Légkör, éghajlat, külső erők felszínformái I.
Légkör Jelentőség: felszíni jellemzőt befolyásolja bolygó fejlődését tükrözi illó anyagok migrációját befolyásolja élet lehetősége szempontjából fontos Légkör definíció égitestet övező gázburok stabil: bolygók, nagy holdak folyamatosan elszökő: apró égitestek Szélső esetek: extrém ritka légkörök üstökösmagok, Plútó: csak napközelben Mars: telente harmada kifagy Föld, Vénusz: hosszú távon stabil
Légköri folyamatok energia bevétel: szilárd felszínű égitestek: napfény óriásbolygók: napfény + belső hő áramlások, szél (Vénusz, Föld, Mars, Titan,) alacsonyról magasabb szélességre csapadékképződés-, hullás: Vénusz: virga esők (kénsav), fém kifagyás a hegycsúcsokon Föld: H 2 O jég és H 2 O víz hullás, kifagyás Mars: CO 2 és H 2 O hó/jég kifagyás, esetleg hullás Titan: CH eső, metán monszun
Ritka légkörök, pamacs légkörök közel vákuum sűrűségű felszíni gázforrás, utánpótlás pl. szublimáció folyamatos gázvesztés az űrbe gyenge gravitációs tér nem tudja megtartani, elszökik napszél, óriásbolygó mágneses tere légkör erodálása, elfújása
Óriásbolygók légköre napsugárzás + belső fűtés gyors tengelyforgás nagy Corionis-erő sok párhuzamos sáv (még Uránusznál is) határukon örvények Nagy vörös folt
Mars légkör általános jellemzők kis űrűség, 6 mbar főleg CO 2 élénk kapcsolat a felszínnel (kicsapódás / visszaszublimálás felhők, ködök: H 2 O, CO 2 jég magas portartalom
Mars légkör általános jellemzők kis felszíni, légköri hőkapacitás nagy hőingás Hadley-cirkuláció, ciklonális örvények tengelyferdeség + naptávolság kétféle évszak beosztás: napközelben száraz, poros naptávolban hidegebb, nedvesebb
Mars légkör általános jellemzők évszakos jelenségek: légnyomás változása (télen kifagy a légkör 1/3-a a pólussapkára) pólussapka növekedése / fogyása naptávolban északi nyár: pólussapkáról sok H 2 O jut a légkörbe naptávolban déli nyár: melegebb, száraz, poros évszakos hőmérséklet, nyomás ciklus, illó vándorlás, jégsapkák porviharok
Mars légkör általános jellemzők Nagy hold hiánya tengelyferdeség változó, millió éves skálán változó éghajlat kis tengelyferdeségnél (5-10 ) felszíni jég pólussapkán koncentrálódik légkör tömege csökken kisebb évszakos változások nagy tengelyferdeség (40-50 ) sarki jég egy része alacsony szélességre vándorol főleg Tharsis vulkánok északnyugati oldalára nagyobb légnyomás erős évszakos eltérések
Titan légköre földinél 10-szer nagyobb tömegű földi légnyomás 1,5-szeres e nitrogén + kevés metán -180 Celsius-fok
Titan légköre évszakos változások sarki felhőzet felhőzet a termikus egyenlítőnél, földi trópusi zónához hasonló, heves viharok fotokémiai szmog jégkavicsok, jéghomok
Vénusz légköre átlátszatlan kénsavas felhők földi légköri gázmennyiség 100-szorosa 90 atmoszféra nyomás erős üvegházhatás 450 Celsius fok a felszínen
Szélnyomok az égitesteken erózió (Föld, Mars) dűnék (Vénusz, Föld, Mars, Titan) Titanon száraz egyenlítői térségben, jéghomok + sötét szerves anyag
Mi folyadék? Mi gáz? eltérő halmazállapotok az eltérő égitesteken ólom (Vénusz: folyékony, többi égitesten szilárd) H 2 O (Föld, Mars: néha folyékony, jég holdak: ált. szilárd) CH 4 (Föld, Mars: gáz, Titan: folyékony) N 2 (napközelben: gáz, naptávolban: szilárd) folyadék jelenléte: egyensúly a légkörrel folyadék stabil a felszínen Mars: minden víz elpárolog mindenhol Föld: sivatagban elpárolog, sarkvidéken megfagy Titan: sarkvidéken stabil, alacsony szélességen elpárolog
Folyadékok a Naprendszerben Folyadék definíció rendelkezésére álló térfogatot kitölti anyagfolytonosság Problémás esetek: vulkáni lávafolyások / folyók szilikátos (1200-600 C) (Föld, Mars, Vénusz, Hold, Io) kénes (300-600 C) (Io) víz (0-100 C) (Föld, Mars) szénhidrogének (-200 - +100 C) (Titan, ~Föld)
Folyadékok elhelyezkedése felszínen: rendszeres folyadékáramlás mederben (folyó) alkalmi folyadékáramlás áramlás (láva) kevert halmazállapot felszín alatt: talaj folyadékok (Föld: H 2 O, CH, Titan: CH, Mars, H 2 O, brine?) áramló közegek munkavégzése mechanikai erózió termális erózió (lávacsatornák, Léna áradás) hordalék szállítás üledék felhalmozás
