Hur skulle en vulkan - och dess lavaströmmar - se ut på en planetkropp som huvudsakligen består av metall? En pilotstudie från North Carolina State University ger insikter om ferrovolkanism som kan hjälpa forskare att tolka landskapsdrag på andra världar.

Vulkaner bildas när magma, som består av de delvis smälta fasta ämnena under en planets yta, bryter ut. På jorden, att magma mestadels är smält sten, består till stor del av kiseldioxid. Men inte alla planetkroppar är gjorda av sten - vissa kan i första hand vara isiga eller till och med metalliska.

"Kryovolkanism är vulkanisk aktivitet på isiga världar, och vi har sett det hända på Saturns måne Enceladus, säger Arianna Soldati, biträdande professor i marina, jord- och atmosfärvetenskap vid NC State och huvudförfattare till ett papper som beskriver verket. "Men ferrovulkanism, vulkanisk aktivitet på metalliska världar, har inte observerats än. "

Ange 16 psyke, en asteroid med en diameter på 140 mil i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter. Dess yta, enligt infraröda och radarobservationer, är främst järn och nickel. 16 Psyche är föremål för ett kommande NASA -uppdrag, och asteroiden inspirerade Soldati att tänka på hur vulkanisk aktivitet kan se ut i en metallisk värld.

"När vi tittar på bilder av världar till skillnad från vår, vi använder fortfarande det som händer på jorden - som bevis på vulkanutbrott - för att tolka dem, "Soldati säger." Men vi har ingen utbredd metallisk vulkanism på jorden, så vi måste föreställa oss hur dessa vulkaniska processer kan se ut på andra världar så att vi kan tolka bilder korrekt. "

Soldati definierar två möjliga typer av ferrovulkanism:typ 1, eller ren ferrovulkanism, förekommer på helt metalliska kroppar; och typ 2, falsk ferrovolkanism, förekommer på hybrida steniga-metalliska kroppar.

I en pilotstudie, Soldati och kollegor från Syracuse Lava -projektet producerade ferrovulkanism av typ 2, i vilken metall separerar från sten när magma bildas.

"Lavaprojektets ugn är konfigurerad för att smälta berg, så vi arbetade med de metaller (främst järn) som naturligt förekommer i dem, "Soldati säger." När du smälter sten under extrema förhållanden i ugnen, en del av järnet kommer att separeras och sjunka till botten eftersom det är tyngre. Genom att helt tömma ugnen, vi kunde se hur den där metallmagman betedde sig jämfört med den bergiga. "

De metalliska lavaströmmarna färdades 10 gånger snabbare och spred sig tunnare än bergflödena, bryter sig in i en myriad av flätade kanaler. Metallen reste också i stort sett under bergflödet, fram från den främre kanten av den steniga lavan.

Det släta, tunn, flätad, vida spridda lager av metallisk lava skulle ge ett helt annat intryck på en planets yta än de ofta tjocka, grov, steniga flöden vi hittar på jorden, enligt Soldati.

"Även om detta är ett pilotprojekt, det finns fortfarande några saker vi kan säga, "Soldati säger." Om det fanns vulkaner på 16 Psyche-eller på en annan metallkropp-skulle de definitivt inte se ut som den branta sidan Fuji, en ikonisk terrestrisk vulkan. Istället, de skulle förmodligen ha mjuka backar och breda kottar. Så skulle en järnvulkan byggas - tunna flöden som expanderar över längre sträckor. "

Verket visas i Naturkommunikation .