Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Hvordan ligner Ceres på jorden?

Til venstre:Hlíðarfjall -kuppel, Island. Til højre:Ahuna Mons på Ceres. Kredit:Hansueli Krapf/Creative Commons/NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Med sit mørke, stærkt krateret overflade afbrudt af pirrende lyspunkter, Ceres minder dig måske ikke om vores hjemplanet Jorden ved første øjekast. Dværgplaneten, som kredser om Solen i det store asteroidebælte mellem Mars og Jupiter, er også langt mindre end Jorden (i både masse og diameter). Med sin kolde temperatur og mangel på atmosfære, Vi er ret sikre på, at Ceres ikke kan støtte livet, som vi kender det.

Men disse to kroppe, Ceres og jorden, dannet af lignende materialer i vores solsystem. Og, efter at have kæmmet igennem tusindvis af billeder fra NASAs Dawn -rumfartøj, som har kredset om Ceres siden 2015, forskere har opdaget mange funktioner på Ceres, der ligner formationer, de har set på Jorden.

Ved at se på lignende funktioner på forskellige kroppe - hvad forskere kalder "analoger" - kan vi lære mere om disse legemers oprindelse og udvikling over tid. Tjek disse fremtrædende træk ved Ceres, og se om du genkender nogen af ​​deres jordiske fætre!

Okkator Krater på Ceres, med sit centrale lyse område kaldet Cerealia Facula. Kredit:NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI

På Ceres:Occator Crater

Da Dawn nærmede sig Ceres i begyndelsen af ​​2015, to mystiske skinnende fyrtårne ​​skilte sig ud i billeder:"lyspunkterne" i Okkator Krateret. Da rumfartøjet spiraliserede i baner tættere på Ceres, billeder med højere opløsning afslørede, at der ikke kun er to pletter, men mange. Midten af ​​Occator indeholder en lys, 2, 000 fod høj (500 meter høj) kuppel kaldet Cerealia Dome, som er dækket med lyst materiale. Det lyse materiale oven på kuplen kaldes Cerealia Facula. En samling af mindre lyse områder kaldet Vinalia Faculae er samlet på den østlige side af kratergulvet.

Takket være Dawn's observationer, forskere mener, at det lyse materiale er lavet af natriumcarbonat og mineralsalte. I øvrigt, Daggry -forskere tror, ​​at Cerealia Dome er dannet af brinagtig væske eller grødet is, der stiger under overfladen - det vi kalder "hydrotermisk" aktivitet - fordi det involverer varme (termisk) og vand (hydro).

Forskere har to teorier om, hvordan denne hydrotermiske aktivitet skete:enten varmen fra påvirkningen, der dannede krateret, fik brinende væske eller grødet is til at skubbe op på overfladen - så meget, at den sprang ud - eller alternativt, varmen fra påvirkningen kunne have øget aktivitet relateret til allerede eksisterende væskebeholdere lige under overfladen.

Ibyuk, et eksempel på en pingo i Canada. Kredit:Adam Jones/Flickr-bruger adam_jones/Creative Commons CC BY-NC 2.0

På jorden:Pingoer

Når grundvandet på jorden fryser, den kan skubbe op mod den overliggende jord, skabe en kuppel-lignende struktur kaldet en "pingo". Disse strukturer vises nær de arktiske områder af Jorden, herunder Canadas Pingo National Landmark. "Dimensionerne, form og 'brudt' top af en pingo ligner Cerealia Dome, som kan have dannet sig fra skiftevis iscyklusser, der 'stikker' op og udløser på overfladen af ​​Ceres, "sagde Lynnae Quick, planetforsker ved Smithsonian Institutions National Air and Space Museum i Washington.

Panum -krateret i Sierra Nevada -bjergene, Californien. Kredit:USGS

På jorden:vulkanske kupler

Panum -krateret ved foden af ​​Sierra Nevada -bjergene i Californien har afrundede kanter og brudte topmøder, der minder forskere om Cerealia Dome, også. Både Panum -kuplen og Cerealia -kuplen sidder inde i gruber. Lassen Peak i Californien, en lavakuppel, har også en lignende form, ligesom kuplen i Mount Saint Helens -kalderaen i staten Washington.