Folyásnyomok mire utalnak? forrás kiterjedése: lokális, regionális forrás helyzete: felszín alatti / felszíni / légköri Mars, Titan, földi sivatagok: elszórt elszórt források egyetlen forrás helyi folyadék felszabadulás (Mars, Föld, Hold, Io, Titan)
Vénusz hosszú, keskeny csatornák ezek lávacsatornák! gyorsan hűl (450 Celsius fokra), de nagyon képlékeny
Marsi folyásnyomok Vizes eredetre utal: áramlási nyomok szigetek teraszok egymással összekapcsolódó hálózat elméleti megfontolások az alternatív magyarázatok (jég erózió, lávafolyások, széndioxid feltöréssel kapcsolatos törmelékárak, folyékony széndioxid áramlása) kizárása
Hálózatos csatornák főleg Noachi kor, >3,5 milliárd év déli felföldeken ált. 1000 km-nél rövidebbek 10 km-nél keskenyebbek néha erősen kanyarognak sok elvégződésénél nincs üledékes képződmény de több alluviális legyező és delta üledék is van gyakran mellékágból álló hálózatot alkotnak, egyes hálózatok általában nem kapcsolódnak egymáshoz
Keletkezés: esőzések felszíni lefolyás melegebb éghajlattól helyi esők becsapódás után felszíni jég megolvadása felszíni lefolyás magma benyomulások felett becsapódástól visszahulló forró törmelék felszín alatti szivárgás + beszakadás Kérdés: valóban melegebb éghajlatra utalnak?
Áradásos csatornák szélesség kb. 10 km hossz >1000 km is teljes szélességben indulnak néhol fonatos mintázat kiemelkedések mögött hosszúkás szigetek teraszos fal változó vízhozam forrás: összetört blokkokból álló káosz területek tektonikus törések vízhozam millió m 3 /s felső jégborítás alatt is folyhattak (nem kell meleg klíma) nagyon erős erózió aktív időszak: napok-hetek kor: 3,7-1,2 milliárd év, de néhány 100 millió évesek is lehet
Keletkezés: felszín alatti vízekből nyomás alatt lévő vizek feltörésben vetődések, csuszamlások, földrengés, vulkáni hő segített Két típus: szabad (unconfined), gyengén körvonalazható zárt avagy irányított (confined) Anomális üledék lerakódás: Tiu és az Ares-völgyek feneke folyásirányba emelkedik (0,5; 1,2; 0,5 m/km-t)
Mars áradásnyomok Mars Föld
Marsi üledékek vizes eredetű üledékek folyásnyomok elvégződésénél néhol földi deltákra hasonlítnak
Felszíni álló folyadékok (tavak, tengerek, óceánok) Föld: víz (ma) Mars: víz, sóoldat (régen) Titan: metán-etán keverék (ma + régen)
Mars, óceán kezdeti hosszú óceáni időszak később az áradások nyomán rövidebb feltöltések morfológiai nyomok (partvonal, folyók elvégződése) modellszámítások
Mars, óceán nagy északi óceán kezdetben később részben feltöltődések végül mindig vízfelszín befagy jég lassan elszublimál részben ma is az északi síkságok anyagában lehet
Mars, tavak Vizes eredetű üledékek folyásnyomok elvégződésénél (delta torkolati üledékek), mélyedésekben kémiai nyomok: agyagásványok: meleg, nedves mállás szulfátok: hideg, nedves mállás tavak alacsony, közepes szélességen (besugárzás?, helyi vízforrás) Marsi tónyomok: krátertavak alacsony szélességen áradások mentén folyékony állapot éghajlatváltozástól becsapódás hőjétől jég alatt 10 2-10 5 évig asztrobiológiai jelentőség
Víz a Mars fejlődéstörténeten Kezdetek: magas belső hőáram kiterjedt állóvizek Később: globális hűlés keletkező jégréteg zárt felszín alatti víztározó déli pólusra rakódó H 2 O víz feltörések északon szétterülő, részóceáni feltöltések Ma: vastag krioszféra ritka a folyékony víz
Titan, medrek, völgyek (folyók) folyóvölgyek metán-etán keverék a folyadék sarkvidéket kivéve szárazak csak sarkvidéken elég hűvös az éghajlat, hogy ne száradjon ki sarkvidéki tavak felett esőfelhők
Titan, medrek, völgyek (folyók) szélesség 0,5-1 km hossz 10-1500 km néhol elágazó hálózat kanyarognak néhol befogadó szerkezetekbe ömlenek sarki területeket kivéve szárazak
Titan, tónyomok 3-70 km közötti átmérő metán-etán folyadék stabil völgyek torkollnak beléjük mélyedésekben vannak némelyik nincs tele sötét anyag 50-100 m-es hibán belül azonos magasságban van felszín alatti metántükör