Bolygóköpeny

A planetológia és geológiai , a köpeny egy differenciált égi objektum az a réteg közötti kéreg és a mag . Ez a meghatározás a mintájára a belső szerkezete a Föld , amely egy fém mag ( vas ), a kőzet köpeny ( szilikátok ) és egy kéreg különböző összetételű. Ugyanez a szerkezet vonatkozik más tellúr bolygókra ( Merkúr , Vénusz és Mars ) és a Holdra , valamint bizonyos aszteroidákra, például a Vestára . A most széttöredezett ősi aszteroidák szerkezete azonos lehet. A palást általában a bolygótest legnagyobb és legmasszívabb rétege.

Mi is beszélhetünk egy palásttal fagyasztott szervek , mint a Plútó és a műholdak a külső bolygók . Ebben az esetben a kérget és a köpenyt jégek ( H 2 O, CH 4és NH 3szilárd anyagok, főleg), míg a mag valószínűleg szilikátkőzet, vagy vas és szilikátok (két rétegbe keverve vagy elválasztva). A külső bolygók néhány nagyobb műholdjának sziklás kérge és szilikát palástja van.

Az óriásbolygók ( Jupiter , Szaturnusz , Uránusz és Neptunusz ) szintén több rétegben vannak felépítve, de a köpeny kifejezés esetükben nem kapott általánosan elfogadott meghatározást.

Az égitest testének köpenyének létezésére, jellegére és méretére vonatkozó első megközelítést annak átlagos sűrűsége és fő tehetetlenségi nyomatéka adja , szembesülve a nap köd összetételével, és ezzel a Naprendszer kialakulásából megértjük . Egyes testek számára további korlátozásokat hoz a kőzetek ( meteoritok , Mars, a Hold és természetesen a Föld) elemzése és a szeizmikus vizsgálatok (a Föld, a Hold és hamarosan a Mars).

Földi bolygók és műholdjaik kabátja

Higany

A Merkúr bolygó szilikátpalástja körülbelül 490  km vastag, amely tömegének csak 28% -át teszi ki. A Vénusz szilikát palástja körülbelül 2800 km vastag  , ami tömegének körülbelül 70% -át teszi ki. A Mars szilikát palástja körülbelül 1600  km vastag, amely tömegének 74–88 % -át teszi ki, és Chmissite meteoritokkal reprezentálható .

Vénusz

A Vénusz palástja , amely minden bizonnyal szilikátokból áll , körülbelül 2800 km vastagságot foglal el,  és tömegének 70% -át teszi ki. Ez a palást ma is tartalmazhat (mint például a Föld 2 vagy 3  Ga esetén ) egy magmás óceánt , amelynek vastagsága 200-400  km .

Föld és Hold

föld

A Föld palástjának vastagsága 2900  km, és a Föld térfogatának 84% -át, tömegének 67% -át teszi ki. A szeizmikus megfigyelések három réteget különböztetnek meg: a felső palástot (7–35–410  km mély), az átmeneti zónát (410–660  km ) és az alsó palástot (660–2 890  km ).


A felső palást kémiai és ásványtani összetétele egy peridotit  : az olivin , a klinopiroxén , az ortopiroxén és egy alumínium ásvány ( plagioklász , spinell vagy gránát a mélységtől függően) többsége . Az alsó palást kémiai összetétele nem nagyon különbözik, de az ásványi anyagai a nagy nyomás miatt nem azonosak.

A földköpeny alapvetően szilárd , de a részleges palástját, olvadáspontja óceán közepén gerincek termel óceáni kéreg és részleges köpeny olvadás a szubdukciós zóna termel kontinentális kéreg . A kőzetek összeolvadásával a felszín felé emelkedő magma keletkezik ( vulkanizmus és plutonizmus ). Bár szilárd, a köpeny kőzetei viszkózus módon képesek kúszni a gyenge kényszerek hatására, de évmilliókig fennmaradtak: ez a palástkonvekció , a lemezes tektonika eredeténél és a tőzegek (a vulkanikus forró pontok ) felszínén . Részleges köpeny, olvadáspontja óceán közepén gerincek termel óceáni kéreg és részleges köpeny olvadás a szubdukciós zóna termel kontinentális kéreg .

