惑星に液体コアがあるかどうかをどのように検出しますか?


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地球の場合、私たちの知る限り、惑星の内部構造について多くのヒントがありますが、最も重要なのは地震波の解析です。

火星や金星などの他の固体惑星に固体または液体のコアがあるかどうかを検出する機器はありますか?リモートセンシングを使用することは可能ですか?

回答:


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これがどのように達成されるかを示す良い方法は、ケーススタディを示すことです。以下に、水星が液体の核を持っているという理論をどのようにして作ったのかを詳しく説明します。

特性を明確にすることは決してありませが、データを使用して、真実の正確な表現であると信じる理論を推測および作成することができます。


メッセンジャー宇宙船は、水銀表面、宇宙環境、地球化学、測距を分析する目的で打ち上げられました(そのためメッセンジャー)。

メッセンジャーには、以下の画像に詳細に示すように、実験を行うための多数の機器が搭載されていました。

メッセンジャー機器

水銀レーザー高度計

それでは、MLAは、水星に液体の核があるかどうかをどのように判断しますか?MLAの目的は次のとおりです。

惑星のわずかな強制的な秤動(その回転軸についてのぐらつき)を追跡します。これにより、水星の核の状態が研究者に伝えられます。

レーザー高度計はどのように機能しますか?

レーザー高度計は、飛行機、ヘリコプター、または衛星から操作されます。赤外線レーザー放射の短い閃光の飛行時間を測定することにより、[惑星]表面までの距離を決定します。機器はレーザーパルスを放出し、レーザーパルスは表面に到達し、そこで反射されます。反射された放射の一部はレーザー高度計に戻り、検出され、パルスが送信されたときに開始された時間カウンターを停止します。距離は、光の速度を考慮して簡単に計算されます。

この技術を使用すると、惑星表面の3D視覚化を構築できます。

このマッピングから科学者が発見したことは、次のとおりです。

惑星の地殻は低緯度では厚く、極では薄くなります。これは、惑星が液体の外核を持つ可能性があることを示唆する分布です。また、その核は惑星に比べて大きく、惑星の半径の85%を占め、地球よりはるかに大きい。

彼らはどのようにしてこの結論に達しましたか?このペーパーでは詳細に説明します。 (フルバージョンは無料ですが、サイトへのサインアップが必要です。サインアップも無料で無料で、メールやニュースレターの受信をオフにすることができます)

最も注目すべき部分は、次の抜粋と画像です。

ケイ酸塩地殻とマントル、および固体と液体の層を含む可能性のある鉄に富むコアを含む100万以上のモンテカルロモデルの結果の慣性モーメントパラメータが示されています

ここに画像の説明を入力してください

(A)水星の液体コアの外半径。(B)液体コアの上にある固体シェルの平均密度

結論

基本的に、レーザー高度計によって取得された特定の読み取り値により、惑星表面の3次元形状をマッピングできます。形状の分析により、地殻は極で薄く、液体コアが原因である可能性が高いことがわかります。

これに加えて、水星は小さな磁場(私たち自身の1%)を持っていると考えられており、これはダイナモのように作用する固体の内部コアを循環する液体の外部コアによるものかもしれません。磁場を引き起こす原因についてはまだ多くの推測がありますが、これは安定した足場に使用するには信頼できません。

それとは別に、より大きな惑星は、コアに膨大な量の熱と圧力を作り出し、融解したコア、または少なくとも融解した層を作り出すことができるという論理的な思考プロセスがあります。水星は非常に小さな惑星であり、その核ずっと前に固化したはずだったので、これが水星に対して多くの懐疑論が存在する理由です。

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