札巴巴火山

札巴巴火山 （Zamama）是木星的衛星-木衛一上一座活躍的火山中心^[1]^[2]，該火山中心於1979年「旅行者1號」飛掠後爆發，成為此代人一生中少數所知的外星復甦火山之一。「伽利略號探測器」進一步的分析和研究有助於全面了解木衛一的火山活動。根據「伽利略探測器」定位，札巴巴火山位於木衛一北緯21度、西經173度處^[1]^[3]，包括一道長150公里（93英里）、溫度1100 K（攝氏830度、華氏1520度）的「裂隙補給型」熔岩流^[1]。該火山中心具有爆炸性噴發和溢流式噴發的特點^[4]，它的熔岩流似乎源於「普羅米修斯型」火山。

「伽利略探測器」安裝了一系列收集和分析木衛一表面火山活動的遙感儀-近紅外測圖光譜儀(NIMS)、固態成像儀(SSI)、偏振光輻射計(PPR)等。由於沒有從木衛一採集到樣本，因此，所有的解釋都是通過研究「伽利略」數據中的反照率效應、形態和/或光譜變化等得出的。此外，地貌分析被謹慎地應用於這類特殊行星結構的研究^[1]^[5]。1979年，國際天文聯合會以巴比倫神話的基什守護神—「札巴巴」（Zababa），又稱作「札瑪瑪」（Zamama）命名該火山。

「旅行者」和「伽利略」探測器的任務概述[編輯]

從木衛一獲取的大部分數據都是從軌道成像的地貌學解釋中得出的，「旅行者1號」和「伽利略」都使用了熱遙感來完成這項任務，熱遙感是遙感的一個分支，主要承擔處理和解釋電磁(EM)頻譜的熱紅外(TIR)區段數據。札巴巴火山是木衛一上61座活躍的火山中心或「熱點」之一^[6]，它們都被「旅行者號」、「伽利略號」及地面觀測站觀測到。札巴巴火山首先由「伽利略探測器」所發現^[6]，並確定了它的兩種火山活動類型：持續性和偶發性^[6]。近紅外測圖光譜儀檢測到札巴巴火山的活動至少已持續了一年以上，因此，它被認為是持久型^[6]。但近紅外測圖光譜儀觀察過它九次，僅檢測到五次，這種較低的檢出率可能是由於觀測受限或火山活動暫時減弱之故^[6]。

札巴巴火山活動[編輯]

火山地形[編輯]

建立木衛一的地形圖是在木星所有衛星中最具挑戰性的，有兩種技術可用於製作木衛一地形圖，如「三維」立體攝影測量（SP）和「二維」光電測斜法（PC）^[4]，木衛一火山的特徵很差，因為它們的火山構造不同於研究得很好的行星火山，比如火星上的火山。在木衛一上發現了兩種常見的流場形態：^[4]

大範圍的不規則熔岩流（熔岩流被）
中心向外輻射狀流場。

札巴巴活動火山中心的形態特徵是中心向外輻射的流場，在該區域中坐落了多座陡峭的盾狀火山：

「札巴巴 A」位於北緯18°、西經 175°處，根據電腦估算它寬約40公里(25英里)、高1.5公里(0.93英里)，平均坡度40°，向東延伸約140公里(87英里)並超出可視的陡峭盾狀火山邊界^[4]。「札巴巴 A」是札巴巴流場的發源地^[7]，火山活動的來源，既有矽質的，也有硫化物的，雖然扎巴巴火山發源於普羅米修斯型地幔柱^[7]。
「札巴巴 B」位於「札巴巴 A」東南75公里(47英里)處，約40公里(25英里)寬、1-1.5公里(0.62-0.93英里)高，高度來自電腦對陰影的測量^[4]。
「札巴巴 C」位於北緯15°、西經170°處，距札巴巴火山中心東南175公里(109英里)，計算機測得的高度約250米(820英尺)，坡度介於3°-5°之間^[4]。

表面變化[編輯]

