華楓明白與不少外太陽(yáng)系的衛(wèi)星不同，木衛(wèi)一與類(lèi)地行星有不少相似的地方，其表層由硅酸鹽熔巖所構(gòu)成，根據(jù)伽利略號(hào)所觀測(cè)的數(shù)據(jù)中，它的內(nèi)核可能由硫化鐵所組成，其半徑估計(jì)最少有900公里。
人們以前一直認(rèn)為，木衛(wèi)一表面定擁有不少環(huán)形山。可是從旅行者1號(hào)于1979年傳回地球的照片中，木衛(wèi)一表面的環(huán)形山并不多，并非如人們所想，這是因?yàn)槠浠鹕交顒?dòng)使它的地形不斷改變。
于是，人們便把它不斷更新的表面看成是“年輕”的，因?yàn)檫@些地形是新近形成；相反，月球表面滿(mǎn)布隕石坑，并保留了數(shù)十億年，人們便把月球的表面看成是“年老”的。
除了火山外，木衛(wèi)一其他的景觀，僅有一些普通的山脈、溶化硫湖泊、深度達(dá)數(shù)百公里的破火山口，以及長(zhǎng)達(dá)數(shù)百公里的低黏度液體在流動(dòng)，可能是液態(tài)硫或是硅酸鹽。此外，木衛(wèi)一的硫磺及其化合物擁有多種不同的顏色，形成了它獨(dú)特多變的外觀。
科學(xué)家從兩艘旅行者號(hào)傳回的多張照片作出分析，相信木衛(wèi)一表面的熔巖流，主要由融化了的硫化物所組成。
但是從地面的紅外線研究結(jié)果中，測(cè)得木衛(wèi)一熱點(diǎn)的溫度可高達(dá)2000K，比硫的沸點(diǎn)還要高出1300K，因此有指這些熔巖不太可能是硫，木衛(wèi)一的整體平均溫度為130K ，比熱點(diǎn)溫度低得多，而最新的理論也指出那些熔巖流是由硅酸鹽組成。根據(jù)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)結(jié)果，這些物質(zhì)可能富含金屬元素鈉，在不同地方也可能含有不同的物質(zhì)。
木衛(wèi)一大氣層極端稀薄，只有地球大氣壓力的十億分之一，主要的成分是二氧化硫， 氯化鈉、一氧化硫及氧也有少許 。
其他伽利略衛(wèi)星均擁有固態(tài)水，木衛(wèi)一所含的水卻極少，人們認(rèn)為是早期的木星溫度很高，其熱力可以蒸發(fā)木衛(wèi)一上的水，但其他大型衛(wèi)星的水則不足以蒸發(fā)。
它所有活動(dòng)所需要的能量可能來(lái)自于它與木衛(wèi)二、木衛(wèi)三及木星之間的交互引
潮力。這三顆衛(wèi)星的共動(dòng)關(guān)系固定，木衛(wèi)一的公轉(zhuǎn)周期是木衛(wèi)二的一半，后者是木衛(wèi)三的一半。雖然木衛(wèi)一就像地球的衛(wèi)星月球一般，只用固定的一面朝向其主星，由于木衛(wèi)二與木衛(wèi)三的作用使它有一點(diǎn)點(diǎn)不穩(wěn)定。它使木衛(wèi)一扭動(dòng)、彎曲，大約有100米長(zhǎng)，并在復(fù)原扭曲的循環(huán)中產(chǎn)生能量。
木衛(wèi)一同樣切割木星的磁場(chǎng)線，生成電流。對(duì)于引潮力而言由此產(chǎn)生的能量不多，但電流的功率仍有1兆瓦特。它也剝?nèi)チ艘恍┠拘l(wèi)一的物質(zhì)，并在木星周?chē)a(chǎn)生強(qiáng)烈的凸起狀輻射。在凸出面中脫離的粒子部分地造成了木星的巨大磁層。
艾奧比地球的衛(wèi)星月球略大一些，它的平均半徑是1,821.3公里（比月球大約5%），質(zhì)量是8.9319×10公斤（大約比月球多21%）。它的形狀略為橢球，而它最長(zhǎng)的軸是指向木星的。在伽利略衛(wèi)星中，艾奧的質(zhì)量和體積都比蓋尼米德和卡里斯托小，但比歐羅巴大。
