Tektonika és vulkanizmus a Naprendszerben
NYME Csillagászati földrajz Kereszturi Ákos,
[email protected]
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 tektonikus
képlékeny
hígan folyó
gáz állapotú 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
Mars
Europa
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 Debra L. Buczkowski ∗, Olivier S. Barnouin-Jha, Louise M. Prockter, 433 Eros lineaments: Global mapping and analysis, Icarus 193 (2008) 39–52
Vonalas szerkezetek: • kráterekre radiális • égitest egy-egy részén párhuzamos törések Eredet: • becsapódásos ? • ősi eredetű, belső szerkezeti ??? Ida
Eros
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) Energiaforrás: • belső • külső (ez nem vulk.!)
Égitest és kitörések jellemzője Io (legforróbb kitörések) Io (hűvös, kénes kitörések) Föld (bazaltos kitörések) Föld (riolitos kitörések) Föld (gejzírek) Enceladus (H2O kitörések) Triton (nitrogéngáz kitörések)
Hőmérséklettartomány (C) 800-1700 150-250 1200 700 100-200 -80 -60 -230 - 200
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)
Enceladus
Triton
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
Triton
Ganymedes
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)