A Hold

A holdköpeny, amelyről azt gondolják, hogy egy magmás óceán megszilárdulásából származik, vastagsága 1300–1400  km, és a kanca bazaltok forrása . A holdpalást valószínűleg a Déli-sark-Aitken- medencében vagy a Crisium-medencében tárulhat fel . Szeizmikus diszkontinuitást mutat 500  km mélységben, valószínűleg az összetétel megváltozása miatt.

A szilikátokból álló holdköpeny a bazalt folyadékok forrása volt , amelyek a „tengereket” alkotják . Kőzeteit erőszakos hatások hozták a palotába , különösen a Krízis-tengeren és az Aitkin-medence déli sarkánál elhelyezkedő alján , amely a legnagyobb képződmény ( átmérője 2500  km ) és a legtöbb ősi hold. A kínai Chang'e 4 szonda spektrális elemzése valóban azt mutatja, hogy rengeteg olivin és piroxén van jelen kalciumban, ásványi anyagokban, amelyekre a köpeny várható, és amelyek máshol nem találhatók a Holdon.

március

A Mars palástjának vastagsága körülbelül 1600  km, és tömegének 74–88% -át teszi ki. A két természetes műhold, a Phobos és a Deimos differenciálatlannak tűnik, ezért köpeny nélkül.

A Mars szőrzet természetesen álló szilikátok , és az összetétele is képviselheti a chassignites , a Mars meteoritok áll cumulat a kristályok az olivin , amelyek között vannak kis kristályok piroxén , a földpát és oxidok .

Az északi sarki sapka alatti mérhető litoszferikus hajlítás hiánya azt jelzi, hogy a hőáram kevesebb, mint 7  mW / m 2, és ezért a marsi palást a Föld palástjához képest jelentősen kimerült olyan radioaktív elemekben, mint az urán , a tórium és a kálium .

Aszteroida köpeny

Számos aszteroida van, mint a földi bolygók , differenciált egy fémes mag , szilikát köpeny, és a kéreg . Ez különösen igaz a (4) Vesta esetében , amelynek HED meteoritjai minden valószínűség szerint a kéreg ( eukritok ) és a köpeny ( diogenitek ) mintái .

A korábbi nagy differenciált aszteroidáknak is széttöredezetteknek kell lenniük, a töredékek a felületükön egy palást vagy egy mag kőzeteit mutatják. Ezek a töredékek ma megtalálhatók a kis és közepes aszteroidák között. Az A típusú aszteroidák felszínén található kőzetek olyan reflexiós spektrumot mutatnak, amely az olivin nagy részarányára (> 80%) jellemző. Ezen aszteroidák egy részének spektrumának részletes elemzése azt mutatja, hogy körülbelül 80% -uk olivinje magnézium-dioxid lenne, és ezért jellemző a differenciálódott aszteroidák köpenyére.

A Sloan Digital Sky Survey (SDSS) által megfigyelt több mint 100 000 aszteroida közül csak 35 A-típusú aszteroida ismert . A feltáratlan területekre és nagyságokra történő extrapoláció lehetővé teszi a fő övben 2 km- nél nagyobb átmérőjű A típusú aszteroidák teljes számának becslését 600-nál  , amelyek közül körülbelül 480 megkülönböztethető és jelen van a köpeny kőzeteinek felszínén.

A magnézium-olivinben és az A típusú aszteroidákban gazdag meteoritok ritkasága (míg nagyszámú bazaltos vagy fémes felületű aszteroidát azonosítottak) évtizedek óta azonosított problémát vet fel, és ezt hiányzó mantell problémának nevezik ( " Hiányzó kabátok problémája ")  .  " ) vagy a Nagy hiány dunit ( " Nagy hiány dunitok  " ).

