4. VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Korst (“graniet”) Mantel (“basalt”)
Vloeibare Fe-Ni Buitenkern
Vaste Fe-Ni Binnenkern
Mercurius Venus Aarde Mars
De aardachtige of terrestrische planeten
De vier binnenste planeten plus de Maan zijn allemaal vaste lichamen
met een steenachtig oppervlak. We kennen deze planeten intussen
redelijk goed, maar er zijn ook nog heel veel vragen…
Komt waterijs
voor op Mars?
Een relatief te
zware kern?
Comressie in
korst door krimp?
Planeet-wijd
magnetisch veld!
Geologisch zeer
actief!
Vulkanisch nog
actief?
Hete CO2-rijke
atmosfeer!
5. VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
De leefbare (“habitable”) zone rond onze zon
is erg afhankelijk van afstand tot de zon!
Vloeibaar WATER
miljarden jaren Afstand in AE
Aarde
Leefbare zone
thans
“de jonge
zwakke zon”
huidige situatie
conservatieve schatting
optimistische schatting
Bij toenemende kracht van de zon, zal de
Aarde in een té hete zone komen te liggen.
Dit heeft níets van doen met het broeikaseffect!Von Bloh 2004 Wo kann es Zwillinge der Erde geben.pdf
7. VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Dat de aarde geologisch actief is, laat deze foto zien van
een eruptie van de vulkaan “Etna” op Sicilië in 2002
gefotografeerd vanuit het Internationale Ruimte Station
8. VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Zuidelijke
Atlantische
Oceaan
Noordelijke
Atlantische
Oceaan
Ontstaan Alpen
9. VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Korst (“graniet”)
Mantel (“basalt”)
Vloeibare Fe-Ni Buitenkern
Vaste Fe-Ni Binnenkern
Aarde
Een aantal nauwkeurige seismometers verdeeld over een planeet of
maan én zware bevingen zijn nodig om de interne struktuur van een
planeet nauwkeurig te kunnen vaststellen.
10. 1VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Scoring Hotspots - Plume and Plate Paradigms (Anderson 2005)
aardrotatie
Vloeistofstroming
in de buitenkern
veroorzaakt
aardmagnetisch veldvaste Fe-Ni
binnenkern
5000 - 7000 °C
vloeibare
Fe-Ni
buitenkern
2500 - 5000 °C
plastische
basalt mantel
1300 - 2500 °C
e-
p+
11. 1VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
De magnetosfeer van de Aarde beschermd niet alleen
organisch leven tegen teveel harde straling, maar
beschermt óók de atmosfeer tegen erosie door zonnewind
Wikipedia 2008 Magnetosphere
12. 1VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
MERCURIUS
MESSENGER foto tijdens nadering 2de passage
(oktober 2008)
“Kuiper” inslagkrater
13. 1VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
foto’s en kaart van Mercurius van vóór het begin van de ruimtevaart
NASA 1978 The Voyage of Mariner 10
14. 1VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
NASA 1973 – 1974
Mariner-10 drie scheervluchten langs Mercurius
15. 1VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Mariner-10 (1974)
Reeksen van inslagen op Mercurius
16. 1VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Messenger (2008)
Het oppervlak van Mercurius
lijkt op dat van onze maan
17. 1VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Naast lokale magnetische velden
in de korst waarschijnlijk
overblijfsel van een magnetisme
dat gehele planeet beslaat
Géén vloeibare binnenkern
en ontbreken van mantel.
De interne struktuur van Mercurius
Afkoelende, relatief
grote, zware kern.
Krimp-tektoniek in
korst?
Koude, starre
en dikke korst
Messenger 2008
20. 2VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
http://astroprofspage.com/archives/1479
Mariner-10
Mariner-10 Mariner-10schalen van de foto’s verschillen
“weird”
chaotisch
terrein
Caloris
Basin
inslag
Het “weird” terrein op Mercurius kan mogelijkheid zijn onstaan na de
Caloris Basin inslag, waarbij schokgolven zich voortplantten door de planeet
en het oppervlak van de planeet verstoorden aan de tegenoverliggende
zijde.
21. 2VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Balogh & Giampieri 2002 Mercury the planet and its orbit
Mercurius, alhoewel klein, legt meer gewicht in de schaal
dan men zou verwachten in vergelijking met Venus,
Aarde en Mars, of zelfs de Maan…
22. 2VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Weggeslingerd materiaal van Mercurius (“ejecta”)
kan ook Venus en Aarde hebben bereikt!
