AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 7: De indre planetene og månen del 2: Jorden, månen og Mars

Transkript

1 AST1010 En kosmisk reise Forelesning 7: De indre planetene og månen del 2: Jorden, månen og Mars

2 De viktigste punktene i dag: Jorden: Bane, atmosfære, geologi, magnetfelt. Månen: Faser og formørkelser. Atmosfære og geologi, tidevann og dannelse. Mars: Bane, atmosfære, magnetfelt, geologi. Er det liv på Mars?

3 Radioaktive prosesser: 238 U 206 Pb t = 4.5 x 10 9 år 40 K 40 Ar t = 1.3 x 10 9 år 87 Rb 87 Sr t = 4.7 x 10 9 år Jordas alder 3

4 Jordas indre AST1010 Jorda og månen 4

5 Vulkanisme og tektoniske plater 5

6 Jordskorpa fornyes AST1010 Jorda og månen 6

7 Oppsummering Oppbygging av jordskorpa: Mellom plater som driver bort fra hverandre, kommer masse opp fra det indre.

8 Oppsummering Når plater kolliderer folder fjellkjedene seg opp: Alpene, Himalaya og Andes.

9 Oppsummering Nedbryting av jordskorpa: Havbunnsplater kolliderer med kontinenter, skyves under disse, smelter og gir materiale tilbake til mantelen.

10 Oppsummering Jordskorpa er ung! Den skiftes ut hele tiden.

11 Hot spot-vulkanisme skjer ikke mellom plater, men midt under en plate De varme områder ligger i ro mens plata over beveger seg. Derfor flytter det vulkanske området seg på jordoverflata. Eks.: Hawaii.

12 Hot spot-vulkanisme 12

13 Jorda er den eneste planeten i solsystemet med kontinentaldrift (i dag) På de andre indre planetene er hotspotvulkaner de eneste vulkanene vi finner Vulkansk aktivitet på randen av kontinentalplater er dermed spesielt for jorda

14 Jordas magnetfelt 14

15 Jordas magnetfelt beskytter oss mot partikler i solvinden 15

16 Nordlyssonen AST1010 Jorda og månen 16

17

18 Månen

19 Sammenlignet med jorden Bundet rotasjon: Solen Merkur Venus Månen Mars Jupiter Saturn Uranus Neptun Pluto Masse (jordmasser) Radius (jordradier) Rotasjonstid (jordddøgn) Omløpstid (jordår) Store halvakse (AU) (29/3) (13/8) Banefart (km/s) døgn Månens rotasjonstid er helt lik omløpstiden! Alltid samme side mot oss. Jorden blir også slik (sett fra månen) om år. Temperatur (C, snitt) Tyngdekraft (% jordens) (Men solsystemet har kun ca år igjen å leve).

20 Bundet rotasjon alltid samme side mot jorda

21 Masse (jordmasser) Radius (jordradier) Rotasjonstid (jordddøgn) Omløpstid (jordår) Store halvakse (AU) Sammenlignet med jorden Solen Merkur Venus Månen Mars Jupiter Saturn Uranus Neptun Pluto (29/3) (13/8) Banefart (km/s) Temperatur (C, snitt) Tyngdekraft (% jordens) Dette sier noe om jordatmosfærens betydning

22 Masse (jordmasser) Radius (jordradier) Rotasjonstid (jordddøgn) Omløpstid (jordår) Store halvakse (AU) Sammenlignet med jorden Solen Merkur Venus Månen Mars Jupiter Saturn Uranus Neptun Pluto (29/3) (13/8) Banefart (km/s) Temperatur (C, snitt) Tyngdekraft (% jordens)

23 Månens indre AST1010 Jorda og månen 23

24 Landskapsstrukturer Kratere diametre fra ~100 km eller mer og ned til noen få meter.

25 Landskapsstrukturer Fjellkjeder foldningsfjell som på jorda.

26 Landskapsstrukturer Riller lange (noen er flere 100 km lange), smale (1-2 km brede) kløfter på månen.

27 Landskapsstrukturer Noen få og små utslukte vulkaner.

28 Landskapsstrukturer Hav (Mare) store, mørke sletter.

29 Krater Copernicus

30 Bombekratre og månekratre

31 Hvor er kratrene på jorda? Atmosfæren: Friksjon bremser og brenner opp meteorer Nyskaping av jordskorpa Erosjon (isbreer, vann, vind) Høyere tyndekraft gir mindre virkning av eksplosjonen

