Вулканы на Ио

Ио не похожа на большинство спутников газовых планет (содержащих много льда) и состоит в основном из силикатов и железа, как и планеты земной группы. Ио по размеру немногим больше спутника Земли - Луны. Её средний радиус равен приблизительно 1 821,3 километра (на 5% больше среднего радиуса Луны), а масса составляет 8,9319x1022 килограмм (примерно на 21% больше, чем у Луны). Ио имеет форму эллипсоида, большая ось которого направлена в сторону Юпитера. Среди галилеевых спутников по массе и объёму Ио стоит после Ганимеда и Каллисто, но перед Европой.

Плотность Ио равна 3,5275 г/см3, что больше, чем у других галилеевых спутников (и даже чем у Луны), и это ставит Ио на первое место по плотности среди спутников в Солнечной системе. Модели, составленные по измеренным «Вояджерами» и «Галилео» массе, радиусу и коэффициентам гравитационного квадруполя (числа, описывающие распределение массы в пределах объекта), указывают на то, что Ио расслоена на ядро из железа или сульфида железа и кору с мантией, которые богаты силикатами. Металлическое ядро составляет приблизительно 20% массы Ио. Радиус ядра зависит от содержания серы: если оно состоит из чистого железа, его радиус лежит в пределах 350-650 км, а если оно состоит из соединений железа и серы - в пределах 550-900 км. О существовании плотного металлического ядра Ио свидетельствуют результаты определений гравитационных моментов и момента инерции. Мантия Ио скорее всего в полурасплавленном состоянии, а внешняя часть коры толщиной 20-30 км представляет собой смесь базальтовых пород, напоминающих земные вулканические породы.

Приливной разогрев, вызываемый орбитальным эксцентриситетом, служит причиной того, что Ио - самая геологически активная луна в Солнечной системе, с сотнями вулканов и обширными потоками лавы. Во время особо крупных извержений потоки лавы могут тянуться на десятки и даже сотни километров. Состоят они в основном из базальтовой лавы с основным или ультраосновным (с большим содержанием магния) составом. В результате вулканической активности сера, диоксид серы (в виде газа) и силикатная пирокластическая материя (в виде пепла) поднимаются на высоту до 200 километров в открытый космос в виде своеобразных «зонтиков», а после выпадения окрашивают местность в красный, чёрный и белый цвета. Кроме того, эта материя образует тонкую атмосферу Ио и наполняет обширную магнитосферу Юпитера.

На поверхности Ио нередко встречаются вулканические депрессии, именуемые патерами. Для них характерно плоское дно и крутые стены. Они напоминают земные кальдеры. Одна из гипотез говорит, что эти геоструктуры появляются над вулканическими силлами (образуются при пластовой интрузии магмы вдоль поверхностного слоя) за счёт того, что вышележащие слои сносятся прочь извержениями или вливаются в состав силла. В отличие от схожих геоструктур на Земле и Марсе, вулканические депрессии на Ио в общем случае не лежат на пике щитовидных вулканов и обычно куда крупней, со средним диаметром около 41 км, а крупнейшая - патера Локи - 202 километра диаметром. Независимо от механизма формирования, морфология и распределение многих патер даёт основания предполагать, что они тесно связаны с крупномасштабными образованиями - немало из них граничат с горами или разломами. Патеры часто служат источниками вулканических извержений или далеко растекающихся лавовых потоков, как в случае извержения в патере Гиш-Бар в 2001 году, или сами заполняются лавой и становятся лавовыми озёрами. Лавовые озёра на Ио покрыты коркой, которая рушится и обновляется непрерывно (как в случае вулкана Пеле) или эпизодически (как в случае Локи).