행성 진화 과정

행성 진화 대해서 살펴보자

 

우리가 다른 행성계에 대한 더 많은 발견과 더 나은 이해를 기다리는 동안, 먼지가 소멸된 후 우리 태양계의 초기 역사를 다시 살펴보겠습니다. 거대한 충격의 시대는 아마도 태양계 역사의 첫 1억 년에 국한되어 약 44억 년 전에 끝났을 것입니다. 얼마 지나지 않아 행성은 식었고, 현재의 모습을 취하기 시작했습니다. 약 40억 년 전까지 만해도 그들은 휘발성 물질을 계속해서 획득했으며, 표면에 부딪히는 잔해로 인해 표면이 무거워졌습니다. 그러나 외부 영향이 감소함에 따라 모든 지구 행성과 외부 행성의 위성은 자체 진화 과정을 따르기 시작했습니다. 이 진화의 본질은 각 물체의 구성, 질량 및 태양과의 거리에 따라 달라졌습니다. 지질 활동은 어떻게 활동했을까요. 우리는 지구 행성과 얼음 달의 지질 활동 수준에서 광범위한 것을 보았습니다. 그러한 활동의 ​​내부 원천은 행성의 형성에서 남겨진 원시 열의 형태 나 내부의 방사성 원소의 붕괴로부터 에너지를 필요로 합니다. 행성이나 달이 클수록 내부 열을 유지하고 더 천천히 냉각됩니다. 이것은 다른 태양계 소개에 언급된 감자 효과입니다. 따라서 우리는 더 큰 세계의 표면에서 지속적인 지질 활동의 증거를 볼 가능성이 더 높습니다. 목성의 달이 오는 이 규칙에 대한 흥미로운 예외입니다. 우리는 목성의 조석에 의한 내부의 중력 적 굴곡에서 비정상적인 열원을 가지고 있음을 보았습니다. 유로파는 아마도 목성 조류로 인해 뜨거워질 것입니다. 토성은 엔셀라두스의 달에 유사한 영향을 미칠 수 있습니다. 달은 지상 세계의 가장 작은 억 3.3에 대한 년 전, 주요 화산 활동이 정지할 때까지 내부적으로 활동했다. 그 이후로 맨틀은 냉각되어 단단해졌으며 오늘날 내부 지진 활동조차 거의 0으로 감소했습니다. 달은 지질 학적으로 죽은 세계입니다. 우리는 수성에 대해 훨씬 덜 알고 있지만, 이 행성도 달과 같은 시기에 대부분의 화산 활동을 중단한 것 같습니다. 화성은 중간 사례를 나타내며 달보다 훨씬 더 활동적이었습니다. 남반구 지각은 40 억년 전에 형성되었으며 북반구 화산 평원은 달 마리아와 현대적인 것처럼 보입니다. 그러나 타르시스 돌출부는 다소 후에 형성되었으며 대형 타르시스 화산에서의 활동은 분명히 현재까지 계속되었습니다. 지구와 금성은 가장 크고 가장 활동적인 지구 행성입니다. 우리 행성은 맨틀의 대류에 의해 구동되는 전지구 판 구조론을 경험합니다. 결과적으로 우리의 표면은 지속적으로 재 작업되고 대부분의 지구 표면 재료는 2억 년 미만입니다. 금성 일반적으로 비슷한 수준의 화산 활동을 가지고 있지만 지구와 달리 판 구조론을 경험하지 못했습니다. 표면의 대부분은 5억 년이 넘지 않은 것으로 보입니다. 우리는 자매 행성의 표면이 일종의 블롭 구조론에 의해 수정되고 있는 것을 보았습니다. 여기에서 뜨거운 물질이 아래에서 주름지고 표면을 파열되어 코로나, 팬케이크 화산 및 기타 그러한 특징이 발생합니다. 금성과 지구 사이의 지질 학적 차이를 더 잘 이해하는 것은 행성 지질학 자의 최우선 과제입니다. 얼음 달과 명왕성의 지질 학적 진화는 지구 행성의 진화와 다소 달랐다. 조력 에너지 원은 활성화되어 왔으며 자연이 작용해야 하는 물질은 동일하지 않습니다. 이 외부 세계에서 우리는 내부 행성의 규산염 용암이 Io의 황 화합물로 보충되고 명왕성과 다른 행성 외부 위성의 물과 다른 얼음으로 대체되는 저온 화산 활동의 증거를 볼 수 있습니다. 행성이 어떻게 다른지에 대한 몇 가지 구체적인 예를 살펴보겠습니다. 지구 행성의 산들은 그 기원이 다른 과정에 있습니다. 달과 수성에서 주요 산들은 수십억 년 전에 발생한 거대한 분지 형성 충격으로 인해 분출됩니다. 화성에 있는 대부분의 큰 산은 같은 분출구에서 반복되는 용암 분출에 의해 생성되는 화산입니다. 지구와 금성에는 비슷한 화산이 있습니다. 그러나 지구와 금성에서 가장 높은 산은 표면의 압축과 상승의 결과입니다. 지구 상에서 이 지각 압축은 한 대륙판과 다른 대륙판의 충돌로 인해 발생합니다. 