Searles Lake, Californien. Kredit:NASA

På jorden:Searles Lake

Ligesom Occator Crater, Searles Lake i Californiens Mojave -ørken er berømt for lyse fordampningsmineraler - det vil sige mineraler, der forbliver længe efter fordampning af saltvand. Engang en sø fodret med vand fra Sierra Nevada -bjergene, i dag er Searles en udtørret søstrand med hvide mineralforekomster. Minedrift samler mineraler rige på natrium og kalium til industriel brug. Disse mineraler findes for det meste i saltlage under jorden, der pumpes til overfladen.

Ahuna Mons, Ceres '"Lonely Mountain, "vist med en lodret overdrivelsesfaktor på to. Kredit:NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Om Ceres:Ahuna Mons

Ahuna Mons stikker ud på Ceres som en høj, ensomt bjerg med lyst materiale, der støver sine skråninger. Ligner det materiale, der findes i Occator, den lyse belægning er lavet af natriumcarbonat. Den førende hypotese er, at Ahuna Mons er en kryovulkan - en meget kold vulkan, der er brudt ud med saltvand, mudder og flygtige materialer i stedet for smeltet sten. Ahuna Mons stiger i gennemsnit 4 km over den omgivende overflade, omtrent det samme som højden på toppen af ​​Mount Rainier i staten Washington. Ahuna Mons ser ikke ud til at være forbundet med nogen indvirkning, antyder, at Ceres må have haft kryovolkanisk aktivitet i den seneste tid.

Hlíðarfjall -kuppel, Island. Kredit:Hansueli Krapf/Wikimedia Commons-bidragyder Simisa/CC BY-SA 3.0

På jorden:Hlíðarfjall -kuppel, Island

Selvom intet i solsystemet er præcis som Ahuna Mons, Hlíðarfjall -kuplen på Island har en lignende form. Begge har løse, finkornet materiale, og er ens i deres andel af højder og bredder. Men disse bjerge er meget forskellige i sammensætning. Den islandske kuppel dannet af silikat vulkansk materiale, der henviser til, at Ahuna Mons primært dannes af vand og salt, med et mindre bidrag fra silikatmineraler. "På trods af de kemiske forskelle, imidlertid, materialer på jorden og Ceres opfører sig på samme måde, når de stikker ud af skorpen for at danne vulkaner, "sagde Ottaviano Ruesch, forsker ved European Space Agency i Holland.

Chaiten Dome i Chile. Kredit:NASA

På jorden:Chaitén Dome, Chile

En anden vulkansk struktur, der minder om Ahuna Mons, er Chaitén Dome i Chile, placeret i en kaldera, et grydelignende vulkansk træk. Ud over Jorden, det vulkanske kompleks Compton-Belkovich på månen indeholder en kuppel, der synes at have dannet af silikatmaterialer, der bryder ud. "Det betyder, at dannelse af silikomisk kuppel er en proces, der ikke er begrænset til Jorden, "Sagde Ruesch.

Samhain Catenae pit kæder på Ceres. Kredit:NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI/LPI

På Ceres:Samhain Catenae Pit Chains

Ceres er fuld af store og små kratere, men den har også kæder af små skålformede eller elliptiske gruber, der ikke skyldes stød. Grujekæder, såsom Samhain Catenae, er forårsaget af brud eller fejl i undergrunden, som dannede sig for op til en milliard år siden. Når bruddene eller fejlene efterlader tom plads under overfladen, løst materiale falder ind ovenfra - danner gruberne ved overfladen.

