W przypadku Ziemi mamy wiele wskazówek na temat wewnętrznej struktury naszej planety, z tego co wiem, z których najważniejszą jest analiza fal sejsmicznych.
Czy mamy jakieś instrumenty do wykrywania, czy inne stałe planety, takie jak Mars czy Wenus, mają stałe lub płynne jądro? Czy jest to możliwe przy użyciu teledetekcji?
Odpowiedzi:
Dobrym sposobem na pokazanie, jak to się osiąga, jest pokazanie studium przypadku, poniżej opiszę szczegółowo, w jaki sposób stworzyliśmy teorię, że Merkury ma płynny rdzeń.
Jest to pierwszy pamiętać, że nigdy nie są ostateczne właściwości, ale jesteśmy w stanie wykorzystać dane wnioskowanie i stworzyć teorię, że uważamy się być dokładnym odzwierciedleniem prawdy.
Statek kosmiczny MESSENGER został wystrzelony w celu analizy powierzchni MErcuries, środowiska kosmicznego, geochemii i zasięgu (stąd MESSENGER).
Posłaniec miał na pokładzie pewną liczbę urządzeń umożliwiających mu przeprowadzanie eksperymentów, jak pokazano na poniższym obrazku:
Wysokościomierz laserowy Mercury
Jak więc MLA pomaga nam ustalić, czy Merkury ma płynny rdzeń? Cóż, celem MLA jest:
śledzić lekkie, wymuszone wibracje planety - drganie wokół osi obrotu - które powie badaczom o stanie rdzenia Merkurego.
Jak działa wysokościomierz laserowy?
Wysokościomierz laserowy jest obsługiwany z samolotu, helikoptera lub satelity. Określa odległość do powierzchni [planety] poprzez pomiar czasu przelotu krótkiego błysku promieniowania laserowego w podczerwieni. Instrument emituje impulsy laserowe, które przemieszczają się na powierzchnię, gdzie są odbijane. Część promieniowania odbitego wraca do wysokościomierza laserowego, jest wykrywana i zatrzymuje licznik czasu, który został uruchomiony, gdy impuls został wysłany. Odległość można następnie łatwo obliczyć, biorąc pod uwagę prędkość światła.
Za pomocą tej technologii można zbudować wizualizację 3D powierzchni planet
Naukowcy odkryli na podstawie tego mapowania, że:
Skorupa planety jest grubsza na niskich szerokościach geograficznych i cieńsza na biegunach, co sugeruje, że planeta może mieć płynne jądro zewnętrzne. Jego jądro jest również duże w stosunku do planety, stanowiąc 85 procent promienia planety, znacznie więcej niż Ziemia.
Jak doszli do tego wniosku? Ten artykuł wyjaśnia szczegółowo. (Pełna wersja jest bezpłatna, ale wymaga rejestracji w witrynie, rejestracja jest również bezpłatna i nie wiąże się z żadnymi kosztami oraz umożliwia wyłączenie otrzymywania od nich wiadomości e-mail i biuletynów)
Najważniejszą częścią jest ten fragment i zdjęcie:
Moment wynikowy parametrów bezwładności dla ponad 1 miliona modeli Monte Carlo, które zawierają skorupę krzemianową i płaszcz, a także rdzeń bogaty w Fe, który może zawierać warstwy stałe i płynne, pokazano w
(A) Zewnętrzny promień ciekłego rdzenia Merkurego. (B) Średnia gęstość stałej powłoki, która pokrywa ciekły rdzeń
Wniosek
Zasadniczo określone odczyty wykonane przez wysokościomierz laserowy pozwalają nam odwzorować trójwymiarowy kształt powierzchni planet. Analiza kształtu pokazuje, że skorupa jest cieńsza na biegunach, co prawdopodobnie wynika z ciekłego rdzenia.
Ponadto uważa się, że Merkury ma małe pole magnetyczne (1% naszego własnego), a może to być spowodowane płynnym zewnętrznym rdzeniem krążącym w stałym rdzeniu wewnętrznym, działającym jak dynama. Chociaż wciąż jest wiele spekulacji na temat tego, co powoduje pole magnetyczne, więc nie jest to wiarygodne w przypadku solidnej podstawy.
Poza tym istnieje logiczny proces myślowy, że większe planety są w stanie wytworzyć ogromne ilości ciepła i ciśnienia na swoich rdzeniach, które tworzą stopiony rdzeń lub co najmniej stopioną warstwę. Właśnie dlatego istnieje duży sceptycyzm wobec Merkurego, ponieważ jest on tak małą planetą, że jej rdzeń powinien był zestalić się dawno temu.