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: H2O jég és H2O víz hullás, kifagyás • Mars: CO2 és H2O 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 CO2 • élénk kapcsolat a felszínnel (kicsapódás / visszaszublimálás • felhők, ködök: H2O, CO2 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 H2O 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) • H2O (Föld, Mars: néha folyékony, jég holdak: ált. szilárd) • CH4 (Föld, Mars: gáz, Titan: folyékony) • N2 (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: H2O, CH, Titan: CH, Mars, H2O, 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 m3/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
Föld Mars
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 102-105 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 H2O • 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