主要由硅酸鹽巖石和鐵組成，艾奧在外太陽(yáng)系的衛(wèi)星中比其他的衛(wèi)星都更接近類(lèi)地行星的結(jié)構(gòu)主體，其它的主要由碎冰和硅酸鹽混合組成。艾奧的密度為3.5275 g/cm是太陽(yáng)系的衛(wèi)星中密度最高的；明顯的比其他的伽利略衛(wèi)星高，也比地球的月球要高。
根據(jù)旅行者號(hào)和伽利略號(hào)測(cè)量的衛(wèi)星質(zhì)量、半徑和四極引力系數(shù)（關(guān)于質(zhì)量在內(nèi)部如何分布的數(shù)值）建立的模型，建議它的內(nèi)部和外部之間是有所不同的，富含硅酸鹽的外殼和內(nèi)部的地幔，鐵或硫化鐵－富含在核心，金屬核心的質(zhì)量大約占了艾奧質(zhì)量的20%。依據(jù)核心中硫的含量，如果完全由鐵組成，核心的半徑在350至650公里（220至400英里）之間；如果由鐵和硫混和組成，核心的半徑則在550至900公里（310至560英里）。伽利略號(hào)的磁強(qiáng)計(jì)沒(méi)有測(cè)出艾奧內(nèi)部的磁場(chǎng)，所以認(rèn)為核心沒(méi)有對(duì)流。
模型也建議艾奧內(nèi)部的組成，地幔至少有75%由富含鎂的礦物橄欖石組成，并且有大量類(lèi)似于L球粒隕石和LL球粒隕石的隕石，并且有更高的鐵含量（相較于地球的衛(wèi)星月球的硅，但仍比火星低）要維持在艾奧上觀察到的熱流，10-20%的地幔也許是溶解的，但觀察到高溫的火山作用地區(qū)，也許有更高的被熔解比例。由于廣泛的火山作用，艾奧的巖石圈主要由硫磺和玄武巖組成，它的厚度至少有12公里（7英里），但不會(huì)超過(guò)40公里（25英里） 。
不同于地球和月球，艾奧內(nèi)部的熱源主要來(lái)自潮汐散逸而不是放射性同位素的衰變，這是艾奧的軌道與歐羅巴和蓋尼米德共振的結(jié)果。這樣的熱化與木星和艾奧的距離、軌道的離心率、它的內(nèi)部構(gòu)造和物理狀態(tài)有關(guān)。它和歐羅巴與蓋尼米德的拉普拉斯共振，維系了艾奧的離心率并且防止了它因潮汐散逸而使軌道變圓。
軌道共振也幫助艾奧維持到木星的距離，否則木星涌起的潮汐將導(dǎo)致艾奧的軌道成螺旋形的逐漸由外向內(nèi)的朝母行星接近。艾奧的潮汐隆起在軌道上的近木點(diǎn)和遠(yuǎn)木點(diǎn)的時(shí)刻之間有著100米（330英尺）的垂直變化。
由于這種潮汐拉扯在艾奧的內(nèi)部產(chǎn)生了摩擦或是潮汐散逸，如果沒(méi)有軌道共振，這些將使得艾奧的軌道變得更圓；在艾奧的內(nèi)部創(chuàng)造更大的潮汐加熱，使這顆衛(wèi)星內(nèi)部更多的地幔和核心被熔化。如此產(chǎn)生的能量大于放射性衰變的200倍，這些熱量以火山活動(dòng)的形式被釋放出來(lái)，造成在觀測(cè)上看見(jiàn)的高熱流（全球總量：0.6 至1.6×10瓦）。它的軌道模型認(rèn)為艾奧內(nèi)部的潮汐加熱會(huì)隨著時(shí)間而改變，并且目前的熱流也不是長(zhǎng)時(shí)間平均的代表。
基于他們對(duì)月球、火星和水星等古老表面的經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)家預(yù)期在旅行者1號(hào)傳回的第地一張艾奧的影像上將看見(jiàn)許多的撞擊坑。橫跨在表面的撞擊坑密度可以提供艾奧的年齡，但是，他們很驚訝的發(fā)現(xiàn)在表面幾乎全無(wú)撞擊坑，取而代之的是光滑的平原，和在表面有著各式各樣大小的火山口和火山的熔巖流。
與是各地地被觀測(cè)過(guò)的點(diǎn)來(lái)比較，艾奧的表面有著五顏六色的來(lái)自不同的硫磺組成的材料（比較起來(lái)艾奧的前導(dǎo)半球有著腐敗的橘子或是披薩的顏色）。缺乏撞擊坑表示艾奧的表面是很年輕的，像是地球的表面；火山口被它們制造的連綿不絕的火山物質(zhì)掩埋掉。在旅行者1號(hào)短暫的觀察下，證實(shí)了這個(gè)壯觀的情景，至少有9座活火山存在著。
