73_Vidmachenko – Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка

Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Астрономія, №. 73, c. 28-34 (2026)

КРІОВУЛКАНІЗМ НА ПЛУТОНІ

Анатолій ВІДЬМАЧЕНКО, д-р фіз.-мат. наук, проф.
ORCID ID: 0000-0002-0523-5234
e-mail: avidmachenko@gmail.com
Національний університет біоресурсів і природокористування України,
Головна астрономічна обсерваторія НАН України, Київ, Україна

Юліана КУЗНЄЦОВА, наук. cпівроб.
ORCID ID: 0000-0001-7750-4395
e-mail: juliana@mao.kiev.ua
Головна астрономічна обсерваторія НАН України, Київ, Україна

Абстракт

Кріовулкани є вулканами, що вивергають не розплавлені породи, а леткі речовини, такі як вода, аміак чи метан, у рідкому чи пластичному стані. Дані місії “New Horizons” надали переконливі докази на користь кріовулканічної активності на карликовій планеті Плутон. Там виявлено кілька регіонів та окремих структур на Плутоні, які мають морфологічні ознаки, що вказують на їхнє кріовулканічне походження. Це величезні куполоподібні вулкани Wright Mons і Piccard Mons, розташовані на південь від Sputnik Planitia. Мала кількість ударних кратерів на їхній поверхні свідчить про геологічну молодість. Регіони Virgil Fossae та Viking Terra спостерігаються поруч із довгими системами тектонічних розломів, в яких виявлено відкладення, що інтерпретуються як застиглі потоки кріолави. Рушійною силою кріовулканізму є внутрішнє тепло Плутона, яке генерується переважно розпадом радіоактивних елементів у його ядрі. Склад матеріалу, що вивергався під час кріовулканічних подій на Плутоні, визначено за спектральними даними та за морфологією відкладень. Основним компонентом є водяний лід у суміші з іншими речовинами, які дають змогу йому залишатися рухомим за низьких температур. До цих речовин належать аміак, метан, азот і монооксид вуглецю. Наявність червонувато-коричневих відкладень у деяких кріовулканічних районах свідчить про присут ність складних органічних сполук – толінів – у складі кріолави, які, ймовірно, були винесені з надр Плутона. Найдивовижнішим аспектом кріовулканізму на Плутоні є його відносно недавній вік. Присутність аміаку на поверхні підтверджує відносну молодість цих вивержень, оскільки аміак досить швидко руйнується під дією сонячного ультрафіолетового випромінювання та космічних променів. Його виявлення означає, що він був винесений на поверхню в межах останнього мільярда років. Кріовулканічна активність, поряд з іншими ендогенними й екзогенними процесами, відіграє суттєву роль у формуванні й еволюції різноманітного ландшафту Плутона.

Ключові слова

Плутон, кріовулкани, кріолава, тектонічні розломи, геологічна активність.