1979年「旅行者1號」探訪期間，札巴巴火山中心似乎處於非活躍狀態，或可能被沃隆德火山的沉積物掩埋。相比之下，「伽利略」觀測期間，札巴巴火山中心卻是一個非常活躍的熱點。在固態成像儀拍攝的圖像中，札巴巴火山中心顯示了三處明顯的表面變化，顯示它們是位於黑色熔岩流，直徑約370公里(230英里)的明亮光環，此外，在中間突出的噴發流北面及東北沉積了新的黑色環。首先，這次最突出的中央噴發發生在北緯18°、西經171°處，總計有13.6萬平方公里(5.3萬平方英里)的區域發生了改變；第二，一次新的噴發導致西側的中央黑色沉積物變寬，新的亮環沿着熔岩流邊緣沉積下來，總計約3.7萬平方公里(1.4萬平方英里)的區域受到影響；第三，當「伽利略」號在環繞木星的第14個軌道上運行時，扎巴巴的第三束羽流正在活躍地噴發，新沉積物漫延了150±5公里(93.2±3.1英里)併集中在噴發中心東面，涉及範圍約9.6萬平方公里(3.7萬平方英里)^[8]。

溫度[編輯]

「伽利略探測器」近紅外測圖光譜儀採集了用於分析噴發強度的數據，並通過雙溫模型測定其溫度和噴發強度。模型表明札巴巴火山溫度為1173±243K(攝氏900±243°；華氏1652±437°)。含高矽的火山碎屑流溫度可達攝氏(1470 K；華氏2190°)，而札巴巴火山溫度也如此之高，表明它為矽質岩漿，但目前尚缺乏可用作成分分析的扎巴巴火山岩漿樣本^[9]。

成分[編輯]

札巴巴熔岩流顯示，它是一座帶中央噴口和裂谷帶(rift zone)的盾狀火山，該裂谷帶似乎為「伽利略號」所見到的黑色流場提供了來源。該流場靠近中心處時變窄變薄，越遠離中心則越寬闊，這種現象可能緣於從火山邊緣到附近平原之間的坡度變化。由於硫質岩漿成分或矽酸鹽岩漿被硫質沉積物覆蓋之故，從中心噴口流出的是明亮的流體。不過，該火山噴出的熔岩成分仍然很神秘^[7]。

火山參數[編輯]

近紅外測圖光譜儀的數據分析確定了木衛一上火山熱排放的可變性，尤其是札巴巴火山在1038天（1996年6月28日至1999年5月2日）的活動過程中，結果顯示^[5]：

平均體積噴出速率在周期開始時降低，表明噴發活動減弱，或舊的熔岩流表面已冷卻。而後，火山活動增強，預示着火山爆發的開始；
在札巴巴火山觀察到的總噴發強度為7019125000000000000♠1.25×10¹⁹ 焦耳；
平均噴發強度為139.8吉瓦；
該時期噴出的熔岩總量為3.5±1.4公里³(0.84±0.34英里³)；
平均噴出的熔岩量為39.4±15.5米³/秒(1390±550英尺³/秒)

對比與演變[編輯]

愛奧尼亞火山和地球火山的比較[編輯]

與木衛一上各種類型的噴發相比，札巴巴火山的體積排放率較低^[5]；
與夏威夷基拉韋厄火山等地球火山相比，札巴巴火山的噴發強度則更大^[5]；
總體來看，與同一噴發類型的火山相比，木衛一火山的噴發體積通量和活動範圍比地球上的更大^[5]。

愛奧尼亞盾狀火山的演化[編輯]

演示火山火山口如何坍塌

大多數愛奧尼亞火山開始時都是陡峭的盾狀火山，經過一段噴發構造階段後，中央區崩塌形成一個破火山口。由於陡峭的盾狀火山還不曾觀測到內部坍塌的火山口，表明坍塌後陡峭火山沒得到改造，這可能與溫度變化、噴發速率和/或熔岩成分等各種變量有關。未能改造的盾狀火山肇因，主要是無法獲取岩漿房源源不斷的岩漿支持。這些解釋可能是一種預示，當前的盾形火山將遵循這一模式並轉化成火山口-成為一個噴發點^[4]。

未來的探索[編輯]

2013年威廉姆斯(Williams)提出了未來木衛一觀測所需的各種設施：「未來木衛一探測的建議包括：1) 一艘環木星的「發現者」或「新前沿」級「木衛一觀察者」太空探測器；2) 一架具備繞射極限能力的天基紫外望遠鏡；3) 能夠在各種時間尺度（秒、分、小時、天、月、年）上長期監測木衛一的天基計劃；4) 延長地基8-10米級，尤其是具有夜間自適應光學功能望遠鏡的木衛一觀測時間」^[10]。

參考文獻[編輯]

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延伸閱讀[編輯]

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外部連結[編輯]

維基共享資源上的相關多媒體資源：札巴巴火山

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