Grujekæder i det nordlige Island, lige nord for Krafla -vulkanen. Kredit:Google Earth/Emily Martin/Jennifer Whitten

På jorden:Island Pit Chains

Nordisland har et system med pitkæder relateret til fejl og brud. Forskere mener, at disse pitkæder blev dannet på grund af seismiske begivenheder i 1970'erne. En undersøgelse fra 2011 ledet af David Ferrill fra Southwest Research Institute i San Antonio finder, at gruberne skyldes, at dårligt konsolideret materiale faldt ned i underjordiske hulrum, som blev forårsaget af fejl og brud. "Det er muligt, at spændinger, der stammer fra materiale, der vokser op fra dybere i Ceres, resulterede i, at dele af skorpen blev trukket fra hinanden, som kan have dannet Samhain Catenae, "sagde Jennifer Scully, Dawn -forsker ved NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californien. Forskere har også kortlagt lignende pitkæder på Mars og andre solsystemlegemer.

Haulani -krateret på Ceres. Kredit:NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

På Ceres:Haulani Crater

Haulani krater, 34 kilometer i diameter, med skarpe fælge og lyst materiale, er en af ​​de yngste kratere på Ceres. Nogle strømningsegenskaber er forbundet med en bjergrig højderyg i midten, mens andre strømningsegenskaber løber udad fra kraterkanten mod det omkringliggende område. Udgravet terræn på kraterets gulv og nordlige kant dannede sig sandsynligvis, da et påvirkende legeme fik vand under overfladen - som havde været låst i Ceres 'skorpe - til at fordampe. Derfor er udgravet terræn yderligere bevis for vandis som en vigtig komponent i skorpen.

Ries krater, Tyskland. Kredit:Wikimedia Commons -bidragyder Vesta/NASA WorldWind

On Earth:Ries Crater, Tyskland

Ries -krateret i det sydlige Tyskland blev dannet af en påvirkende meteorit for omkring 15 millioner år siden. Det er et eksempel på et "voldskrater, "et krater, hvis materiale flyder på grund af tilstedeværelsen af ​​flygtige materialer, såsom vand, da meteoritten ramte. Selvom Ceres ikke har kratere, der præcist er "vold" i naturen, nogle af kraterne på Ceres, såsom Haulani, har strømningsegenskaber i deres ejecta -tæpper - de lag af sten, der blev væltet og aflejret omkring krateret som under påvirkningshændelsen. "Ries har også klynger af rørlignende strukturer i grundfjeldet, der er grundlaget for vores forståelse af dannelsen af ​​udgravede materialer på Mars, Vesta, og Ceres, "sagde Hanna Sizemore, forsker ved Planetary Science Institute, Tucson, Arizona.

Tre slags jordskred på Ceres. Kredit:NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Om Ceres:Jordskred

Dawn har afsløret mange jordskred på Ceres, som kan have været formet af tilstedeværelsen af ​​vandis. Dette billede viser tre forskellige slags jordskred på Ceres. Til venstre, Ghanan Crater er vært for et eksempel på et Type I jordskred, som er relativt rund og stor og har tykke aflejringer, eller "tæer, "ved dens ende. Type II og Type III -funktioner er vist i henholdsvis midten og højre på dette billede. Forskere tror, ​​at type I -jordskred dannes i områder, hvor jorden er rig på is, som kan forekomme i nærheden af ​​Ceres 'poler. Type II jordskred er ofte tyndere og længere end type 1. Type III jordskred dannes i isrig udkastet materiale fra påvirkninger.

Mud Creek -jordskredet, Californien. Kredit:USGS

På jorden:

Jordskred kan forekomme overalt på Jorden, hvor jorden langs en skråning bliver ustabil, såsom sidste års jordskred i det nordlige Californien. En bjergskråning kaldet Mud Creek kollapsede i maj 2017, efter at området havde fået betydelig nedbør, øge mængden af ​​grundvand i området. Den måde, hvorpå klippen og snavs gled ned over motorvej 1 i havet, ligner den måde, blandingen af ​​is og sten gled ned af Ghanan -krateret på Ceres. I nogle tilfælde, vand eller is i jorden kan øge sandsynligheden for jordskred.