32 Rundt 180 kjente kratre på jorda AST1010 Jorda og månen 32

33 Om alder av skorper Ujevn rate av kraterdannelse høyest i perioden tidlig i solsystemets historie. Få kratre betyr at skorpa er fornyet, og sier noe om prosesser i planetens eller månens indre (spesielt i fravær av en atmosfære)

34 Tidevann skyldes forskjeller i gravitasjonsfelt F = GMm r 2

35 Tidevann skyldes forskjeller i gravitasjonsfelt Havbunnen er festet til jordens sentrum

36 Tidevann skyldes forskjeller i gravitasjonsfelt Vannet i havet er ikke festet til jordens sentrum

37 Tidevann også fra Solen

38 Springflo: Månen og solen på linje

39 Høyvann og lavvann fra begge på samme sted

40 Solens tidevann ca. 2 5 av månens

41 Tidevann % av måne jord måne jord 100% sol jord ca. 41% jord måne ca. 3300% sol måne ca. 17% Formel (ikke pensum): Δh 1 2 = 3 2 M 1 4 R 2 M 3 2 r 1 2

42 Nippflo: Månen og solen i rett vinkel

43 Hvorfor høyvann på baksiden?

44 Tyngdekraft fra månen (svakere på økt avstand)

45 Tyngdekraft fra solen (svakere på økt avstand)

46 Havbunnen er festet til jordens sentrum, som merker større gravitasjonskraft enn siden som vender bort fra Solen/Månen Vannet i havet er ikke festet til jordens sentrum, og blir hengende igjen på siden som vender bort

47 Roche-grensen: Der tidevannskreftene blir så sterke at satellitten rives i stykker

48 Filmsnutter om tidevann (månen rives i stykker av tidevannskrefter når den kommer for nær Jorden)

49 Månefaser

50 Måneformørkelser Totale og delvise måneformørkelser. Måneformørkelser bare ved fullmåne!... men ikke ved alle fullmåner.

51 Månen kan passere over eller under jordskyggen, idet banen heller 5 o

52 Solformørkelser bare ved nymåne

53 men ikke ved alle nymåner!

54 God video om formørkelser

55 Dannelse av månen: Kollisjonsteorien AST1010 Jorda og månen 55

56 AST1010 Jorda og månen Serie viser sekvens fra kollisjon til månen er dannet. Bygger på numerisk beregning. Prosessen kan være rask tar under ett år.

57 Film om Theia

58 Mars

59 Sammenlignet med jorden Solen Merkur Venus Månen Mars Jupiter Saturn Uranus Neptun Pluto Masse (jordmasser) Radius (jordradier) Rotasjonstid (jordddøgn) Omløpstid (jordår) Store halvakse (AU) (29/3) (13/8) Banefart (km/s) Temperatur (C, snitt) Tyngdekraft (% jordens) Hvordan kan Mars ha samme tyngdekraft som Merkur? Mars er jo dobbelt så massiv! Men tyngdekraften på overflaten avhenger også av planetens radius. Tyngdekraft: F = Gm M r 2 Du kan selv sjekke at =

60 To små måner: Phobos og Deimos

61 Moderne utforsking av Mars Mariner 4, 5 og 6 i 1965 og 1969 passerte. Mariner 9 i mai 1971 inn i bane rundt Mars. 2 x Cosmos og 2 x Mars data bare fra Cosmos. Viking 1 og 2 i aug./sept en orbiter og en lander på hver mission. Mars Global Surveyor 1997 en orbiter: Pathfinder (lander) og Surveyor (bil) Mars Odyssey Mars Rovers Spirit og Opportunity Mars Express i bane (Europa) Mars Reconnaissance Orbiter Phoenix landet i august leter etter vann/is. Curiosity landet 6. august Skal undersøke klima og geologi, spor av vann og liv. AST De indre planetene 61

62

63 Fra Viking 1 i 1977 AST De indre planetene 63

64 Mars: topografisk kart av overflaten AST De indre planetene 64

65 Olympus Mons ( m høyt) AST De indre planetene 65

66 Nettverk av elver og sideelver AST Vann, liv og atmosfærer 66

67

68 Rennende vann på Mars

69 Liv på Mars? Vann kan ikke eksistere i lengre tid i flytende form på overflaten i dag.

70 Liv på Mars? Tynn atmosfære og fravær av magnetfelt betyr manglende beskyttelse mot skadelig stråling.

71 Liv på Mars? Lite trolig at det finnes liv der nå.

72 Liv på Mars? Men vi har mange indikasjoner på at det fantes vann på overflaten før, og at atmosfæren var tykkere.

73 Ill. Kevin Gill ( Liv på Mars?

74 Liv på Mars? Mars har antageligvis vært beboelig tidligere.

75 Neste forelesning: Gassplanetene