Спектр масс и скоростей падающих тел, состав тел и его вариации

Спектр масс и скоростей падающих тел, состав тел и его вариации

 

В наших расчетах по стандартному сценарию формирования Земли получены спектр масс и скоростей тел, формировавших планету, и оценен темп роста планеты. Достаточно наглядное представление о массах тел в зоне растущей планеты и частоты их падений дает рис. 9.

Осредненный состав тел в зоне планет земной группы, включая пояс астероидов, согласно современной парадигме близок к составу хондритов. В то же время давно показано, что ни из одного отдельного класса углистых (CI, CM, CV, СО), обыкновенных (Н, L, LL), энстатитовых (EH, EL) и других хондритов и ахондритов Землю построить нельзя. Можно подобрать смесь из известных классов метеоритов, представленных в земных коллекциях, удовлетворяющую одновременно изотопным, геохимическим и геофизическим критериям (Витязев, Печерникова, 1989; Печерникова, Витязев, 1989), но нет гарантии, что существенная доля вещества была привнесена планетезималями в среднем хондритового, но в остальном (содержание железа, степень окисленности и т.д.) весьма вариабельного состава, которые либо полностью выпали на планеты, либо еще не обнаружены, например, в поясе астероидов.

 

120911 1706 5 Спектр масс и скоростей падающих тел, состав тел и его вариации

Рис. 9. Уменьшение со временем частоты столкновений растущей Земли с планетезималями в интервале диаметров: 1- 0.5 ÷ 1 км, 2 — 1 ÷ 2 км, 3 — 2 ÷ 4 км, 4 — 4 ÷ 8 км, 5 — 8 ÷ 16 км, 6 — 16 ÷ 32 км, 7 — 32 ÷ 64 км, 8 — 64 ÷ 128 км, 9 — 128 ÷ 256 км.

 

 

Сводка данных по массовым расчетам ударов падающих тел

 

Диапазон размеров тел, падавших на растущую планету, огромен — от субмикронных размеров для межпланетной и межзвездной пыли до сотен км в поперечнике для крупнейших тел, т. е. составлял 13 порядков. Физика ударных процессов для падающих тел в диапазоне 1-10 км изучалась в последние годы многими исследователями в связи с проблемой формирования кратеров на поверхностях Земли и других планет. Для заключительных стадий растущей Земли необходимо важны оценки последствий падений достаточно крупных — 10-100 км -тел, так как именно они определяли в основном характер процессов на этой стадии. Понятно, что процесс носит вероятностный характер, средняя частота падений показана на рис. 9.

 

120911 1706 6 Спектр масс и скоростей падающих тел, состав тел и его вариации

Рис. 9. Уменьшение со временем частоты столкновений растущей Земли с планетезималями в интервале диаметров: 1 — 0.5 ÷ 1 км, 2 — 1 ÷ 2 км, 3 — 2 ÷ 4 км, 4 — 4 ÷ 8 км, 5 — 8 ÷ 16 км, 6 — 16 ÷ 32 км, 7 — 32 ÷ 64 км, 8 — 64 ÷ 128 км, 9 — 128 ÷ 256 км.

 

На основании наших оценок присутствия крупных тел в зонах формирования планет было предложено провести в ИДГ РАН рассчеты последствий падений тел диаметром от 1 км до сотен км, оценить размеры формирующихся кратеров, количество испаренного и расплавленного вещества ударника, океанической воды, коры и мантии, выброшенного испарившегося и выпавшего сконденсированного на поверхность планеты вещества (Печерникова, Витязев, 2005).

В ИДГ РАН ведутся массовые расчеты процессов, сопровождающих падения тел, в достаточно широких диапазонах масс и размеров тел, скоростей падения, углов вхождения в атмосферу, состава тел. Расчеты ведутся для различных вариаций свойств мишени, толщины и состава коры, присутствия океана той или иной глубины, различных вариантов теплового профиля и реологических свойств верхней оболочки. Для ранних стадий эволюции Земли существенна относительно высокая частота падений, т. е. кумулятивные эффекты множественных ударов. Поэтому нами была поставлена цель — получение параметризованных формул для интегральных оценок количества ударных расплавов, доли испаренного вещества и вещества, выбрасываемого на высотные орбиты, эрозии атмосферы и т.п. при падении множества тел.

 

120911 1706 7 Спектр масс и скоростей падающих тел, состав тел и его вариации

Рис. 10. Отношение расплавленной массы мантии (кружки) и коры (квадраты) к массе ударника при ударах астероидов со скоростью 20 км/с (тонкие линии) и комет со скоростью 50 км/с (толстые линии) (Светцов, 2007).

 

120911 1706 8 Спектр масс и скоростей падающих тел, состав тел и его вариации

Рис. 11. Отношение испаренной массы мантии (кружки) и коры (квадраты) к массе ударника при ударах астероидов со скоростью 20 км/с (тонкие линии) и комет со скоростью 50 км/с (толстые линии) (Светцов, 2007).

 

Согласно численным расчетам (Shuvalov, Dypvik, 2004; Svetsov, 2006; Светцов, 2007, 2008), испаренная масса верхней оболочки в единичном ударе составляет 0.07—0.1 от массы ударника для 50-км тел (для астероидных тел, имеющих скорости около 15-20 км/с). Испаренное породообразующее вещество быстро (сутки) остывает, конденсируется и выпадает на планету. Очень малая доля его (порядка первых процентов) может уходить в межпланетное пространство. Отношение массы расплавленной мантии к массе ударника для тех же тел составляет от 10 для 50-км тел до 100 для 400-км. Результаты этих расчетов подтверждают вывод, полученный нами ранее (Витязев и др., 1990; Печерникова, Витязев, 2005). При падении меньших тел объемы расплавов быстро уменьшаются с уменьшением размера ударника, и выпадение части вещества в виде пыли и мелких обломков на растущую планету не приводит к существенному нагреву и плавлению. На основной стадии роста планеты, когда были достигнуты скорости падения больше 3-5 км/с и в то же время доля крупных тел по массе составляла более половины, верхняя оболочка планеты в местах ударов крупных тел претерпевала неоднократное плавление.

 


Если Вы ищите сайт, который предлагает качественные и недорогие будки и металлические вольеры для собак, тогда я советую Вам обратить внимание на сайт www.dogcatdog.ru, опытные специалисты которого сделаю для Вашего четвероногого любимца уютный домик.


Найти на unnatural: Спектр масс скоростей падающих тел состав тел его вариации
Автор: admin | 9 Декабрь 2011 | 139 просмотров

Новые статьи:

Оставить комментарий:

Все размещенные на сайте материалы без указания первоисточника являются авторскими. Любая перепечатка информации с данного сайта должна сопровождаться ссылкой, ведущей на www.unnatural.ru.