Tektonika és vulkanizmus a Naprendszerben NYME Csillagászati földrajz Kereszturi Ákos, kru@mcse.hu
Belső energiaforrások a felszínfejlődéshez (és becsapódások) időbeli jellemzők térbeli eloszlás differenciáció helye (mag, köpeny) radioaktív elemek felhalmozódási helye árapálysúrlódás helye + energia veszteség
Felszíni: érzékeny határfelület könnyen megfigyelhető felszín átalakulásának mértékére utal felszínformák jellege felszín (és részeinek) kora
Folyamatok: tektonika vulkanizmus elkülönítésük Földön sem egyértelmű Tektonika: Az égitestek külső szilárd, avagy szilárdhoz közeli állapotú burkolatának mechanikai átalakulása (főként gyűrődések, törések) Kapcsolat a vulkanizmussal: Anyag viselkedése szerint: rideg rugalmas képlékeny hígan folyó gáz állapotú tektonikus vulkanikus
Tektonika formái Egész külső burok elfordulása A külső és belső kapcsolódása szerint: követi a belső elfordulása a külső burkolat mozgását (Enceladus) nem követi a belső elfordulása a külső burkolat mozgását (Europa) Elmozdulás oka: instabil tömegeloszlás Példák: Europa
Egész külső burok elfordulása A külső és belső kapcsolódása szerint: követi a belső elfordulása a külső burkolat mozgását (Enceladus) nem követi a belső elfordulása a külső burkolat mozgását (Europa) Elmozdulás oka: instabil tömegeloszlás Példák: Föld, valódi pólusvándorlás (bizonytalan)
Egész külső burok elfordulása A külső és belső kapcsolódása szerint: követi a belső elfordulása a külső burkolat mozgását (Enceladus) nem követi a belső elfordulása a külső burkolat mozgását (Europa) Elmozdulás oka: instabil tömegeloszlás Példák: Mars (Tharsis-hátság)
Egész külső burok elfordulása A külső és belső kapcsolódása szerint: követi a belső elfordulása a külső burkolat mozgását (Enceladus) nem követi a belső elfordulása a külső burkolat mozgását (Europa) Elmozdulás oka: instabil tömegeloszlás Példák: Enceladus??? (déli sarkvidéki vulkanikus terület pedig árapályfűtésről alacsony szélességen jellemző)
Külső burok széttörése nagyobb lemezekre ok: belső képlékeny felszíni rideg aktív mozgások, feszültségek Pl.: Föld, globális lemeztektonika
Külső burok széttörése nagyobb lemezekre Pl.: Mars: váltakozó irányba mágnesezet sávok + transzform vetők de nagyon bizonytalan földi ősi lemeztektonika sem ismert
Külső burok széttörése nagyobb lemezekre Pl.: Vénusz, képlékeny lemezek? Sok határ jellegű vonal
Külső burok széttörése nagyobb lemezekre Pl.: Europa, vékony (10-30 km) jégkéreg, felszínen töredékek
Külső szilárd burok képződése Riftek: Föld
Külső szilárd burok képződése Riftek: Föld Mars??? Valles Marineris inkább sima tágulásos repedés
Külső szilárd burok képződése Riftek: Föld Mars Vénusz: tágulásos tektonika + Földihez hasonló hátság keresztmetszet Ganymedes (sötét/világos sávozottság) Ariel???
