イオの火山活動
木星の衛星イオの火山活動は、溶岩、火山噴出物、硫黄や二酸化硫黄のプルームを数百kmも噴き上げるものである。1979年にボイジャー1号の撮影した画像によって初めて確認された。付近を通った宇宙探査機(ボイジャー、ガリレオ、カッシーニ、ニュー・ホライズンズ)による観測と地球からの天文学者による観測により、150個以上の活火山が確認された。これらの観測から、最大400個ほどの火山が存在していると推測されている。太陽系で火山活動が確認されている天体は、イオを含めて5つだけである(他の4つは、地球、金星、エンケラドゥス、トリトンである)。
ボイジャー1号のフライバイが行われた直後に、イオの火山活動の熱源は、その軌道傾斜角に由来する潮汐熱であると予測された。これは、主に放射性同位体の崩壊に由来する地球内部の熱とは異なる。イオの扁平な軌道により、木星に近い側と遠い側で木星による引力の大きさに違いが生じ、潮汐作用による膨らみが生じる。この変形が内部に潮汐熱を生み出す。
イオ内部の主要な熱源は、木星の引力によってもたらされる潮汐作用によるものである。この外部の熱源は、放射性同位体の崩壊熱と降着の残熱が主となる地球の火山の場合とは大きく異なる。地球では、これらの内部の熱源はマントル対流とプレートテクトニクスによって火山まで運ばれる。
イオの潮汐熱は、木星までの距離、軌道離心率、内部組成、物理的状態に依存する。エウロパやガニメデとのラプラス軌道共鳴により、イオの離心率が維持されている。この離心率により、軌道の近点と遠点で木星からの重力が変わり、潮汐力による膨らみは100mも変化する。この変化はイオの内部に、潮汐熱で内部を融かすのに十分な摩擦も生じさせる。内部の熱のほとんどが地殻内の伝導で放出される地球とは異なり、イオでは内部の熱は火山活動で放出され、全体で0.6-1.6×10Wという高い伝熱を生み出す。軌道のモデルから、イオ内部の潮汐熱の量は時間と共に変化し、その時点の熱流量が長期間の平均を表すものではないことを示唆する。観測されたイオの内部からの熱の放出は、現在生み出されていると推定されている潮汐熱よりも大きく、イオは大収縮期以降は冷えつつあることを示唆している。