研究顯示，木衛一「Io」火山活動持續已數十億年

木星衛星木衛一「Io」，是太陽系火山活動最活躍的星球，繞木星公轉一週約 1.8 地球日，受木星引發潮汐力，火山爆發規模比地球任何火山都大。

已知伽利略四大衛星前三顆：木衛一「Io」、木衛二「Europa」、和木衛三「Ganymede」軌道稱為拉普拉斯共振。木衛三每繞木星公轉一圈，木衛二剛好完成兩圈，伊歐則是四圈。這種規律下，衛星引力相互牽引，使它們進入橢圓軌道。

這種軌道使受木星潮汐力加熱衛星內部，導致Io火山活動，並為冰冷的木衛三地下液態海洋增加熱量。但Io經歷火山動盪到底有多久？或說木星衛星處於這種軌道狀態多久？最新研究測量Io大氣硫同位素，確定衛星困在這種共振已數十億年。木衛二Europa液態海洋認為是地球以外有生命進化的潛力候補，而了解衛星軌道已這樣多久，對確定長期可居住性至關重要。研究結果發表於《Science》和《JGR-Planets》期刊。

▲ 伽利略號拍攝的Io照片。（Source：JPL）

地球可分析化石和隕石坑找到過去事件痕跡，但Io地表不斷變化且速度超快，表面只有約百萬年歷史，年齡卻約45億年。為了了解Io經歷多久火山活動，研究人員檢測大氣化學物質。

Io火山噴發氣體主要成分是硫，地表沒有水，導致大氣硫二氧化物含量高達90％。Io動態火山循環，靠近地表氣體會重新吸入內部，再噴發至大氣。研究顯示，Io大氣較輕硫-32可能位於頂部，較重同位素硫-34可能位於靠近地表的底部。Io除了地表因地質活動不斷更新，大氣層也以每秒一噸速度散至太空，這是由於與木星磁場帶電粒子碰撞。碰撞地點的大氣頂部，是最輕的硫-32較豐富的地方，與較重同位素硫-34相比，硫-32不成比例消耗。了解硫-32流失程度就能找到火山活動持續多久的線索。