札巴巴火山

札巴巴火山中心照片，由伽利略探測器於1999年7月拍攝
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，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瞭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，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。該火山中心具有爆炸性噴發和溢流式噴發的特點，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。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**
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，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，並確定了它的兩種火山活動類型：持續性和偶發性。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。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。

**札巴巴火山活動**

**火山地形**
札巴巴火山的熔岩流場，顯示了液態熔岩變成固態熔岩的過程。“伽利略”探測器使用固態成像技術拍攝的照片。
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），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：- 大範圍的不規則熔岩流（熔岩流被）
* 中心向外輻射狀流場。
 
顯示了木衛一札巴巴區白色箭頭所標記的三座火山 (札巴巴A、B和C)，札巴巴(A) 盾狀火山和向東交錯蔓延的黑色主熔岩流。
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。“札巴巴 A”是札巴巴流場的發源地，火山活動的來源，既有硅質的，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。
*“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。
*“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。

**表面變化**
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，新的亮環沿著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)並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)。

**溫度**
噴發速率圖顯示的驟降曲線表明噴發活動減弱或舊岩漿流表面冷卻。同時，它顯示的一個尖峰，表明新一輪的噴發開始。噴發流量圖比較了札巴巴火山與其它相同噴發風格的愛奧尼亞火山。
 
“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°)。含高硅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，表明它為硅質岩漿，但目前尚缺乏可用作成分分析的扎巴巴火山岩漿樣本。

**成分**
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硅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。

**火山參數**
相較於札巴巴火山的熔岩噴發強度，木衛一上其它同類噴發風格的火山都比它高，且與地球上的火山相比，如夏威夷基拉韋厄火山則威力更強大。
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：- 平均體積噴出速率在週期開始時降低，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，預示著火山爆發的開始；- 在札巴巴火山觀察到的總噴發強度為ul=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**

**愛奧尼亞火山和地球火山的比較**
 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；- 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；- 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。

**愛奧尼亞盾狀火山的演化**
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。

**未來的探索**
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) 一架具備衍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”。
 

**參考文獻**

**延伸閱讀**
 bibcode=2005Icar..177...69W- bibcode=2000Icar..148..211D
 

**外部鏈接**
 Zamama (volcano)