Mogelijke ontstaansgeschiedenis van Mercurius
Horner, 2006, Space Research & Planetary Sciences, Bern, Switzerland
Computer simulaties laten zien dat proto-Mercurius 4,5 miljard jaar geleden
waarschijnlijk in botsing is gekomen met een grote asteroide. Daarbij is
een groot deel van de mantel van Mercurius de ruimte in geslingerd
24. 2VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Venus zoals we er vroeger over dachten…
25. 2VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
∗ZON
Aarde
Venus
(E) oost west (W)
Venus
∗
“avondster”
E W
∗
“ochtendster”
E W
Venus en Aarde
26. 2VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Venus gezien vanaf de Aarde
27. 2VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
NASA Mariner-10 (op weg naar Mercurius) – Foto in UV licht
Witte partijen
(“wolken”)
reflecteren
het van de zon
afkomstige UV licht
Donkere partijen
absorberen het UV licht
De chemie
achter deze
UV-absorptie
is nog
onbekend
Mariner-10 (1974)
30. 3VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
x Venera-13
Magellan radar kaart (98%) van Venus (resolutie ~ 300 m)
na meer dan 15.000 banen rond de planeet
1990 - 1994
31. 3VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Venera-13 kleurenfoto & zw-foto van het oppervlak van Venus
(Dolya Tessera, ten oosten van de Phoebe Regio)
A
B
32. 3VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Venera-13 foto “A” waarbij ook de horizon is gecorrigeerd
33. 3VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Venus “Pancake Domes” (Magellan)
~ 25 km
hoogte ~ 600 m
34. 3VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
5 km
windrichting
Mogelijk (recent nog) active vulkaan op Venus?
Magellan image P-38810 (8/12/91)
35. 3VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
3D weergave van het vulkanische Sapas Mons gebied op Venus. De kleuring
is gebaseerd op gegevens van kleurenfoto’s genomen door de Russische
landers op Venus, Venera 13 en 14.
36. 3VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Venus copyright 2000 Calvin J. Hamilton
Venus vloeibare
buitenkern?
Geen magnetisch veld
minder
plastische
mantel?
Geen plaattektoniek
zeer
starre
dikke
korst
Geen water
Relatief jong oppervlak
(~500 Ma)
Hoe is de planeet Venus
zijn water verloren?
37. 3VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Verlies van water van Venus
Waterstof (H) wordt door UV-straling
losgeslagen uit H2O (water) moleculen. De
vrijgekomen zuurstof (O) oxideert gassen in
de atmosfeer en het gesteente van Venus.
Aarde
zonnewind-deeltjes
e-
p+Aarde
Van Allen
gordels
Venus
zonnewind- én
atmosfeer-deeltjes
Omdat Venus geen sterk magnetisch veld
heeft, blaast de zonnewind de top van de
atmosfeer van Venus letterlijk de ruimte in…
38. 3VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
ESA Venus Express
april 2006 - heden
Waarnemingen van het wolkendek en het oppervlak in
ultraviolet (UV) en infrarood (IR)
39. 3VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
VIRTIS 5 June 2007 Magellan 1999
Het VIRTIS instrument van de Venus Express fotografeert
op 1 μm golflengte dóór het wolkendek heen en kan warmte
detecteren die afkomstig is van het oppervlak van Venus…
41. 4VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Venus Express - Dubbele werveling op de zuidpool van Venus
UV én IR
waarnemingen
42. 4VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
(incl. super-rotatie)zuidpool
VMC zuidpool opname
nachtzijde
opwarming
door
adiabatische
compressie
Een planeet-omvattend
klimaat model van Venus
is in zicht, dat hoewel nog
niet begrepen eenvoudiger
lijkt dan dat van de Aarde
43. 4VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
del. Carter Emmart in
Grinspoon 1997 Venus Revealed
44. 4VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
zuidpool
MARS
poolkap
waterijs en
CO2
atmosfeer
cycloon-type
wolkendek
hoogland
plaattektoniek?
laagland
géén (open) water!
45. 4VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Diameter: 12.756 km Diameter: 6.794 km
Lengte van de dag: 23h 56m Lengte van de dag: 24h 37m
Lengte van het jaar: 365,24 dagen Lengte van het jaar: 687 dagen
Ashelling: 23,5 graden (seizoenen) Ashelling: 25,2 graden (seizoenen)
Zwaartekracht: 1 g Zwaartekracht: 0,38 g
uit: Kalshoven 2008 De Rode Planeet.ppt
Vergelijking Aarde en Mars
46. 4VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
aug 1993 †
Mars Observer
27 nov 1971 Mars crash Mars-2
2 dec 1971 Mars landing Mars-3
4 juli 1997 Mars Pathfinder
with Sojourner rover
4 oktober 1957
Spoetnik-1
USSR
USA
12 feb 1961 Venus passage Venera-1
1950 1960 1970 20001980 1990
Exploratie van MARS
20 juli 1976
13 nov 1982
Viking Lander 1
orbiter-1
L-1
3 sep 1976
11 apr 1980
Viking Lander 2
orbiter-2
L-2
ESA
25 dec 2003
Mars Express
(Beagle 2
lander failed)
~mei 2009
2010
maart 2006
Mars Reconnaissance
Orbiter MRO
okt 2001
Mars Odyssey
sep 1997 – nov 2006
Mars Global Surveyor
mei 2008 Phoenix
25 jan 2004
Opportunity
4 jan 2004 Spirit
17 feb 2009
Dawn Flyby
14 juli 1965
Mars passage
Mariner-4
EERSTE FOTO’s
47. 4VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Ondanks de ijle atmosfeer kunnen flinke stofstormen
ontstaan, die weken duren en zich over de halve
planeet kunnen uitstrekken.
