エウロパの低温火山プルームによって定置された堆積物の特徴づけ

エウロパの低温火山プルームによって定置された堆積物の特徴づけ
（2020年1月29日に提出）
エウロパの粒子プルームの直接観察がない場合、噴火イベント中に残された堆積物は、最近の地質活動の最良の証拠を提供し、氷の月で進行中の活動を検索するのに最適な場所の指標となります。ここでは、最近のハッブル宇宙望遠鏡の観測からの制約をモデル入力として利用して、ユーロパンプルーム堆積物の形態学的およびスペクトル特性をモデル化します。高さ1 kmから300 kmのプルームが堆積した堆積物を検討し、ガリレオミッションとヨーロッパクリッパー宇宙船の到着までの間に、高さが7 km未満のプルームが堆積する可能性が最も高いことを発見しました。宇宙船のカメラによって検出されます。平均粒子サイズが十分に大きく、気孔率が高く、および/または塩分が豊富な場合、大きなプルームによって配置された堆積物は、可視波長で動作するカメラで検出できます。逆に、大きなプルームによって配置された堆積物は、気孔率、または個々の粒子サイズまたは組成に関係なく、近赤外イメージャーによって簡単に検出できます。エウロパの線状の特徴に隣接する低アルベド堆積物が実際に凍結破壊性のマントルである場合、それらは高さ4 km未満のプルームによって定置された可能性が高く、堆積は現在進行中である可能性があります。これらの堆積物のサイズとアルベドをガリレオとエウロパクリッパーのミッションで比較すると、エウロパの低温火山噴火のサイズと頻度に光を当てることができます。

図1.粒子の大きさの関数として、氷のような粒子が到達する通気口を超える最大距離
高さ50 km [Sparks et al。、2017]および200 km [Roth et al。、2014]のプルームの場合。 また、プロット
高さ300 kmのプルームの最大粒子範囲。
Rothらによると、ヨーロッパで観察されました。 [2014]。 左上から下への各黒い点
各データ系列の右側は、この分析で考慮される粒子サイズを表します：rp = 0.5μm、1μm、
2メートル、および3メートル。


図2.プルームの一次粒子サイズの関数としてのプルーム堆積物の面積
50 km [Sparks et al。、2017]、200 km、300 kmの高さ[Roth et al。、2014]。 各黒い点、から
各データ系列の左下の左上は、これで考慮される粒子サイズを表します　分析：rp = 0.5μm、1μm、2μm、および3μm



図3.プルームの高さの関数としてガス速度に達する粒子のサイズ。 大きいほど
プルーム、およびガス速度が高いほど、小さい構成粒子は同伴されたままでなければなりません
ガスで。 プルームの高さが100 kmを超える場合、粒子の半径は〜≤10-10 mでなければなりません
ガス速度


図4.プルームの高さの関数としての粒子数。 プルームの高さに関係なく、
プルーム内の最小粒子集団の粒子数（rp = 0.5μm）は、
プルームの最大粒子数（rp = 3μm）の粒子の数
大きさ。


図5. 50-300kmの高さのプルームに関連する堆積物の平均有効粒径とモデルスペクトル
。 左のパネルは、通気口からの距離の関数として平均粒子サイズを示しています。
中央のパネルは、距離の関数としての水氷帯の予想される深さを示しています
通気口から。 右のパネルは、水平でマークされた距離での代表的なスペクトルを示しています
前のパネルの行。 プルームの規模は変化しますが、全体的な傾向はスペクトル特性は非常に似ています。

5。結論
プルームを直接検出しない場合、プルーム堆積物が最良の結果をもたらします
エウロパでの最近の地質学的活動の証拠であり、また、
進行中のアクティビティを検索する場所。高さが7 km未満のプルームが最も多いことがわかります
で動作する宇宙船カメラによって検出されるのに十分な厚さの堆積物を配置する可能性が高い
可視波長。これらのプルームによって据え付けられたマントルは、堆積して堆積物を形成する可能性があります
わずか7か月で1〜10 mの厚さです。噴火活動が頻繁に発生した場合
ガリレオミッション以降のヨーロッパでは、これらの預金は今日、かなりの量になる可能性があります。
数十メートルの厚さ。さらに、高さ0.8〜3.5 kmのプルームの1日あたり最大5〜6回の噴火で、リニアメントに隣接する候補の砕石マントルを生成するのに十分であることがわかります。
エウロパ。大きなプルームによって配置された堆積物は、表面の広い領域に広がりますが、
可視波長で動作するカメラで検出されるのに十分な質量を蓄積する
0.5m以上の粒子で構成されています。より大きな粒子は、ソースベントの近くに集まり、
結果として生じる堆積物は、可視波長で動作するカメラで識別できます。とにかく
それらを配置するプルームのサイズの、私たちはその新鮮な、非常に多孔質の凍結破壊堆積物を見つけます
半径2≥m以上の粒子で主に構成される堆積物は、
宇宙船のイメージャーの視点、したがって最も簡単に検出されます。私たちの分析も示しています
100-300 kmのプルームによって堆積された可能性のある堆積物は、
高度な多孔性および/または大きな粒子で構成されている宇宙船カメラ。
それにもかかわらず、ここで検討したパラメーター空間内では、堆積物がプルームを配置していることがわかります
高さが7 km未満である場合、検出するのが最も簡単です。