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本研究では酸化還元度と熱的状態を考慮したイオの内部構造
モデルを構築した．従来のイオのモデルの多くは地球の内部構
造との類似性を暗黙に仮定したものになっており，マントル組成に
Mgに富むかんらん石を，コア組成に金属鉄または Fe-FeS の共融
組成を仮定している (Anderson et al.1996, Sohl et al.2002)．
しかし，これらのモデルには二つの問題点がある．その一つは
Mg と Si の存在度の問題である．太陽系元素存在度では Mg と Si の
量比はほぼ等しいため，マントルの主要鉱物としてはかんらん
石よりも輝石がより自然である．もう一つは Fe と S の酸化還
元状態の問題である．ガリレオ衛星が形成された原始木星系円
盤には H2O が濃集していたと考えられ，原材料物質は著しく酸
化的な化学組成になっていた可能性が考えられる．そこで本研
究ではイオの酸化還元状態として極端に酸化的な場合まで考慮
し，イオの組成と熱的状態について考察した．
主要な金属元素の相対存在度には太陽系元素存在度を与え，酸化
還元度に依存した鉱物組み合わせを計算する．その鉱物組み合わ
せからなる原材料物質が均質に集積して原始イオが形成され，そ
の後に潮汐加熱により徐々に内部が昇温融解し，固液の重力分離
が生じて分化が起こると仮定する．この過程に沿って地殻・マン
トル・核に各鉱物を分配した．融解順序には，各鉱物系の共融点
温度を考慮した．
酸化還元状態の関数としてモデルイオの平均密度と慣性能率を計
算し観測値と比較した．平均密度の観測値を説明する組成は，金
属鉄や FeS に乏しくマグネタイトと MgSO4 に富む酸化的で
かんらん石よりも輝石に富む組成である．さらにマグネタイトが
主にコアでなくマントルに分配されるとすると，イオの慣性能率
の観測値を説明できる．分化の際にイオが全融解しなければマグ
ネタイトは融け残りとしてマントルに残される．また主に地殻に
分配される MgSO4 はイオ表層に堆積する S や SO2 大気の供給
源になっている可能性がある．
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