Hubble Ruimte Telescope
52. 5VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Mars Lander
Phoenix
Milanković
Viking 2
Lander
1976-1980
Noordpool
53. 5VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Phoenix afdaling met parachute op 25 mei 2008
gefotografeerd door de Mars Reconnaissance Orbiter
Heimdall inslagkrater
55. 5VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
POENIX graafgeultje:
Centimeters grote brokjes
helder materiaal in de zgn.
“Dodo-Goldilocks" geul
verdwenen deels in de loop
van vier dagen. Dit wordt
geïnterpreteerd waterijs te
zijn geweest, dat door
sublimatie (vast > gas) na
blootlegging in de droge
Martiaanse atmosfeer
verdampte.
21ste tot 25ste dag van de missie, of Sols 20
tot 24 (15 tot 19 juni 2008)
56. 5VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten
Becquerel
Mars
Reconnaissance
Orbiter
New computer simulations of Mercury's formation show the fate of material blasted out into space, when a large proto-planet collided with a giant asteroid 4.5 billion years ago. The simulations, which track the material over several million years, shed light on why Mercury is denser than expected and show that some of the ejected material would have found its way to the Earth and Venus.
"Mercury is an unusually dense planet, which suggests that it contains far more metal than would be expected for a planet of its size. We think that Mercury was created from a larger parent body that was involved in a catastrophic collision, but until these simulations we were not sure why so little of the planet's outer layers were reaccreted following the impact," said Dr Jonti Horner, who is presenting results at the Royal Astronomical Society's National Astronomy Meeting on 5th April.
To solve this problem, Dr Horner and his colleagues from the University of Bern ran two sets of large-scale computer simulations. The first examined the behaviour of the material in both the proto-planet and the incoming projectile; these simulations were among the most detailed to date, following a huge number of particles and realistically modelling the behaviour of different materials inside the two bodies. At the end of the first simulations, a dense Mercury-like body remained along with a large swathe of rapidly escaping debris.
The trajectories of the ejected particles were then fed in to a second set of simulations that followed the motion of the debris for several million years. Ejected particles were tracked until either they landed on a planet, were thrown into interstellar space, or fell into the Sun. The results allowed the group to work out how much material would have fallen back onto Mercury and investigate other ways in which debris is cleared up in the Solar System. The group found that the fate of the debris depended on whereabouts Mercury was hit, both in terms of its orbital position and in terms of the angle of the collision.
Whilst purely gravitational theory suggested that a large fraction of the debris would eventually fall back onto Mercury, the simulations showed that it would take up to 4 million years for 50% of the particles to land back on the planet and in this time many would be carried away by solar radiation. This explains why Mercury retained a much smaller proportion than expected of the material in its outer layers. The simulations also showed that some of the ejected material made its way to Venus and the Earth. While this is only a small fraction, it illustrates that material can be transferred between the inner planets relatively easily. Given the amount of material that would have been ejected in such a catastrophe, it is likely that there is a reasonable amount (possibly as much as 16 million billion tonnes [1.65x10^19 kg]) of proto-Mercury in the Earth.
Magellan image P-38810 (8/12/91) The comet-like tail trending northeast from this volcanic edifice is a relatively radar-bright deposit. The volcano, whose basal diameter is 5 kilometers (about 3 miles), is a local topographic high that has slowed down northeast trending winds enough to cause deposition of this material. The streak is 35 kilometers long and 10 kilometers (about 6 miles) wide. The volcano is located at the western end of Parga Chasma at 9.4 degrees south latitude, 247.5 degrees east longitude.
Sapas Mons is displayed in the center of this computer-generated three-dimensional perspective view of the surface of Venus. The viewpoint is located 527 kilometers (327 miles) northwest of Sapas Mons at an elevation of 4 kilometers (2.5 miles) above the terrain. Lava flows extend for hundreds of kilometers across the fractured plains shown in the foreground to the base of Sapas Mons. The view is to the southeast with Sapas Mons appearing at the center with Maat Mons located in the background on the horizon. Sapas Mons, a volcano 400 kilometers (248 miles) across and 1.5 kilometers (0.9 mile) high is located at approximately 8 degrees north latitude, 188 degrees east longitude, on the western edge of Atla Regio. Its peak sits at an elevation of 4.5 kilometers (2.8 miles) above the planet's mean elevation. Sapas Mons is named for a Phoenician goddess. The vertical scale in this perspective has been exaggerated 10 times. Rays cast in a computer intersect the surface to create a three-dimensional perspective view. Simulated color and a digital elevation map developed by the U.S. Geological Survey are used to enhance small-scale structure. The simulated hues are based on color images recorded by the Soviet Venera 13 and 14 spacecraft. The image was produced by the Solar System Visualization project and the Magellan Science team at the JPL Multimission Image Processing Laboratory and is a single frame from a video released at the April 22, 1992 news conference.