명왕성에서 질소주기의 수치 모델링은 관찰 된 다른 질소 얼음 퇴적물의 분포, 색, 지질학 및 형태를 설명한다.
2015 년 7 월 14 일, NASA New Horizons 우주선이 명왕성에 의해 날아가 태양계에 전례없는 풍경이있는 활발한 얼어 붙은 세계를 드러내면서 명왕성에 대한 우리의 비전이 바뀌 었습니다. 표면적으로, 휘발성 질소 its, 메탄 및 일산화탄소의 다른 혼합물로 구성된 서리와 멋진 빙하로 덮인 광대 한 평원은 복잡성과 지질 다양성 명왕성을 보여줍니다 [1] [2].
.특히, 새로운 지평은 메탄 및 CO와 혼합 된 거대한 질소 얼음을 관찰하여 명왕성 표면의 5%를 차지하고 두께가 몇 킬로미터로되어 있어야했습니다. 놀랍게도,이 빙상은 지구의 남극 대륙처럼 기둥과 높은 고도에서 형성되지 않았습니다. 반대로, 그것은 Sputnik Planitia라는 광대 한 지형 유역의 바닥에 적도에 위치하고 있습니다. 그것은 다양한 지형 (깊은 구덩이, 밝고 어두운 평원, 우울증 및 빙하 흐름…)을 표시하며, 이는 다양한 시간 규모에서 발생하는 휘발성 및 빙하 과정과 관련된 복잡한 역사와 강렬한 활동을 암시합니다 [3].
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이러한 이국적이고 수수께끼의 관찰은 대기와 명왕성의 표면에서 분석을 완료하고 관련 메커니즘을 이해하려는 모델링 노력을 요구합니다.
이를 위해이 논문의 저자는 보편적 인 물리적 원리에만 의존하여 명왕성의 대기와 표면을 시뮬레이션 할 수있는 수치 모델을 개발했습니다 [4] [5] [6].
.이 모델은 명왕성이 경험 한 비스듬한 변화, 주위의 태양 경도 및 편심의 변화를 고려하여 수백만 년에 걸쳐 질소 얼음 수송을 시뮬레이션하도록 설계되었습니다 (지구상에서는 Milankovitch 사이클이 빙하 간주 사이클을 담당합니다). 이 모델을 사용 하여이 논문은 다른 시간에 명왕성에서 질소의 휘발성 및 빙하 활동을 탐구합니다.
결과는 Sputnik Planitia 빙상의 많은 지질 학적 특징을 설명합니다. 그들은 얼음의 두께가 비스듬한 사이클로 진동하고 2 백만 년 동안 최대 1km까지 증가하거나 감소 할 수 있음을 보여줍니다. 이는 주변의 물가 산을 침식하는 강렬한 빙하 흐름으로 이어지는데, 이는 빙상 주위의 빙하 흐름의 증거와 일치합니다.
.또한, 결과는 빙상의 남부 위도가 연간 시간 척도에서 승화에 의해 지배되며,이 지역에서 관찰 된 작은 승화 구덩이를 설명합니다.
.이 모델에 따르면, Sputnik Planitia 빙상은 현재 북부와 남쪽 가장자리에서 최소한입니다.
이 논문은 또한 다년생 질소 침착 물이 극에서 안정적이 아니라 적도 지역, 특히 우울증에서 안정적임을 보여줍니다. 이것은 적도 질소 빙상의 관찰과 일치합니다. 이러한 예금은 수천만 년에 걸쳐 살 수 있지만, 다른 메커니즘 이이 저수지를 재 공급하는 데 도움이되는 경우를 제외하고는 Sputnik Planitia에 갇힌 궁극적으로 끝나야합니다.
.마지막으로,이 논문은 명왕성의 과거에서 대기 표면 압력의 높은 값이 가능한지 탐구합니다. 결과에 따르면 수백만 년에 걸친 최대 표면 압력은 파스칼의 범위에 남아 있어야합니다. 이것은 명왕성이 액체 질소가 표면에 직접 흐르는 조건을 갖지 않았 음을 시사한다. 결과적으로, 명왕성 표면에서 관찰 된 과거의 액체 흐름의 수많은 지형 학적 증거는 오히려 두꺼운 고대 질소 빙하의 기저에서 흐르는 액체 질소의 결과 일 수 있습니다.
이러한 결과는 최근 ICARUS 저널에 발표 된 계절 및 천문 시간에 대한 명왕성의 질소주기라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. 이 작품은 Sorbonne Universités의 T. Bertrand와 National Aeronautics and Space Administration, F. Sorbonne Universités, O.M.의 잊어 버렸습니다. 우무르 한, O.L. National Aeronautics and Space Administration의 White 및 K. Ennico, W.M. Lowell Observatory의 Grundy, B. Schmitt는 University Grenoble Alpes, S. Protopapa의 University of Maryland 및 Southwest Research Institute, A.M. Zangari, K.N. Southwest Research Institute의 Singer, A. Stern, L.A. Young 및 C.B. Olkin, P.M. Lunar and Planetary Institute의 Schenk 및 H.A. Johns Hopkins University 응용 물리 연구소의 위버.
참조 :
- Stern, S. A., et al., Pluto System :New Horizons의 탐색 결과 초기 결과. Science, 350 :AAD1815, 2015 년 10 월. DOI :10.1126/Science.AAD1815.
- Schmitt, B., et al., New Horizons Leisa 이미징 분광기로부터 명왕성 표면의 물리적 상태 및 재료 분포. ICARUS, 287 :229 {260, 2017 년 5 월. DOI :10.1016/j.icarus.2016.12.025.
- White, O., et al., 명왕성에서 스푸트니크 플라니 티아의 지질 매핑. ICARUS, 287 :261-286, 2017 년 5 월. DOI :10.1016/j.icarus.2017.01.011.
- Bertrand, T., and Forget, F., 대기-지형 과정에서 명왕성에서 빙하 및 휘발성 분포를 관찰했습니다. 자연, 987, 2016 년 12 월. doi :10.1038/nature19337.
- N2, CH4 및 CO 사이클을 포함한 명왕성의 새로운 지평선 글로벌 기후 모델 인 Forget, F., et al. ICARUS, 287 :54 {71, 2017 년 5 월. DOI :10.1016/j.icarus.2016.11.038
- Bertrand, T., et al., 계절 및 천문 시간에 대한 명왕성의 질소주기. ICARUS, 309 :277-296, 2018 년 7 월. DOI :10.1016/j.icarus.2018.03.012.
