısından dramatik bir şekilde değişiyor ve birkaç bölge, nispeten yakın zamanda gerçekleşen kriyovolkanik aktiviteyi gösteriyor gibi görünüyor. En güvenilir bir şekilde tanımlanan kriyovolkanik yapılar, merkezlerinde çöküntüler bulunan iki büyük dağ olan Wright Mons ve Piccard Mons'dur ve bu da bunların zirvede kalderaları olan kriyovolkanlar olabileceği hipotezlerine yol açmıştır.[54][55] İki dağ, alışılmadık bir tepelik "tümsekli arazi" bölgesi ile çevrilidir ve belirgin akış özelliklerinin olmaması, 2022'de bir araştırma ekibi tarafından, yapıların bunun yerine ardışık kubbe oluşturan püskürmeler tarafından oluşmuş olabileceği, yakınlardaki Coleman Mons'un daha küçük bir bağımsız kubbe olduğu alternatif bir öneriye yol açmıştır.[56]
Belton Regio'daki büyük bir fay olan Virgil Fossae, Plüton'da bir başka kriyovolkanizm alanı da olabilir. Tahmini olarak 300 kilometrelik (190 mil) Virgil Fossae'nin batı bölümü, çevredeki arazinin 200 kilometreye (120 mil) kadar uzaklıkta olduğu malzemenin püskürtülmesi ve dağılmasıyla bir çeşme püskürmesi alanı olmuştur.[57]: 166 Daha yakın zamanda, 2021 yılında, iki araştırmacı C. J. Ahrens ve V. F. Chevrier'in bir ekibi, Hekla Cavus'un bir kriyovolkanik çökmeden oluşmuş olabileceğini hipotez etti.[58]: 7 Benzer şekilde, 2021'de, A. Emran liderliğindeki bir gezegen bilimci ekibi, resmen bir etki krateri olarak sınıflandırılan bir özellik olan Kiladze'nin aslında bir kriyovolkanik kaldera kompleksi olduğunu öne sürdü.[59]
Sputnik Planitia, Plüton'daki en genç yüzeyi temsil etmesine rağmen, bir kriyovolkanik yapı değildir; Sputnik Planitia, Plüton'un iç ısısı ve Plüton'un atmosferine süblimleşme ile yönlendirilen buzlu nitrojenin konvektif ters çevrilmesiyle kendini sürekli olarak yeniden yüzeyleştirir.[60]
Charon'un yüzey ikiliği, yüzeyinin büyük bir bölümünün, Ay denizlerine benzer şekilde, büyük, efüzyon püskürmeleriyle sular altında kalmış olabileceğini gösteriyor. Bu sel ovaları Vulcan Planitia'yı oluşturuyor ve Charon'un iç okyanusu donarken patlamış olabilir.[61]
Diğer cüce gezegenler
[düzenle]
2022'de, James Webb Uzay Teleskobu (JWST) tarafından yapılan düşük çözünürlüklü yakın kızılötesi (0.7–5 μm) spektroskopik gözlemler, cüce gezegenler Quaoar, Gonggong ve Sedna'nın yüzeylerinde hafif hidrokarbonlar ve karmaşık organik moleküller tespit etti. Tespiti, üçünün de geçmişlerinde iç erime ve gezegensel ayrışma yaşadığını gösterdi. Yüzeylerinde uçucu maddelerin bulunması, kriyovolkanizmin metanı yeniden tedarik ediyor olabileceğini gösteriyor.[17]: 13 Eris ve Makemake'nin JWST spektral gözlemleri, hidrojen-döteryum ve karbon izotop oranlarının, her iki cüce gezegenin de, muhtemelen bir yeraltı okyanusu varlığıyla, yüzey metanını aktif olarak yeniden doldurduğunu gösterdiğini ortaya koydu.[16]: 8
Bu gözlemler, New Horizons uzay aracı tarafından Plüton sisteminde yapılan keşiflerle birlikte, buzlu dünyaların kendi başlarına kriyovolkanik aktiviteyi yönlendirmek için yeterli ısıyı koruyabildiğini gösteriyor. Birçok ana gezegenlerinden geniş gelgit ısıtmasından yararlanan dev gezegenlerin buzlu uydularının aksine, cüce gezegenler öncelikle veya neredeyse tamamen kendileri tarafından üretilen ısıya güvenmelidir. Oluşumdan geriye kalan ilkel ısı ve kayalık çekirdeklerindeki radyoaktif izotopların bozunmasından kaynaklanan radyo