A külső bolygók műholdjainak kabátja

A Jupiter négy galileai műholdja közül háromnak szilikát köpenye van:

A Titán (a Szaturnusz műholdja ) és a Triton (a Neptunusz műholdja ) jégből készült palástja van.

Európa

A körülbelül 100 km vastagságú vízréteg  alatt Európa sűrűsége azt sugallja, hogy szerkezete hasonló a szárazföldi bolygókéhoz , ezért főleg szilikát kőzetekből áll .

Becslések szerint a jégkéreg 70–80 ° -os szekuláris vándorláson esett át - majdnem derékszögben borult fel -, ami nagyon valószínűtlen, ha a jég mereven csatlakozik a palásthoz.

Az árapály-melegedés mellett Európa belsejét a kőpalást belsejében lévő radioaktív anyagok bomlása is felmelegítheti , hasonlóan a Földön bekövetkező eseményekhez.

Mivel a hold szinkron forgásban van a Jupiterrel szemben, mindig megközelítőleg ugyanazt az orientációt tartja fenn a bolygó felé. Így a stressz modellek és az árapály paraméterei ismertek, ami azt jelenti, hogy a tengeri jégnek jellegzetes és kiszámítható diszlokációs mintázatot kell mutatnia. A részletes fotók azonban azt mutatják, hogy csak geológiailag fiatalabb régiók értenek egyet ezzel az előrejelzéssel. A többi régió eltér a modellek által előirányzott tájolástól, különösen mivel régiek.

Az egyik felajánlott magyarázat az, hogy a felszín kissé gyorsabban forog, mint a belseje, ez egy lehetséges hatás a felszín alatti óceán feltételezett jelenléte miatt, amely mechanikusan elválasztaná Európa felszínének és palástjának mozgását a Jupiter gravitációs vonzerejétől. Az ilyen elmozdulás miatt a jégtakaróra gyakorolt ​​további árapályhatások olyan korrekciót nyújtanak, amely összhangban van a megfigyelt jelenségekkel. A Voyager és a Galileo fényképeinek összehasonlítása lehetővé teszi a hipotetikus csúszás sebességének felső határának meghatározását: a külső merev hajótest teljes forradalma Európa belsejéhez képest legalább 12 000 évet vesz igénybe.

2015-ben bejelentették, hogy a földalatti óceánból származó só esetleg lefedheti Európa egyes geológiai jellemzőit, ami arra utal, hogy az óceán kölcsönhatásba lép a tengerfenékkel. Ez potenciálisan meghatározhatja Európa lakhatóságát anélkül, hogy fúrnunk kellene a jeget. Ez a folyékony víz esetleges jelenléte, amely érintkezik Európa sziklás palástjával, motiválja a szonda küldését.

Bibliográfia

Lásd is

Belső linkek

Külső linkek

Megjegyzések és hivatkozások

Megjegyzések

  1. A Hold esetében valóban van kéreg és palást, de talán nincs mag, vagy nagyon kicsi a mag.
  2. A planetológiában jég néven (általában többes számban, de néha egyes számban is) jelöljük azokat a szilárd anyagokat, amelyek olvadáspontja alacsonyabb, mint ° C , és amelyek szintén átlátszók és nem túl ellenállóak deformáció: természetesen a szokásos jég , de a H 2 O egyéb polimorfjai isvalamint a CO 2, CH 4és NH 3 többnyire szilárd.
  3. A harmadik típusú HED meteoritok , a Howardites , amelyek megsértése alkotják a különböző darabokat hasonló eucrites és diogenites .
  4. A negyedik galilei műhold, a Callisto csak részben differenciálódik . A Galileo szonda kimutatta, hogy lehet, hogy egy kis mag alkotja szilikátok , valamint egy óceán folyékony víz több mint 100  km a felszín alatt.