Külső szilárd burok képződése Riftek: Föld Mars Vénusz Ganymedes Ariel??? Europa
Tektonikus jelenségek, tágulásos alakzatok: normál vető, lezökkenés (pl. Miranda, Ganymedes, Hold)
Tektonikus jelenségek, tágulásos alakzatok: normál vető, lezökkenés oldaleltolódások (Mars, Europa, Vénusz, Enceladus) Mars Europa Mars Vénusz Enceladus
Tektonikus jelenségek, tágulásos alakzatok: normál vető, lezökkenés oldaleltolódások vándorló árapály dudor: Europa, széthasadás-összezáródás
Tektonikus jelenségek, kompressziós alakzatok: lávagerincek: hűléses zsugorodás, főleg regionális (Mars, Hold, Merkúr) Hold Mars Tektonizmus és vulkanizmus a Naprendszerben, ELTE TTK Planetológia speciális kollégium, Kereszturi Ákos
Tektonikus jelenségek, kompressziós alakzatok: lávagerincek: hűléses zsugorodás, főleg regionális (Mars, Hold, Merkúr) hegyvonulat jellegű alakzatok (Vénusz, Mars, Titan) de lehet, hogy a Vénusz kivételével globális kompressziótól, és nem lemeztektonikától Vénuszon: kiemelkedés, hosszanti gyűrődések, kompressziós nyomok Vénusz Mars Hold Titan
Tektonikus jelenségek, kompressziós alakzatok: lávagerincek: hűléses zsugorodás, főleg regionális (Mars, Hold, Merkúr) hegyvonulat jellegű alakzatok (Vénusz, Mars, Titan) de lehet, hogy a Vénusz kivételével globális kompressziótól, és nem lemeztektonikától kompressziós blokk kibillenés (hegyek az Io felszínén)
Tektonikus jelenségek, kompressziós alakzatok: lávagerincek: hűléses zsugorodás, főleg regionális (Mars, Hold, Merkúr) hegyvonulat jellegű alakzatok (Vénusz, Mars, Titan) de lehet, hogy a Vénusz kivételével globális kompressziótól, és nem lemeztektonikától kompressziós blokk kibillenés (Io) lapos, hullámos alakzatok (Europa)
Kőzetburok felolvadása, felemésztődése: szubkrusztális erózió (Europa, Föld) szubdukció (Vénusz, Föld) Vénusz, Diana-, Dali-árkok Vénusz, korona topográfia / feltételezett szerkezet
Globális tektonikus mintázat - utal: kőzetburok jellegére belső aktivitás mértékére Típusok: globális tágulástól/zsugorodástól, deformációtól: tengelyforgás lassulása/gyorsulása egyenlítői/poláris sugár változása deformáció (Hold, Merkúr, Rhea)
Globális tektonikus mintázat - utal: kőzetburok jellegére belső aktivitás mértékére Típusok: globális tágulástól/zsugorodástól, deformációtól tengelyforgás lassulása/gyorsulása jégholdak: hűlés víz fagyás tágulás formák (Ganymedes, Ariel) Ganymedes Ariel
Globális tektonikus mintázat - utal: kőzetburok jellegére belső aktivitás mértékére Típusok: globális tágulástól/zsugorodástól, deformációtól tengelyforgás lassulása/gyorsulása jégholdak: hűlés víz fagyás tágulás formák kőzetbolygók: hűlés zsugorodás kompressziós formák (lávagerincek Merkúr, Hold, Mars: Tharsishátságra koncentrikus) Mars Most jön az animáció!
Kisbolygók tektonikus mintázata Vonalas szerkezetek: kráterekre radiális égitest egy-egy részén párhuzamos törések Debra L. Buczkowski, Olivier S. Barnouin-Jha, Louise M. Prockter, 433 Eros lineaments: Global mapping and analysis, Icarus 193 (2008) 39 52 Eros Eredet: becsapódásos? ősi eredetű, belső szerkezeti??? Ida Eros
Vulkanizmus, magmatizmus magmatizmusról kevés ismeretünk van a Földön kívül néhány kipreparálódott telér a Marson Vulkanizmus típusai: szilikátos (Föld, Hold, Merkúr, Mars, Io) kénes (Io) krio(jég) (Europa, Ganymedes, Titan, Enceladus) Égitest és kitörések jellemzője Hőmérséklettartomány ( C) Io (legforróbb kitörések) 800-1700 Io (hűvös, kénes kitörések) 150-250 Föld (bazaltos kitörések) 1200 Föld (riolitos kitörések) 700 Föld (gejzírek) 100-200 Enceladus (H 2 O kitörések) -80-60 Triton (nitrogéngáz -230-200 kitörések) Energiaforrás: belső külső (ez nem vulk.!)
Beolvadásos magma képződés: nyomáscsökkenéstől olvadáspont csökkenéstől (illó beráramlás) Felszíni vulkáni anyagkiáramlás feltételei: magma képződés + térbeli lehetőség a felemelkedésre törések, preformált zónák a szilárd burokban felhajtóerő tágulásos erőtér Europa: hogy jön ki a jégnél sűrűbb krioláva (víz)?