지구, 금성, 화성에서 화산의 최대 높이를 비교하는 것은 흥미 롭습니다. 금성과 지구에서 이 산과 주변의 최대 고도 차이는 약 10km입니다. 대조적으로 올림푸스 몬스는 주변보다 20km 이상, 화성의 가장 낮은 고도에서 거의 30km 위에 우뚝 솟아 있습니다. 올림푸스 몬스가 지상파보다 훨씬 높은 이유 중 하나는 지구 상의 지각판이 정말 큰 화산이 자라도록 충분히 오래 움직이지 않기 때문입니다. 대신, 움직이는 판은 하와이 제도와 같은 긴 화산 행을 만듭니다. 화성에서는 지각이 밑에 있는 핫스폿과 관련하여 고정되어 있으므로 단일 화산이 수억 년 동안 계속 성장할 수 있습니다. 두 번째 차이점은 세 행성의 중력 강도와 관련이 있습니다. 금성의 표면 중력은 지구와 거의 동일하지만 화성에서는 1/3 정도밖에 되지 않습니다. 산이 살아 남기 위해서는 중력에 대항하여 무게를 지탱할 수 있을 만큼 내부 강도가 높아야 합니다. 화산암에는 알려진 강점이 있으며 지구 상에서 10km가 한계에 가깝다고 계산할 수 있습니다. 예를 들어 하와이 마우나 로아 꼭대기에 새로운 용암이 추가되면 산은 자중에 의해 아래로 내려갑니다. 중력이 지구와 동일한 금성에도 동일한 높이 제한이 적용됩니다. 그러나 화성에서는 표면 중력이 낮기 때문에 훨씬 더 큰 고도 차이가 지원될 수 있으며, 이는 올림푸스 몬 스가 금성 또는 지구에서 가장 높은 산보다 두 배 이상 높은 이유를 설명하는데 도움이 됩니다. 그런데 산의 제한 높이를 결정하는 것과 같은 종류의 계산을 사용하여 불규칙한 모양을 가질 수 있는 가장 큰 몸체를 확인할 수 있습니다. 가능한 경우 중력은 모든 물체를 가장 "효율적인"모양으로 끌어당깁니다. 모든 행성과 더 큰 위성은 자신의 중력이 그들을 구체로 끌어당기기 때문에 거의 구형입니다. 그러나 물체가 작을수록 바위의 강도가 지탱할 수 있는 구형에서 더 많이 벗어납니다. 규산염 몸체의 경우 제한 직경은 약 400km입니다. 큰 물체는 항상 거의 구형이며, 작은 물체는 거의 모든 모양을 가질 수 있습니다. 행성의 대기는 내부에서 빠져나가는 가스와 외부 태양계에서 나오는 휘발성이 풍부한 잔해의 영향으로 형성되었습니다. 각각의 지구 행성은 원래 비슷한 대기를 가지고 있었음에 틀림없지 만 수성은 가스를 유지하기에는 너무 작고 너무 뜨겁습니다. 달을 구성하는 물질이 휘발성 물질로 고갈되었기 때문에 달에는 아마도 대기가 없었을 것입니다. 지구 행성에서 지배적인 휘발성 가스는 이제 이산화탄소이지만 처음에는 아마도 수소 함유 가스도 있었을 것입니다. 더 화학적으로 감소된 환경에서는 다량의 일산화탄소와 미량의 암모니아 및 메탄이 있어야 합니다. 그러나 태양으로부터의 자외선은 내부 태양계에서 환원 가스 분자를 분리합니다. 대부분의 경수소 원자는 탈출하여 오늘날 지구, 금성 및 화성에서 볼 수 있는 산화된 대기를 남겼습니다. 물의 운명은 그 크기와 태양으로부터의 거리에 따라 세 행성 각각에서 달랐습니다. 역사 초기에 화성은 풍부한 액체 물이 있는 두꺼운 대기를 가지고 있었지만 그러한 조건을 유지할 수 없었습니다. 동시 실질적인 온실 효과에 필요한 온도가 떨어 잃고, 최종적으로 잔류 물을 동결시켰다. 금성에서는 역과정이 발생했으며, 온실 효과로 물이 영구적으로 손실되었습니다. 오직 지구만이 액체 물이 표면에 지속되도록 하는 섬세한 균형을 유지했습니다. 물이 없어지자 금성과 화성은 각각 약 96퍼센트의 이산화탄소와 몇 %의 질소의 대기로 끝났습니다. 지구 상에서 먼저 물의 존재와 생명의 존재는 매우 다른 종류의 대기로 이어졌습니다. 이 제거된 해양 침전물에 기탁하였다. 광합성을 할 수 있는 생명체의 확산은 결국 자연 화학반응이 대기에서 제거할 수 있는 것보다 더 많은 산소를 방출하게 했습니다. 그 결과, 그 표면에 생활 덕분에 지구는 CO의 큰 결핍 자신을 발견 이 가장 풍부한 가스, 무료 산소를 포함하는 유일한 행성의 대기와 같은 질소입니다. 외부 태양계에서 타이탄 은 상당한 대기를 가진 유일한 달입니다. 이 물체에는 암모니아, 메탄, 질소와 같은 휘발성 물질이 충분히 포함되어 있어야 대기를 형성할 수 있습니다.