艾奧五顏六色的表面是它廣泛的火山作用導(dǎo)致各種各樣材料的結(jié)果，這些材料包含硅酸鹽（例如直輝石類(lèi)）、硫磺和二氧化硫二氧化硫的霜橫跨并普遍的存在于艾奧表面，形成白色或灰色材料組成的廣大區(qū)域。散布在中緯度和極區(qū)的硫磺，經(jīng)常受到輻射的破壞，造成穩(wěn)定的8鏈硫磺被破壞。這種輻射的破壞使得艾奧的極區(qū)呈現(xiàn)紅褐色。
爆發(fā)的火山，經(jīng)常產(chǎn)生傘形的流束，將表面涂裝上硫磺和硅酸鹽的材料。流束在艾奧表面的沉積物會(huì)依據(jù)流束內(nèi)硫磺和二氧化硫數(shù)量的不同而呈現(xiàn)白色或紅色。通常，從包含大量S2的火山形成的流束，會(huì)導(dǎo)致紅色的扇形沉積，或是在極端的例子中，形成大的（高度達(dá)到450公里（280英里）的主要事例中）紅色環(huán)。
一個(gè)流束形成紅色圓環(huán)沉積的明顯例子是裴蕾火山，這個(gè)紅色的沉積主要是硫磺（通常是3或4鏈的硫磺分子）、二氧化硫、或者還有Cl2SO2。形成在硅酸鹽熔巖邊緣的流束（通過(guò)熔巖和先前已經(jīng)沉積的硫磺和二氧化硫）會(huì)造成灰色或白色的沉積。
由艾奧的結(jié)構(gòu)圖和高密度，認(rèn)為艾奧沒(méi)有或是只有少量的水，雖然偵測(cè)到含冰屑或含水礦物的小礦穴，最著名的是在季禧霸山（Gish Bar Mons）的西北側(cè)。水的缺乏可以歸咎于木星在早期有足夠的熱，在太陽(yáng)系的演化過(guò)程中將在艾奧附近的揮發(fā)性物質(zhì)，像水，都蒸發(fā)掉了，但熱不足以影響更遠(yuǎn)處的地方。
由艾奧的軌道離心率引發(fā)的潮汐熱迫使這顆衛(wèi)星成為太陽(yáng)系中火山最活躍的天體，有數(shù)百座火山中心和四處流竄的熔巖流。當(dāng)發(fā)生主要的噴發(fā)時(shí)，主要成分是玄武巖的硅酸鹽與富含鐵鎂質(zhì)或超鐵鎂質(zhì)巖石的熔巖流長(zhǎng)度十倍于平時(shí)，可以長(zhǎng)達(dá)數(shù)百公里。
做為這些活動(dòng)的副產(chǎn)品，硫磺、二氧化流和硅酸鹽碎屑等物質(zhì)（像是灰燼），可以被吹送到500公里（310英里）的高空中，形成巨大的扇形流束，為周?chē)牡匦吞峁┝思t色、黑色和白色等采繪的材料，并且提供了廣泛的材料補(bǔ)充艾奧大氣層和木星廣大磁層的物質(zhì)。
艾奧的表面有許多由沉積物構(gòu)成，被稱(chēng)為火山口的點(diǎn)，火山口一般都有高聳的墻壁和一定數(shù)量的平坦表面。這些特征類(lèi)似地球上的破火山口；如果他們是如同地球上的表兄弟一樣，是經(jīng)由崩塌導(dǎo)致一些熔巖管的形成，但這些仍都是未知的。
有一種假說(shuō)認(rèn)為這些特點(diǎn)可已經(jīng)由發(fā)掘火山形成的巖層，和被疊加進(jìn)入或排除在巖層上的材料來(lái)鑒識(shí)。不同于地球和火星的特征，這些沉積物沒(méi)有在盾狀火山中心的尖峰，并且更為巨大，它們的平均直徑是41公里（25英里），最大的洛基火山口直徑達(dá)到202公里（126英里）。無(wú)論形成的機(jī)制是如何，許多火山口的型態(tài)學(xué)和分布狀態(tài)建議這些特征是受到結(jié)構(gòu)上的控制，或者至少有一半與山或斷層有關(guān)。
這些特征通常是火山爆發(fā)的特征，可能是熔巖流橫越過(guò)火山口內(nèi)的平原，像是2001年季禧霸山的噴發(fā)，或是熔巖湖的形成。在艾奧的熔巖湖有一個(gè)會(huì)持續(xù)翻轉(zhuǎn)的熔巖外殼，像是裴蕾火山，或是有著翻轉(zhuǎn)情節(jié)的外殼，像是洛基火山口。
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