Железные вулканы могли извергаться на металлических астероидах

Считается, что металлические астероиды начинались как пузырьки расплавленного железа, плавающие в космосе. Как будто это не достаточно странно, ученые теперь думают, что, когда металл остыл и затвердел, вулканы, извергающие жидкое железо, могли извергаться через твердую железную корку на поверхность астероида.

Этот сценарий возник из анализа, проведенного учеными-планетологами из Калифорнийского университета в Санта-Круз, чье расследование было частично вызвано планами НАСА запустить исследование Психеи, крупнейшего металлического астероида в Солнечной системе. Фрэнсис Ниммо, профессор наук о Земле и планетах, сказал, что его интересует состав металлических астероидов, на который указывает анализ железных метеоритов, поэтому он попросил аспиранта Джейкоба Абрахамса разработать несколько простых моделей охлаждения и затвердевания астероидов.

«Однажды он повернулся ко мне и сказал:« Я думаю, что они могли извергаться», - сказал Ниммо. «Я никогда не думал об этом раньше, но это имеет смысл, потому что под плотной коркой у вас есть плавучая жидкость, поэтому жидкость хочет подняться наверх».

Исследователи описали свои результаты в статье, которая была принята для публикации в Geophysical Research Letters.

Металлические астероиды возникли в начале истории Солнечной системы, когда планеты начали формироваться. Протопланета вовлеченная в катастрофическое столкновение, может быть лишена своих скалистых внешних слоев, обнажая расплавленное, богатое железом ядро. В холодном космосе этот шарик жидкого металла быстро начнет охлаждаться и затвердевать.

«В некоторых случаях он кристаллизовался бы из центра и не имел бы вулканических признаков, но некоторые кристаллизовались бы сверху вниз, так что вы получили бы твердый металлический лист на поверхности с жидким металлом внизу», - сказал Ниммо.

Что касается того, как будут выглядеть железные вулканы, Абрахамс сказал, что это зависит от состава расплава. «Если это в основном чистое железо, то у вас будут извержения поверхностных потоков с низкой вязкостью, распространяющихся в тонких пластах, поэтому ничего похожего на густые вязкие потоки лавы, которые вы видите на Гавайях», - сказал он. «С другой стороны, если есть смешанные легкие элементы и быстро расширяющиеся газы, вы можете иметь взрывной вулканизм, который может оставить ямы на поверхности».

Планируется, что миссия НАСА «Психея» начнется в 2022 году и достигнет астероида в 2026 году. Признаки прошлого вулканизма, на которые могут обратить внимание исследователи, включают изменения цвета или состава материала на поверхности и, возможно, особенности, похожие на вулканические отверстия. Абрахамс сказал, что большие вулканические конусы, вероятно, маловероятны.

К сожалению, поскольку металлические астероиды довольно быстро затвердевали бы после их образования, было достаточно времени (миллиарды лет) для разрушения любых поверхностных элементов вулканизма. «Пока не ясно, как они могут выглядеть, - сказал Абрахамс.

Исследователи считают, что лучшая возможность найти доказательства ферровулканизма на металлических астероидах может быть получена благодаря изучению железных метеоритов, которые уже находятся в коллекциях на Земле.

«Есть много этих металлических метеоритов, и теперь, когда мы знаем, что ищем, мы можем найти в них свидетельства вулканизма», - сказал Ниммо. «Если бы материал вырвался на поверхность, он бы очень быстро остыл, что отразилось бы на составе метеорита. И в нем могли остаться дыры, выходящие газа».

Когда они представили свои результаты на недавней Лунной и Планетарной научной конференции, Абрахамс и Ниммо обнаружили, что другая исследовательская группа независимо друг от друга пришла к аналогичным выводам о возможности ферровулканизма.

«Это не шокирующая идея, но мы никогда раньше не думали о железном вулканизме, так что это что-то новое и интересное для изучения», - сказал Абрахамс.