Есть ли вулканы на других планетах?

Щитовой вулкан гора Олимп на Марсе. Панорама зонда «Марс Экспресс», 2004

Вулканы на Земле хорошо известны и активно изучаются. Скажите, пожалуйста, а есть ли вулканы на других планетах?

Иван Кулаков
профессор Сколковского института науки и технологий, главный научный сотрудник лаборатории сейсмической томографии Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН член-корреспондент РАН Иван Юрьевич Кулаков

Помимо Земли, вулканы существуют на многих телах в Солнечной системе, включая планеты земной группы и крупные спутники. В настоящее время наиболее активный вулканизм в Солнечной системе зафиксирован на спутнике Юпитера Ио, на котором выявлено около 150 активных вулканов, занимающих почти 2 % поверхности спутника. При этом там наблюдаются как привычные для нас вулканы с базальтовой лавой, так и гигантские извержения расплавленной серы, а также мощные выбросы газа и пепла, поднимающиеся на высоту нескольких сотен километров. Интересно, что в отличие от Земли источником тепла на Ио являются приливные силы в мощном гравитационном поле Юпитера и других его спутников, которые приводят к деформациям поверхности до ста метров и разогреву недр спутника за счет внутреннего трения. Кроме того, современная вулканическая активность зарегистрирована на спутнике Сатурна Энцеладе и спутнике Нептуна Тритоне.

Вулканические структуры наблюдаются на всех планетах земной группы, однако по поводу возможности современной активности на них (кроме Земли) ведутся споры. Наиболее перспективной в этом смысле является Венера. Практически вся ее поверхность покрыта лавовыми и пирокластическими потоками с множеством крупных стратовулканов, количество которых является самым большим в Солнечной системе. Доминируют щитовые вулканы, образовавшиеся в результате растекания на большой территории низковязкой базальтовой лавы. Однако также присутствуют необычные для Земли вулканы в виде крупных блинов толщиной около 1 км и диаметром до 15 км. Выявленные с помощью радарной съемки изменения формы рельефа крупнейшей горы Маат могут быть связаны с мощными пепловыми выбросами во время недавнего извержения, что является аргументом в пользу существования современной вулканической активности на Венере. 

Крупнейшие вулканы в Солнечной системе наблюдаются на Марсе. Самый известный из них, Олимп, имеет диаметр около 550 км и высоту 21 км. Такого рода гиганты вырастают по причине отсутствия на Марсе тектоники плит, в результате чего горячая точка (или плюм) может существовать в одной локации на протяжении сотен миллионов и даже миллиардов лет. В целом вулканизм сыграл существенную роль в формировании поверхности Марса от 3,5 миллиарда до 500 миллионов лет назад. Однако имеются косвенные свидетельства более молодого вулканизма, который может продолжаться и в настоящее время. При более низкой гравитации на Марсе для достижения магматическим телом поверхности его размеры должны быть очень большими. По этой причине извержения на Марсе более редкие, чем на Земле, но гораздо более масштабные по объемам излившейся магмы и выбросам пепла. 

Вулканизм на Луне сыграл существенную роль в формировании поверхности нашего спутника. Помимо импактных кратеров, вызванных столкновением с космическими телами, на Луне имеются крупные стратовулканы, лавовые поля и мощные отложения пирокластических потоков. Интересны недавние открытия лавовых труб — огромных пещер вулканического происхождения, которые потенциально могут стать надежным убежищем для людей при освоении Луны в будущем. Возраст вулканов на Луне очень большой: наиболее значимые вулканические структуры образовались более трех миллиардов лет назад, и считается, что всякая активность прекратилась около одного миллиарда лет назад. Однако последние открытия указывают на возможность вулканической активности в пределах нескольких миллионов лет, что не исключает и современные проявления таких процессов. 

Интересно, что советский ученый Николай Александрович Козырев случайно в 1958 году обнаружил следы дегазации в лунном кратере Альфонс, документально зафиксировал их спектры и определил состав газов. Это открытие было подтверждено международным астрономическим сообществом и опубликовано в престижном международном журнале. С тех пор ни одного сопоставимого выброса газов на Луне зарегистрировано не было. Для меня в этой истории важно, что мой отец, Юрий Иванович Кулаков, дружил с Н. А. Козыревым, и для проверки вулканической природы выбросов на Луне вместе с ним участвовал в экспедиции на вулкан Толбачик, что послужило основой множества семейных легенд, которые увлекали меня в детстве. 

Фото: NASA. Журнал «Вселенная», 2004 год. Скан бумажной версии журнала; Александры Федосеевой (спикер)