Vind je onze maan indrukwekkend om te zien? Dan ken je Io nog niet. Io is een van de vele manen van Jupiter en het vulkaanrijkste hemellichaam dat ooit is ontdekt. De roestkleurige bol herbergt onstuimige lavazeeën en rookpluimen die als helse paraplu’s boven het oppervlak hangen. En toch wisten wetenschappers tot voor kort vrijwel niets over de geschiedenis van Io.
Maar dat begint te veranderen. Onderzoek dat in april 2024 werd gepubliceerd in vakblad Science laat zien dat Io al heel lang onophoudelijk wordt getroffen door vulkaanuitbarstingen. Dit is wat we inmiddels weten over het helse hemellichaam.
Vreemde baan van Io
In 1979 zorgden twee belangrijke wetenschappelijke mijlpalen voor een doorbraak in het onderzoek naar de maan van Jupiter: NASA-ruimtesonde Voyager 1 fotografeerde gigantische pluimen vulkanisch materiaal die boven het oppervlak van Io uitstegen, én een onafhankelijk team van wetenschappers berekende dat Io mogelijk beschikt over een ongebruikelijk krachtige warmtebron.
Die wiskundige berekening kwam voort uit de vreemde omloop van Europa en Ganymedes, twee manen in de buurt van Io. Elke keer wanneer Ganymedes een volledige baan om Jupiter maakt, maakt Europa er twee en Io er vier. Dit ritme leidt ertoe dat de baan van Io niet helemaal cirkelvormig is, maar elliptisch.
Wanneer Io dichter bij Jupiter staat, is de zwaartekracht het sterkst. Staat Io verder weg, dan is de zwaartekracht van Jupiter juist zwakker. Het gevolg is dat er getijden ontstaan op Io die veel sterker schommelen dan het geval is bij de oceanen op aarde. Het oppervlak van Io deint tot wel honderd meter op en neer, als golven die zo hoog zijn als een kleine wolkenkrabber.
Oceaan van magma
Die activiteit zorgt voor wrijving die een enorme warmte veroorzaakt. In de kern van de maan smelten grote hoeveelheden gesteente, wat mogelijk leidt tot grote ondergrondse magmazeeën. Het gevolg? Hevige uitbarstingen, meanderende lavastromen en ketels vol gesmolten gesteente die toegang geven tot Io’s binnenste.
Daarnaast spuwt de maan gassen uit die bestaan uit natrium- en kaliumchloride. Op aarde gebruiken we dat vooral in de keuken. ‘Het is keukenzout in gasvorm,’ zegt Katherine de Kleer, planetair astronoom aan het California Institute of Technology en hoofdauteur van de studie in Science.
Wanneer werd Io een vulkanische hel?
Door de chemische samenstelling van Io’s atmosfeer te bestuderen, probeerden De Kleer en haar collega’s te achterhalen hoelang de maan al ten prooi valt aan vulkanische hyperactiviteit. De conclusie: Io staat al miljarden jaren in lichterlaaie. Mogelijk al sinds het ontstaan van het zonnestelsel, 4,5 miljard jaar geleden.
‘Wij zien Io precies zoals het hemellichaam altijd al is geweest!’ zegt Jani Radebaugh, planetaire geoloog aan de Brigham Young University die niet was betrokken bij het onderzoek. Dat maakt Io tot een soort tijdmachine die onderzoekers iets leert over werelden binnen en buiten ons zonnestelsel.
‘Hoe Io warmte genereert, vind je overal in ons zonnestelsel terug – en ook bij exoplaneten,’ zegt De Kleer. ‘We blijven de maan bestuderen om dit proces beter te begrijpen.’