Láva típusok különbségeinek oka: viszkozitás fagyáspont gáztartalom gázkiszökés Befolyásolják: kitörés jellegét, felszínforma alakját Aktív vulkanizmus jelenleg: Föld, Io, Enceladus többi égitesten csak modellszámítások és régi nyomok
Kitörési típusok törmelékszórás (Föld, Vénusz?, Mars, Merkúr, Hold, Io, Enceladus) Triton Enceladus Io Hasonló kitörések felhőinek magasság
Kitörési típusok törmelékszórás (Föld, Vénusz?, Mars, Merkúr, Hold, Io, Enceladus) lávaömlés (Föld, Vénusz, Mars, Merkúr, Hold, Io, Europa, Ganymedes) Europa Ganymedes Triton Io
Vulkáni képződmények vulkáni kúpok pajzsvulkánok (laposak, híg láva / piroklaszikum) meredek vulkánok (viszkózus, gyorsan szilárduló lávák)
Vulkáni képződmények vulkáni kúpok pajzsvulkánok (laposak, híg láva / piroklaszikum) meredek vulkánok (viszkózus, gyorsan szilárduló lávák) lávaplecsnik (Europa), palacsinta vulkánok (Vénusz), lávafolyások
Vulkáni képződmények vulkáni kúpok pajzsvulkánok (laposak, híg láva / piroklaszikum) meredek vulkánok (viszkózus, gyorsan szilárduló lávák) lávaplecsnik (Europa), palacsinta vulkánok (Vénusz) lávamezők (Föld, Vénusz, Mars, Merkúr, Hold, Ganymedes, Triton, Europa?) Hold
Vulkáni képződmények vulkáni kúpok pajzsvulkánok (laposak, híg láva / piroklaszikum) meredek vulkánok (viszkózus, gyorsan szilárduló lávák) lávaplecsnik (Europa), palacsinta vulkánok (Vénusz) lávamezők (Föld, Vénusz, Mars, Merkúr, Hold, Ganymedes, Triton, Europa?) lávacsatornák (Hold, Vénusz, Mars, Io), kalderák Vénusz Hold
Vulkáni képződmények vulkáni kúpok pajzsvulkánok (laposak, híg láva / piroklaszikum) meredek vulkánok (viszkózus, gyorsan szilárduló lávák) lávaplecsnik (Europa), palacsinta vulkánok (Vénusz) lávamezők (Föld, Vénusz, Mars, Merkúr, Hold, Ganymedes, Triton, Europa?) lávacsatornák (Hold, Vénusz, Mars, Io) robbanásos kitörésből visszahullott törmelékfoltok
Vulkáni képződmények kitörési felhők mérete robbanásos kitöréseknél magmában ébredő nyomás külső nyomás aránya nehézségi gyorsulás légkör jelenléte / hiánya Enceladus kitöréseinek jelentős része világűrbe jut
Vulkanizmus területi eloszlása lemezhatárok + forró foltok: Föld
Vulkanizmus területi eloszlása lemezhatárok + forró foltok: Föld csak forró foltok (véletlen eloszlás): Vénusz becsapódásos kéreggyengeségi zónákban: Hold (Mare síkságok)
Vulkanizmus területi eloszlása lemezhatárok + forró foltok: Föld csak forró foltok (véletlen eloszlás): Vénusz becsapódásos kéreggyengeségi zónákban: Hold alacsony szélességen, illetve árapály dudornál: Io
Vulkanizmus területi eloszlása lemezhatárok + forró foltok: Föld csak forró foltok (véletlen eloszlás): Vénusz becsapódásos kéreggyengeségi zónákban: Hold alacsony szélességen, illetve árapály dudornál: Io erős besugárzású területen: Triton (besorolás kérdéses )
Sajátos vulkano-tektonikus képződmények koronák (Vénusz) vulkanizmus + tektonika
Sajátos vulkano-tektonikus képződmények koronák (Vénusz) cirkusz alakzatok (Miranda) káosz-területek (Mars, Europa, Io?)
Tektonika és vulkanizmus szerepe a felszínfejlődésben Tektonika: szilárd felszín mozgatása, domborzat alakítás lepusztulás, üledékképződés térbeli módosítása vulkáni kitörések helyszínének befolyásolása globális anyagkörforgás befolyásolása, anyag recirkuláció felszínkémia Vulkanizmus: anyagok továbbítása a felszínre (felszínkémia) illók kijuttatása (légkör és folyadékburok képzés, légnyomás, üvegházhatás, mállás befolyásolása) lokális hőforrás (jég olvasztás) felszínformák alakítása (vulkáni felépítmények, lávasíkságok)