Список використаних джерел

Brown, M. E., & Calvin, W. M. (2000). Evidence for crystalline water and ammonia ices on Pluto’s satellite Charon. Science, 287(5450), 107–109. https://doi.org/10.1126/science.287.5450.107
Cook, J. C., Desch, S. J., Roush, T. L., Trujillo, T. L., & Geballe, T. R. (2007). Near-Infrared Spectroscopy of Charon: Possible Evidence for Cryovolcanism on Kuiper Belt Objects. The Astrophysical Journal, 663(2), 1406–1419. https://doi.org/10.1086/518222
Cruikshank, D. P., Grundy, W. M., DeMeo, F. E., DeMeo, F. E., Buie, M. W., Binzel, R. P., Jennings, D. E., Olkin, C. B., Parker, J. W., Reuter, D. C., Spencer, J. R., Stern, S. A., Young, L. A., & Weaver, H. A. (2015). The surface compositions of Pluto and Charon. Icarus, 246, 82–92. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2014.05.023
Cruikshank, D. P., Dalle Ore, C. M., Scipioni, F., Beyer, R. A., White, O. L., Moore, J. M., Grundy, W. M., Schmitt, B., Runyon, K. D., Keane, J. T., Robbins, S. J., Stern, S. A., Bertrand, T., Beddingfield, C. B., Olkin, C. B., Young, L. A., Weaver, H. A., & Ennico, K. (2021). Cryovolcanic flooding in Viking Terra on Pluto. Icarus, 356(113786), 1–9. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2020.113786
Cruikshank, D. P., Umurhan, O. M., Beyer, R. A., Schmitt, B., Keane, J. T., Runyon, K. D., Atri D., White, O. L., Matsuyama, I., Moore, J. M., McKinnon, W. B., Sandford, S. A., Singer, K. N., Grundy, W. M., Dalle Ore, C. M., Cook, J. C., Bertrand, T., Stern, S. A., Olkin, C. B., … (2019). Recent cryovolcanism in Virgil Fossae on Pluto. Icarus, 330, 155–168. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2019.04.023
Dalle Ore, C. M., Cruikshank, D. P., Protopapa, S., Scipioni, F., McKinnon, W. B., Cook, J. C., Grundy, W. M., Schmitt, B., Stern, S. A., Moore, J. M., Verbiscer, A., Parker, A. H., Singer, K. N., Umurhan, O. M., Weaver, H. A., Olkin, C. B., Young, L. A., & Ennico, K. (2019). Detection of ammonia on Pluto’s surface in a region of geologically recent tectonism. Detection of ammonia on Pluto’s surface in a region of geologically recent tectonism. Science Advances, 5(5), 1–8. https://doi.org/10.1126/sciadv.aav5731
Desch, S. J., & Neveu, M. (2017). Differentiation and cryovolcanism on Charon: A view before and after New Horizons. Icarus, 287, 175–186. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2016.11.037
Emran, A., Cruikshank, D. P., Ahrens, C. J., Moore, J. M., & White, O. L. (2025). Kiladze Caldera: A Possible Cryovolcano on Pluto. The Planetary Science Journal, 6(3), 52. https://doi.org/10.3847/PSJ/adb1e1
Grundy, W. M., Binzel, R. P., Buratti, B. J., Cook, J. C., Cruikshank, D. P., Dalle Ore, C. M., Earle, A. M., Ennico, K., Howett, C. J. A., Lunsford, A. W., Olkin, C. B., Parker, A. H., Philippe, S., Protopapa, S., Quirico, E., Reuter, D. C., Schmitt, B., Singer, K. N., Verbiscer, A. J., … (2016). Surface compositions across Pluto and Charon. Science, 351(6279), 9189-1–1989-8. https://doi.org/10.1126/science.aad9189
Grundy, W. M., Olkin, C. B., Young, L. A., Buie, M. W., & Young, E. F. (2013). Near-infrared spectral monitoring of Pluto’s ices: Spatial distribution and secular evolution. Icarus, 223(2), 710–721. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2013.01.019
Head, J. W., Pappalardo, R. T., & Sullivan, R. (1999). Europa: Morphological characteristics of ridges and triple bands from Galileo data (E4 and E6) and assessment of a linear diapirism model. Journal of Geophysical Research, 104(E10), 24223–24236. https://doi.org/10.1029/1998JE001011
Holler, B. J., Young, L. A., Grundy, W. M., Olkin, C. B., & Cook, J. C. (2014). Evidence for longitudinal variability of ethane ice on the surface of Pluto. Icarus, 243, 104–110. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2014.09.013
Johnson, B. C., Bowling, T. J., Trowbridge, A. J., & Freed, A. M. (2016). Formation of Sputnik Planum basin and the thickness of Pluto’s subsurface ocean. Geophysical Research Letters, 43(19), 10068–10077. https://doi.org/10.1002/2016GL070694
