マグマ分離と火山活動モデリングからのリソスフェア（地殻）の厚さとイオの地形に対する潮汐制御

マグマ分離と火山活動モデリングからのリソスフェア（地殻）の厚さとイオの地形に対する潮汐制御
2020年8月20日に提出
潮汐加熱は、木星の火山衛星イオに重要な非球対称構造を与えると予想されます。空間的に変化する潮汐加熱の兆候は、一般に、表面の熱流束または火山活動の観測で求められます。これは、火山イベントの一時的な性質によって複雑化された調査です。リソスフェアの厚さは、はるかに長い時間スケールで変化することが予想され、したがって、表面観測と潮汐加熱分布との間に強固なリンクを提供する可能性があります。長波長リソスフェアの厚さの変動を予測するには、3次元の潮汐加熱計算をマグマ分離と火山噴火の一連の列モデルに結合します。リソスフェアの厚さは、放射状に積分された加熱速度と相関するか、弱く反相関する可能性があることがわかります。リソスフェアの厚さは、マグマ貫入がリソスフェア内で一定の速度で形成される場合、放射状に統合された加熱速度と相関しますが、貫入が火山性導管を通るフラックスに比例する速度で形成される場合、弱く相関しません。シンプルなプラットのようなアイソスタシー計算を使用して長波長トポグラフィーを予測し、長波長トポグラフィーがリソスフェアの厚さと反相関していることを見つけます。これらの結果は、将来の観測がイオのリソスフェア構造のモデルを批判的に評価することを可能にし、潮汐加熱の分布を抑制することにおけるそれらの使用を可能にします。長波長トポグラフィーを予測し、長波長トポグラフィーがリソスフェアの厚さと反相関することを見つけるためのプラットのようなアイソスタシー計算。これらの結果は、将来の観測がイオのリソスフェア構造のモデルを批判的に評価することを可能にし、潮汐加熱の分布を抑制することにおけるそれらの使用を可能にします。長波長トポグラフィーを予測し、長波長トポグラフィーがリソスフェアの厚さと反相関することを見つけるためのプラットのようなアイソスタシー計算。これらの結果は、将来の観測がイオのリソスフェア構造のモデルを批判的に評価することを可能にし、潮汐加熱の分布を制限することにおけるそれらの使用を可能にします。 ＃　#　 ＃　#　

図1：リソスフェアの温度プロファイル、マントルの多孔度、極と潮汐の加熱分布
赤道の周りの3つの点。マントル加熱（a–c）およびアセノスフィア加熱（d–f）モデルの場合、定数
設置率、λc= 1.66 Myr-1
。パネルaとdは、最上部のマントルと
リソスフェア、他のパネルの緑の領域で示されます。放射状に統合された加熱率が最も高い場所で、溶融
生産と気孔率は最高です。これにより、噴火フラックスが増加し、リソスフェアが厚くなります。
パネルaとdの差し込み図は、設置率が配管システムの流束に比例する場合を示しています。
λq= 0.05 km-1
。この場合、リソスフェアの厚さはわずかに変化します（多孔性とマントルの潮汐加熱プロファイル）
ほぼ定置率とほぼ同じです）。ドットは、リソスフェアの厚さの推定値を使用して示します
式（17）（パネルaおよびd）および（19）（挿入図）。分析的推定値とモデルの違いは、
伝導によって引き起こされます。これは、分析的推定では無視されます。


図2：結合ダイナミクスと結合の場合のリソスフェアの厚さ、噴火率、および地形のソリューション
潮汐加熱。 潮汐加熱は結合モデルの下部マントルに集中し、最大の噴火を引き起こします
極でのレート（図1を参照）。 パネルa〜cは、配置速度が一定の場合を示し、パネルd〜fは、
設置率が配管系フラックスに比例する場合。 一定の定置率予測
リソスフェアの厚さと噴火率（または熱損失）との相関、および熱流束が高い地形の低さ。
配管システムのフラックスに比例する定置率は、比較的均一なリソスフェアの厚さを予測し、
少し長波長の地形。


図3：アセノスフェア（マントル上部）加熱の場合のリソスフェアの厚さ、噴火率、および地形のソリューション。
パネルa〜cは配置速度が一定の場合を示し、パネルd〜fは配置速度が一定の場合を示しています。
率は、配管システムの流束に比例します。 リソスフェアの厚さ、噴火率、および
トポグラフィーは図2と同じですが、加熱モードが異なるため、パターンと振幅は異なります。


図4：この作業の主要な結果を示す概略図。 リソスフェアの厚さは、
マグマ貫入が一定の割合で発生する場合の放射状に統合された加熱速度（パネルa）、ただしおよそ
火山性導管を通る流束に比例した速度で侵入が形成される場合、均一（または弱い反相関）
（パネルb）。