때때로, 외부 우주에서 지구의 대기로 들어가는 자동차 또는 집 크기의 몸은 최종 불꽃의 불 같은 끝을 만나고 행성 간 공간이 비어 있지 않다는 것을 상기시켜줍니다. 더 큰 (그리고 고맙게도 덜 많은) 물체는 지구 표면에 그것을 만들어서 더 큰 분화구를 생산하고 지역 또는 전 세계 생태계를위한 철자법을 생산하는 것으로 알려져 있습니다.
많은 과학자들은 멕시코 걸프 해안에서 ~ 160km 직경의 Chicxulub 분화구를 생산 한 그러한 사건 중 하나가 적어도 공룡을 마무리하는 데 도움이되었다고 생각합니다. 그러나 지름 몇 킬로미터의 발사체로 인한이 대격변조차도 우리 지구와 동료 지상 행성이 약 4 ~ 45 억 년 전에 젊은이들에 비해 작은 성가신 일이었습니다. 그 당시에는 일반적으로 영향이 훨씬 더 빈번했을뿐만 아니라 일부 충돌은 직경이 수십 ~ 수백 킬로미터 이상인 운석과 관련이있었습니다. 달과 같은 다른 행성의 몸의 척추 마크 표면은 여전히 그 잔인한 과거를 목격했지만, 이전 세기의 과정에서 이것은 완전히 인식되었고 운석과 특정 유형의 분화구가 지질 학적으로 서로 관련되어 있습니다.
.20 세기, 특히 제 2 차 세계 대전 이후, 충격 및 충격 현상의 물리학 발전은 무엇보다도 상대적으로 간단한 스케일링 법을 통해 충격 자 및 에너지를 분화구 차원과 관련시키는 우아한 이론적 프레임 워크를 제공했습니다. 그들로부터 얻은 통찰력은 수백 킬로미터의 수백 킬로미터가 발사체와 관련된 규모에 영향을 미치며, 분화구가 수백 킬로미터 이상을 측정하는 분화구는 리토 스피어라고 불리는 지구의 가장 딱딱한 껍질을 펀칭해야하며 빵 껍질과 최상위 맨틀을 구성해야합니다. 대상을 때릴 때 초당 수 킬로미터 또는 초당 수십 킬로미터의 속도로 움직이는 것처럼, 운석은 충격파를 유발하여 재료가 초음속 속도로 경주 할 때 탄성 한계를 넘어서 강조합니다. 대상과 발사체의 변형에 들어 가지 않는 큰 영향과 관련된 많은 양의 에너지의 대부분은 열로 변환되며, 그 중 일부는 일시적 분화구 공동이 다시 닫히면서 이러한 큰 사건에서 내부에 깊이 묻혀 있습니다. 이것은 큰 영향이 전개되는 지구 역학적 영향의 단계를 설정합니다.
지구 및 기타 행성의 맨틀 대류
지난 세기의 마지막 3 분의 1 이후, 지구 맨틀의 대류 운동의 존재가 확고하게 확립되었으며, 온도 변화로 인한 밀도 차이는 처음부터 부력 흐름의 원동력으로 확인되었습니다. 지구와 다른 지상 행성의 열 맨틀 대류는 이미 수십 년 동안 수치 적으로 모델링되었지만, 초기 진화에서 분지 형성 영향과의 상호 작용은 지난 10 년 동안 더 광범위하게 간주되었습니다.
수치 모델러의 가장 좋아하는 목표는 행성 화성이었습니다. 이는 고대 분화구가있는 오래된 표면을 가지고 있지만 화산을 포함한 최근 지질 학적 활동의 흔적을 가진 이점이 있습니다. 밀레니엄 초반부터 일부 선구적인 연구 [1], 직경이 수천 킬로미터의 큰 유역을 생산하는 크기의 영향은 막대한 열 이상과 맨틀의 광범위한 용융과 함께 진행된다는 것이 확립되었습니다. 이 뜨거운 구역은 출석권 아래로 빠르게 상승하고 퍼져서 기존 대류 패턴을 방해하고 유동장의 주변 지역에서 깃털을 포착합니다 [2]. 매우 큰 영향은 안정적인 깃털이 충격 부위 아래에서 나타날 수있는 방식으로 유동장을 재구성 할 수 있으며, 그러한 사건의 연속으로 인해 지구의 전 세계 열 출력이 장기적인 변화를 가져 왔을 것입니다 [3].