McGovern, P. J., White, O. L., & Schenk, P. M. (2021). New constraints on Pluto’s lithosphere from tectonics, cryovolcanism, and Sputnik Planitia loading models. 52nd Lunar and Planetary Science Conference, #2698. https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2021/pdf/2698.pdf
Martin, C. R., Binzel., R. P. (2021). Ammonia–water freezing as a mechanism for recent cryovolcanism on Pluto. Icarus, 356, 1113763. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2020.113763
Owen, T. C., Roush, T. L., Cruikshank, D. P., Elliot, J. L., Young, L. A., de Bergh, C., Schmitt, B., Geballe, T. R., Brown, R. H., Bartholomew, M. J. (1993). Surface Ices and the Atmospheric Composition of Pluto. Science, 261(5122), 745–748. https://doi.org/10.1126/science.261.5122.745
Singer, K. N., White, O. L., Schenk, P. M., Moore, J. M., McKinnon, W. B., Howard, A. D., Spencer, J. R., Stern, S. A., Cook, J. C., Grundy, W. M., Cruikshank, D. P, Beyer, R. A., Nimmo, F., Umurhan, O., Howett, C. J. A., Parker, A. H., Protopapa, S., Lauer, T. R., Weaver, H. A, … (2016). Pluto’s putative cryovolcanic constructs. 47th Lunar and Planetary Science Conference, #2276. https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2016/pdf/2276.pdf
Stern, S. A., Bagenal, F., Ennico, K., Gladstone, G. R., Grundy, W. M., McKinnon, W. B., Moore, J. M., Olkin, C. B., Spencer, J. R., Weaver, H. A., Young, L. A., Andert, T., Andrews, J., Banks, M., Bauer, B., Bauman, J., Barnouin, O. S., Bedini, P., & Beisser, K. (2015). The Pluto system: Initial results from its exploration by New Horizons. Science, 350 (6258), id.aad1815. https://doi.org/10.1126/science.aad1815
Tegler, S. C., Cornelison, D. M., Grundy, W. M., Romanishin, W., Abernathy, M., Bovyn, M., Burt, J., Evans, D., Maleszewski, C., Thompson, Z., & Vilas, F. (2010). Methane and Nitrogen Abundances on Eris and Pluto. Bulletin of the American Astronomical Society, 42, 984.
Trowbridge, A. J., Melosh, H. J., & Freed, A. M. (2015). Vigorous Convection Underlies Pluto’s Surface Activity. American Astronomical Society, DPS meeting #47, id.102.01
Vidmachenko, A. P. (2016). The floating ices on the surface of Pluto. 18 International scientific conference Astronomical School of Young Scientists (pp. 10–12). National Aviation University, Kyiv, Ukraine, May 26–27.
Vidmachenko, A. P. (2022). Features of seasonal changes on Pluto. Proceedings of the 8th International scientific and practical conference. Science, innovations and education: problems and prospects (pp. 108–116). Chapter 17. CPN Publishing Group. Tokyo, Japan, March 9–11.
Vidmachenko, A. P. (2024). About discovering and getting of all new information about the now dwarf planet Pluto. Proceedings of the XIII International Scientific and Practical Conference “Modern science: fundamental and applied aspects” 9 (pp. 20–26). Beijing. China. December 30–31. https://doi.org/10.5281/zenodo.14638268
Vidmachenko, A. P. (2025a). Physical parameters of Pluto according to the results of remote observations and the earliest data from the flyby trajectory. Proceedings of the 6th International scientific and practical conference “Scientific achievements of contemporary society” (pp. 312–320). Chapter 60. Cognum Publishing House, London, United Kingdom. January 10–12.
Vidmachenko, A. P. (2025b). The chemical composition of Pluto’s atmosphere. The Proceedings of the 1st International Scientific and Practical Conference “Modern problems of science and technology” Section: Physical and mathematical sciences (pp. 62–68). European Open Science Space, Tallinn, Estonia. January 20–22.
Young, L. A. (2013). Pluto’s Seasons: New Predictions for New Horizons. The Astrophysical Journal Letters, 766(2), 1–6. https://doi.org/10.1088/2041-8205/766/2/L22
Zalucha, A. M. (2016). An atmospheric general circulation model for Pluto with predictions for New Horizons temperature profiles. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 459(1), 902–923. https://doi.org/10.1093/mnras/stw685

Full text PDF

DOI: https://doi.org/10.17721/BTSNUA.2026.73.28-34

Отримано редакцією журналу: 29.06.26
Прорецензовано: 27.07.26
Схвалено до друку: 28.07.26
Опубліковано: 13.11.26