Hivatkozások

  1. Lodders Katharina. , A bolygótudós társa , New York, Oxford University Press,1998( ISBN  978-1423759836 , OCLC  65171709 )
  2. (in) Swindle, "  Marsi nemesgázok  " , Recenziók az ásványtanban és geokémiában , vol.  47, n o  1,1 st január 2002, P.  171–190 ( ISSN  1529-6466 , DOI  10.2138 / rmg.2002.47.6 , online olvasás )
  3. (in) JG O'Rourke, "A  Vénusz: Ma is létezhet egy vastag alapmagma-óceán  " , Geophysical Research Letters , vol.  47, n o  4,2020. február 28, Elem n o  e2019GL086126 ( DOI  10,1029 / 2019GL086126 ).
  4. (hu-USA) „  Miből áll a Föld köpenye?  » , A mai világegyetemen ,2016. március 26(megtekintés : 2020. december 13. )
  5. (in) Wieczorek, "  A Hold belső felépítése és szerkezete  " , Recenziók az ásványtanban és a geokémiában , vol.  60, n o  1,1 st január 2006, P.  221–364 ( ISSN  1529-6466 , DOI  10.2138 / rmg.2006.60.3 , olvassa el online )
  6. (in) Patrick Pinet, "  A Hold köpeny bemutatta  " , Nature , vol.  569,2019. május 16, P.  338-339 ( DOI  10.1038 / d41586-019-01479-x ).
  7. (en) Chunlai Li, Dawei Liu, Bin Liu, Xin Ren Jianjun Liu et al. , „  A hold távoli oldali köpeny eredetű anyagainak Chang'E-4 kezdeti spektroszkópos azonosítása  ” , Nature , vol.  569,2019. május 16, P.  378-382 ( DOI  10.1038 / s41586-019-1189-0 ).
  8. (in) Lujendra Ojha, Saman Karimi, Kevin W. Lewis, Suzanne E. Smrekar és Matt Siegler, "  A hőtermelő elemek kimerülése a marsi köpenyben  " , Geophysical Research Letters , vol.  46, n o  22,2019. november 28, P.  12756-12763 ( DOI  10.1029 / 2019GL085234 ).
  9. (hu-USA) "  Griffith Observatory - Pieces of the Sky - Meteorite Histories  " , www.griffithobservatory.org (megtekintve 2018. november 24-én )
  10. (in) Reddy Nathues és Gaffey, "  A 4. aszteroida Vesta palástjának első töredéke észlelve  " , Icarus , vol.  212, n o  1,1 st március 2011, P.  175–179 ( ISSN  0019-1035 , DOI  10.1016 / j.icarus.2010.11.032 )
  11. (en) JM Sunshine, SJ Bus, CM Corrigan, McCoy TJ és TH Burbine, "  Olivin-dominált aszteroidák és meteoritok: a ködös magmák és történetek megkülönböztetése  " , Meteoritics & Planetary Science  (in) , vol.  42, n o  22007. február, P.  155–170 ( DOI  10.1111 / j.1945–5100.2007.tb00224.x ).
  12. (in) Francesca E. DeMeo, David Polishook, Benoit Carry, Brian J. Burt, Henry H. Hsiehe et al. , „  Olivin-dominálta A-típusú aszteroidák a fő övben: Eloszlás, bőség és viszony a családokhoz  ” , Icarus , vol.  322,2019 április, P.  13–30 ( DOI  10.1016 / j.icarus.2018.12.016 ).
  13. (en) CR Chapman, "  Az aszteroidák következtetett összetételeinek következményei ütközéses evolúciójukhoz  " , Memorie della Societa Italiana Astronomica , vol.  57,1986, P.  103-114.
  14. (in) "  Jovian Satellite Fact Sheet  " az nssdc.gsfc.nasa.gov oldalon (hozzáférés: 2020. október 10. ) .
  15. (in) "  Solar System Small Worlds Fact Sheet  " a nssdc.gsfc.nasa.gov oldalon (hozzáférés: 2020. október 16. ) .
  16. (a) "  Titan rétegei  " a NASA-n ,2012. február 23(megtekintve : 2019. március 12. )
