Thor (volcan)

Image colorisée prise par Galileo en août 2001 montrant le panache de Thor[3]

Le 6 août 2001, la sonde Galileo survole la région polaire nord d'Io à une altitude de 194 km[8]. L'objectif de ce survol était d'imager la source du panache de Tvashtar en haute définition et d'échantillonner le matériel du panache, directement[3]. Cependant, la capture d'images fut empêchée par une anomalie de la caméra. Des images distantes, acquises quelques jours avant et après la rencontre furent réussies. Les images d'une Io croissante furent prises le 4 août 2001 pour photographier le panache de Tvashtar pour contextualiser les images en haute définition et les observations in situ de la rencontre. À la place du panache de Tvashtar, les images révélèrent un panache volcanique au-dessus de Thor, suggérant qu'une éruption majeure y avait lieu[3]. Le panache de Thor avait deux composantes : un panache intérieur de 100 à¹²⁵ km, fait de poussière et un halo diffus plus large, de 440 km. Ce dernier est l'un des plus grands jamais observés sur Io (seul le panache de Grian Patera vu en juillet 1999 était plus grand)[9] Le halo extérieur était composé de gaz (de dioxyde de soufre) et de fines poussières de 0,5 à¹ nano-mètre composé de SO₂[9]. Bien que le halo extérieur soit moins dense, il représente en fait une masse globale plus importante (au moins 10⁸ kg comparé à 10⁶-10⁷ kg pour le panache de poussière).

Durant ce survol, alors que la caméra ne fonctionnait pas correctement, les autres instruments scientifiques de Galileo furent capables d'acquérir différentes observations de l'éruption de Thor. Au plus près de la lune, le sous-système plasma de la sonde, qui est un instrument destiné à détecter le plasma à proximité de la sonde, échantillonna une partie des matériaux au sommet du halo du panache de Thor, trouvant des flocons de neige pesant 500 à 1000 masses atomiques[10]. En présumant que ce plasma était fait de pur dioxyde de soufre, cela suggère que les particules de poussière inférées par les observations distantes de la caméra étaient faites de 15 à 20 molécules du dioxyde de soufre[9] - [11]. Le sous-système NIMS[12] a identifié une émission thermique dans le spectre infrarouge sur l'hémisphère d'Io opposé à Jupiter, peu après le survol de la sonde et trouva un intense point chaud thermique sur Thor dans un spectre proche infrarouge cohérent avec une éruption explosive. le sous-système NIMS trouva des températures d'éruption très élevées sur Thor suggérant de la lave de silicate en surface et une importante coulée sortant du sol dans la région de Thor. Avant qu'il fût officiellement nommé Thor par UAI, les scientifiques utilisant le NIMS nommaient cette éruption I31A, et la première éruption détectée durant l'orbite de Galileo : I31[4].

Une autre observation photographique prise le 8 août montra les effets de cette éruption à la surface de Io, sous la forme d'un nouveau point sombre observé autour du volcan Thor et un anneau lumineux composé de fines particules de dioxyde de soufre gelé récemment déposé par le panache[3] - [13]. Dans certaines parties du dépôt blanc du panache, la répartition spatiale de SO₂ gelé a augmenté de 60-70 % à 100 %, à la suite de l'éruption[13]. La taille du dépôt est cohérente avec celle du panache de poussière intérieure qui a été observé[9]. les données de NIMS suggèrent que la plume extérieure forma un dépôt de grains de SO₂ très fins qui sont transparents dans les longueurs d'onde visibles, alors que le dépôt de panache intérieur est plus épais et contient des grains gelés plus larges, qui devraient apparaitre brillant dans les longueurs d'onde visibles[13]. Contrairement à de nombreuses éruptions « explosives », aucun dépôt rouge ne fut observé dans la région de Thor, suggérant que la lithosphère supérieure d'Io contient une certaine hétérogénéité dans la distribution de soufre en sous-sol[5].

Évolution de la surface d'Io dans la région de Thor entre les mois de juillet 1999 et octobre 2001[3]

Galileo survola à nouveau Io le 16 octobre 2001. Il passa alors au-dessus de la région polaire sud du satellite à une altitude de 184 km. Cependant, à la suite de la récente découverte des éruptions de Thor durant le survol précédent, le programme d'observation fut ajusté afin que les caméras et le spectromètre proche infrarouge puissent prendre des images haute définition dans les différents spectres de lumière de cette récente découverte. La caméra prit une simple photo au-dessus du volcan avec une résolution spatiale de 334 m par pixel[8]. L'image révéla plusieurs nouvelles coulées de lave de silicate sombre, souvent entourées par les dépôts de nuée ardentes sombres[3]. Les coulées de laves sombres ont généralement recouvert les coulées jaunes précédemment observées, bien qu'en octobre 2001, quelques-unes de ces vieilles coulées soient restées visibles. La source d'une importante coulée sombre sur la face est du volcan s'est avérée être une fissure volcanique de 50 par¹⁷ km. Cette fissure pourrait être une éruption intra-patera, ou une dépression volcanique en cours de formation[5]. L'imagerie couleur de la sonde utilisée quelques heures après le survol de la région de Thor montra que le panache volcanique était toujours visible[3] - [14].

Le sous-système NIMS observa aussi Thor en haute définition. Il montra que Thor était toujours en puissante éruption, bien que la puissance de sortie fût inférieure à celle d'août 2001[4]. La partie la plus intense de l'éruption (en termes de puissance de sortie) était centrée sur la grande coulée de lave précédemment imagée. NIMS identifia aussi une source d'émission thermique de nombreuses paterae avoisinantes, où aucune activité volcanique n'avait été observée jusqu'alors. Cette activité coïncida avec un assombrissement de la surface de ces volcans, qui s'explique par la sublimation des dépôts soufrés à proximité des coulées de laves vue par la caméra de Galileo. L'activité au voisinage de ces volcans suggère que le système de poche magmatique au-dessous de Thor s'étend jusqu'à ces artefacts volcaniques et produit un renouveau d'activité volcanique à l'échelle de la région[4].