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그러나 결국 맨틀 흐름이 변칙을 분산시키고 열이 사라짐에 따라 열 효과가 붕괴됩니다. 맨틀의 용융 생산 및 수반되는 조성 변화를 계산하여 이러한 대류 모델을 확장 한 최근 모델 [4]은 용융물의 대규모 생산 및 추출이 다른 조성으로 인해 실질적인 부력을 갖는 열 성분과 함께 화학적 이상을 생성한다는 것을 발견했다. 총 부력에 대한 이러한 조성 기여는 암석권의 바닥에서 충격 생성 된 이상을 정박 할 수있을 정도로 강력 할 수 있으며, 여기서 맨틀 흐름에 의해 완전히 없어 질 수는 없다. 이 메커니즘에 의해, 초기 화성 맨틀에 형성된 화학적 이질성은 현재로 살아 남았을 수 있으며, 이는 화성에서 유래 한 것으로 알려진 기상의 분석에서 추론 된 일부 화학적 변동성을 설명 할 수있다.
.이 분야의 대부분의 연구는 단순화 된 방식으로 충격 프로세스를 나타내지 만, 최근의 연구는 동적 맨틀 대류 계산과 충격 프로세스의보다 현실적이고 완전히 동적 인 시뮬레이션을 결합하는 것을 목표로합니다. 이러한 유형의 모델링은 유체 역학의 수학적 공식을 기반으로하지만, 지난 수십 년 동안 맨틀 대류 시뮬레이션과 독립적으로 개발되었지만 크게 개발되었습니다. 그것은 인공 과거의 발사체가 대상에 미치는 영향에서 대상과 같은 행성 과학의 거대한 영향 현상에 미치는 영향으로부터 화성 크기의 몸이 원형과 충돌하여 달을 형성 해야하는 것으로 추정되는 모든 종류의 충격 현상에 적용되었다 [6]. 실제로, 평범한 스케일링 법률의 적용은 임팩트의 크기가 대상 행성의 크기에 접근한다면 부정확 한 결과를 제공 할 가능성이 높습니다. 이는 달-형성 충돌뿐만 아니라 다소 적지 만 여전히 남부의 북반구가 남부의 남부 반구를 유발했을 수도있는 다소 겸손한 영향을 미칠 것입니다 (Mars의 크러스트 디 히트 로이션으로 알려진 특징). 이 경우, 화성에서 직경이 1000km 이상인 소행성의 비스듬한 영향에 대한 완전히 동적 시뮬레이션은 이분법의 특징적인 특징을 재현 할 수있었습니다 [7].
그러한 모델의 장점은 분화구 형성, Ejecta 탄도, 충격파 전파, 난방 및 녹는 영향의 다각적 인 물리학을 포착한다는 것입니다. 두 유형의 시뮬레이션 모두 계산적으로 매우 도전적이지만, 동적 영향 시뮬레이션의 결과를 대류 알고리즘으로 공급하면 우주선이 수행 한 실제 관찰을 더 잘 설명 할 수있는보다 현실적인 모델을 개발할 것을 약속합니다. 이것은 최근 달에 대한 다중 큰 영향의 영향에 대한 최근의 연구에서 예시되어 있으며, 예를 들어, Ejecta 담요의 생산이 고려되었습니다 [5] :이들은 단열 효과가 더 뜨거운 내부로 이어지고 달의 표면을 통해 열유속을 증가 시킨다는 것을 보여주었습니다.
.지구 물리학 적 유체 역학, 석유 및 광물학의 개념을 통합 할뿐만 아니라 적용 된 지구 물리학 및 지질학의 개념을 통합하는 유성 인테리어의보다 현실적인 모델에 대한 이러한 발전은 지난 몇 년간의 많은 우주선 선교 사업이 우리가 미래의 미션을 계획하고 도와주는 인상적인 관찰에 대한 풍부하고 깊은 이해를 촉진합니다. 따라서 수치 모델링은 우리를 태양계의 먼 과거로 데려가는 타임머신이며, 행성의 진화를 따르고, 왜 우리 자신과 우리 자신의 지구가 그 방식인지 더 잘 이해할 수있게 해줍니다.
.참조
- Reese et al. (2002), http://dx.doi.org/10.1029/2000JE001474
- Watters et al. (2009), http://dx.doi.org/10.1029/2007JE002964
- Roberts &Arkani-hamed (2012), http://dx.doi.org/10.1016/j.icarus.2011.11.038
- Ruedas &Breuer (2017), http://dx.doi.org/10.1002/2016je005221
- Rolf et al. (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.icarus.2016.10.007
- Canup (2004), https://www.annualreviews.org/action/cookieabesent
- Marinova et al. (2008), http://dx.doi.org/10.1038/nature07070
이 연구의 일부는 화성과 같은 행성에서 정기적이고 충격으로 인한 녹는 용융에서 열 및 화학 부력의 상대적 중요성에 대해 최근 Thomas Ruedas와 Doris Breuer가 Journal of Geophysical Research-Planets.
에 출판했습니다.