  17. (in) "  Triton: In Depth  " a NASA-n (hozzáférés : 2019. március 12. )
  18. "  Titan rétegei  " [ archívum2015. szeptember 14] , A NASA ,2012. február 23(megtekintés : 2015. október 7. )
  19. "  Triton: mélységben  " [. Archívuma2015. november 17] , NASA (hozzáférés : 2015. október 16. )
  20. (in) Jeffrey S. Kargel , Jonathan Z. Kaye , James W. Head és Giles M. Marion , "  Europa kérge és óceán: eredet, kompozíció és az élet kilátásai  " , Icarus , vol.  148, n o  1,1 st november 2000, P.  226–265 ( ISSN  0019-1035 , DOI  10.1006 / icar.2000.6471 , online olvasás , hozzáférés 2020. október 25. ).
  21. (in) "  In Depth - Europa  " , a NASA naprendszerkutatásáról (hozzáférés: 2020. november 15. ) .
  22. Adrien Coffinet : "  Európa jéghéja , a Jupiter holdja 70 ° -kal elmozdult  " , a Futurán (hozzáférés : 2020. november 7. ) .
  23. (in) Ron Cowen, "  A Shifty Hold  " , Science News,2008. június(hozzáférés : 2010. február 15. ) (Egy mozgó hold).
  24. .
  25. (in) "  Gyakran Ismételt Kérdések az Europáról  " , a NASA ,2012( online olvasás , konzultáció 2016. április 28-án ).
  26. (in) Amy C. Barr és Adam P. Showman , Europa , University of Arizona Press,2009, 405–430  p. ( ISBN  978-0-8165-2844-8 , Bibcode  2009euro.book..405B ) , „Hőátadás az Europa jeges héjában”.
  27. (en) TA Hurford , AR Sarid és R. Greenberg , „  cycloidal repedések Europa: jobb modellezési és a nem-szinkron forgásának következményei  ” , Icarus , vol.  186, n o  1,1 st január 2007, P.  218–233 ( ISSN  0019-1035 , DOI  10.1016 / j.icarus.2006.08.026 , online olvasás , hozzáférés : 2020. október 29. ).
  28. Emma Hollen , "  NASA Közzéteszi legrészletesebb Képek Európa Strange Surface, fagyasztott Hold, Jupiter,  " a Futura (elérhető november 7, 2020 ) .
  29. (in) "  PIA18428: Plate Tectonics on Europa  " a photojournal.jpl.nasa.gov oldalon (hozzáférés: 2020. október 30. ) .
  30. (in) Simon A. Kattenhorn és Louise M. Prockter , "  Evidence for subduction in the ice ice shell of Europa  " , Nature Geoscience , vol.  7, n o  10,2014. október, P.  762–767 ( ISSN  1752-0908 , DOI  10.1038 / ngeo2245 , online olvasás , hozzáférés : 2020. október 29. ).
  31. (in) Simon A. Kattenhorn , "  Nonsynchronous rotation Evidence and Fracture Bright History in the Plains Region, Europa  " , Icarus , vol.  157, n o  21 st június 2002, P.  490–506 ( ISSN  0019-1035 , DOI  10.1006 / icar.2002.6825 , online olvasás , hozzáférés : 2020. október 29. ).
  32. Arnaud Sacleux, „  Európa, Jupiter egyik holdja, fedezne sóval  ” , a National Geographic ,2019. június 24(megtekintés : 2020. november 7. ) .
  33. (in) Preston Dyches és Dwayne Brown, "  NASA kutatás feltárja Europa Mystery Sötét anyag már nem tengeri só  " az www.jpl.nasa.gov ,2015. május 12(megtekintés : 2015. május 12. ) .
  34. (in) Mike Wall, "  NASA Törekvés Több missziók Jupiter Hold Europa  " a Space.com ,2015. június 9(megtekintés : 2020. október 31. ) .
  35. (in) Cynthia Phillips, "  Time for Europa  " a Space.com ,2006. szeptember(megtekintés : 2010. február 16. ) .