木卫一（Io）是太阳系中最迷人的天体之一——至少对我来说是这样。诚然，它不像欧罗巴或恩塞拉多斯那样可能孕育生命的卫星，但它可能是周围地质最活跃的天体。它的表面大部分由近期的火山沉积物构成，无论是火山灰、火山碎屑还是来自月球表面数百个火山喷口之一的熔岩流，其表面积仅为地球的8.2%。根据伽利略和旅行者任务对木卫一的观测，木卫一上至少有27个持续存在的火山特征和数百个小型火山特征，其中一些会产生高达300公里高于木卫一表面的羽流。与地球相比，这个高度是非常显著的，地球上最高的羽流（超皮尼亚型）可达60多公里。然而，请记住，羽流的高度取决于重力、喷发速率、大气密度、颗粒大小等因素。因此，在木卫一较低的重力和稀薄的大气中，如果其他条件都相同，你会期望看到更高的羽流。但显然，情况并非如此。*Icarus*上由Veeder等人（2012）发表的一项新研究，制作了一幅木卫一地表热源点图（见下图）——很可能是活跃的火山喷口或接近地表的岩浆区域。被称为“披萨”的木卫一地表似乎灼热滚烫——即使在这张地图出现之前，木卫一地表总热流的估计值为61 x 10^12 W，平均约为~1.46 W/m²。与地球地表平均热流0.075 W/m²相比，木卫一的平均热流几乎是地球平均值的20倍。这张新地图显示了木卫一上一些热流的局部值——小蓝圆圈代表1-10 GW的热流，大黑圆圈代表>10,000 GW。关键点在于：如果你想想地球上一些最高的热流——也许是黄石火山口——我们谈论的是地表最大热流为10,000-40,000 mW/m²。现在，为了使单位相同以便直接比较，1 mW等于10⁻³ W，而1 GW等于10⁹ W，所以黄石的热流换算成W约为10-40 W/m²（大致与木卫一的平均值相同）。木卫一点热源的低端约为10至10亿W，高端呢？我们说的是千万亿W。如果我们粗略（我指的是非常粗略）估计地球的总热流，取其表面积（5.10 x 10¹⁴ m²）乘以地球平均热流，你会得到约3.8 x 10¹³ W。木卫一上一个单独的黑圈，如洛基火山口，其自身就约有9.6 x 10¹² W。
那么，木卫一为何如此之热？最可能的原因是潮汐力——即木星的引力对木卫一的拉扯。木卫一距离木星仅421,000公里，约1.76天绕木星运行一圈。这意味着这颗卫星围绕行星高速运转，木卫一内部的一切都在变形，因为木星的引力在卫星轨道的不同位置对其施加拉力，导致变形幅度高达100米（而地球最多只有30厘米）。这种变形通过摩擦产生热量，从而使木卫一保持高温（并且部分熔化）。木卫一岩石中可能还含有铀、钍和钾等放射性元素，这些元素也增加了热量（并且是地球热量的主要来源），但由于木卫一的体积小，放射性元素的作用以及形成过程中所有热量的传导损失都可以忽略不计。你可以在木星的伽利略卫星上看到这种潮汐热效应——欧罗巴、盖尼米德和卡利斯托。距离木星越远，卫星表面被地质过程（如欧罗巴的冰构造/火山活动）重新塑造的痕迹就越少。这可能是因为当距离木星1,882,000公里的卡利斯托轨道时，潮汐摩擦产生的热量不足。然而，Veeder等人（2012）对木卫一热流的研究表明，潮汐力可能不是唯一来源，因为潮汐力加热卫星的模型与这些新测量结果不符。此外，木卫一上的火山仅占预测总热量损失的60%，所以要么模型是错误的，要么木卫一以另一种目前未知的方式散失热量。利用这些热流数据，Veeder等人（2012）推测了木卫一火山活动的性质，他们认为“爆发式喷发”产生了熔岩流场（可能类似于地球上的洪流玄武岩），而像洛基这样的黑暗火山口（破火山口）是“近地表侵入体，其中热相互作用和挥发物的迁移导致硅酸盐体的剥离”。这应该与我们最近讨论的地球上的加州长谷火山口喷发非常相似。因此，这是一个非常外星的卫星，但其岩浆过程却异常相似。遗憾的是，这一切都不能使木卫一成为NASA下一次木星探测任务的“首要目标”——欧罗巴的生命呼唤比一个可能没有生命的卫星上的火山特征更能吸引大众。然而，能够以高分辨率观察木卫一表面一年来的演变——可能会对大规模火山活动在早期（地质活跃的）太阳系中可能的样子产生一些有趣的认识。参考文献 Veeder GJ等人，2012年。木卫一：火山热源和全球热流。Icarus，第219卷（2期），第701-722页。
