Planetarische Unterscheidung

In der planetarischen Wissenschaft ist planetarische Unterscheidung der Prozess des Trennens verschiedener Bestandteile eines planetarischen Körpers demzufolge ihres physischen oder chemischen Verhaltens, wo sich der Körper in compositionally verschiedene Schichten entwickelt; die dichteren Materialien eines Planeten sinken zum Zentrum, während sich weniger dichte Materialien zur Oberfläche erheben. Solch ein Prozess neigt dazu, einen Kern und Mantel zu schaffen. Manchmal formt sich eine chemisch verschiedene Kruste oben auf dem Mantel. Der Prozess der planetarischen Unterscheidung ist auf Planeten, Zwergplaneten, der Asteroid 4 Vesta und natürliche Satelliten (wie der Mond) vorgekommen.

Heizung

Als die Sonne, die im Sonnennebelfleck, dem Wasserstoff, dem Helium und den anderen flüchtigen Materialien entzündet ist, im Gebiet in der Nähe von der Sonne verdampft wurde. Der Sonnenwind und Strahlendruck haben solches Material der niedrigen Dichte weg von der Sonne gezwungen. Felsen und die Elemente, die sie umfassen, wurden ihrer frühen Atmosphären beraubt, aber sie ist geblieben, um in protoplanets anzuwachsen.

Protoplanets hatte höhere Konzentrationen von radioaktiven Elementen früh in ihrer Geschichte, deren Menge mit der Zeit wegen des radioaktiven Zerfalls abgenommen ist. Wegen der Radioaktivität heizend, haben Einflüsse und Gravitationsdruck Teile von protoplanets geschmolzen, als sie dazu gewachsen sind, Planeten zu sein. In geschmolzenen Zonen war es für dichtere Materialien möglich, zum Zentrum zu sinken, während sich leichtere Materialien zur Oberfläche erhoben haben. Die Zusammensetzungen von einigen Meteorsteinen zeigen, dass Unterscheidung auch in einigen Asteroiden stattgefunden hat.

Wenn protoplanets mehr Material anwachsen lassen, verursacht die Energie am Einfluss lokale Heizung. Zusätzlich zu dieser vorläufigen Heizung schafft die Gravitationskraft in einem genug großen Körper Druck und Temperaturen, die genügend sind, um einige der Materialien zu schmelzen. Das erlaubt chemischen Reaktionen und Dichte-Unterschieden, Materialien und weiche Materialien zu mischen und zu trennen, um sich über die Oberfläche auszubreiten.

Auf der Erde ist ein großes Stück von geschmolzenem Eisen genug dichter als Kontinentalkruste-Material, dass es seinen Weg durch die Kruste zum Mantel heruntersetzen kann. Im Außensonnensystem kann ein ähnlicher Prozess stattfinden, aber mit leichteren Materialien: Sie können Kohlenwasserstoffe wie Methan, Wasser als Flüssigkeit oder Eis oder eingefrorenes Kohlendioxyd sein.

Chemische Unterscheidung

Bemerken Sie, dass, obwohl Schüttgüter äußer oder innerlich gemäß ihrer Dichte differenzieren, die Elemente, die in ihnen chemisch gebunden werden, gemäß ihren chemischen Sympathien fraktionieren, "hat vorwärts" durch reichlichere Materialien getragen, mit denen sie vereinigt werden. Zum Beispiel, obwohl das seltene Element-Uran als ein reines Element sehr dicht ist, ist es als ein Spurenelement in der leichten, am Silikat reichen Kruste der Erde chemisch vereinbarer als im dichten metallischen Kern.

Physische Unterscheidung

Gravitationstrennung

Dichte Materialien neigen dazu, durch leichtere Materialien zu sinken. Diese Tendenz wird durch die Verhältnisstrukturkräfte betroffen, aber solche Kraft wird bei Temperaturen reduziert, wo beide Materialien plastisch oder geschmolzen sind. Eisen, das allgemeinste Element, das wahrscheinlich eine sehr dichte geschmolzene Metallphase bilden wird, neigt dazu, sich zum planetarischen Innere zu sammeln. Damit reisen viele siderophile Elemente (d. h. Materialien, die gern mit Eisen beeinträchtigen) auch nach unten. Jedoch machen nicht alle schweren Elemente diesen Übergang, weil einige chalcophilic schwere Elemente ins Silikat der niedrigen Dichte und die Oxydzusammensetzungen binden, die in der entgegengesetzten Richtung differenzieren.

Der wichtige compositionally hat differenziert Zonen in der festen Erde sind der sehr dichte eisenreiche metallische Kern, der weniger dichte am Magnesiumsilikat reiche Mantel und die relativ dünne, leichte Kruste zusammengesetzt hauptsächlich aus dem Silikat von Aluminium, Natrium, Kalzium und Kalium. Noch leichter noch sind der wässerige flüssige Hydrobereich und die gasartige, am Stickstoff reiche Atmosphäre.

Leichtere Materialien versuchen, sich durch das Material mit einer höheren Dichte zu erheben. Sie können genannten diapirs der kuppelförmigen Formen übernehmen, wenn sie so tun. Auf der Erde sind Salz-Kuppeln Salz diapirs in der Kruste, die sich durch die Umgebung des Felsens erheben. Diapirs von geschmolzenen Silikat-Felsen der niedrigen Dichte wie Granit sind weithin bekannt und in der oberen Kruste der Erde reichlich. Das wasserhaltige, niedrige Dichte serpentinite gebildet durch die Modifizierung des Mantel-Materials an subduction Zonen kann sich auch zur Oberfläche als diapirs erheben. Andere Materialien tun ebenfalls: Eine niedrige Temperatur, Nah-Oberflächenbeispiel wird durch den Schlamm volcanos zur Verfügung gestellt.

Der KREEP des Monds

Auf dem Mond ist ein kennzeichnendes basaltisches Material gefunden worden, dass das in "unvereinbaren Elementen" wie Kalium, seltene Erdelemente und Phosphor hoch ist und häufig auf durch die Abkürzung KREEP verwiesen wird. Es ist auch in Uran und Thorium hoch. Diese Elemente werden von den Hauptmineralen der Mondkruste ausgeschlossen, die aus seinem urzeitlichen Magma-Ozean kristallisiert hat, und der KREEP Basalt gefangen worden sein kann, weil eine Chemikalie zwischen der Kruste und dem Mantel mit gelegentlichen Ausbrüchen zur Oberfläche differenziert.

Das Bruchschmelzen und die Kristallisierung

Das Magma in der Erde wird durch das teilweise Schmelzen eines Quellfelsens schließlich im Mantel erzeugt. Die schmelzen Extrakte ein großer Teil der "unvereinbaren Elemente" von seiner Quelle, die in den Hauptmineralen nicht stabil sind. Wenn sich Magma über einer bestimmten Tiefe erhebt, fangen die aufgelösten Minerale an, am besonderen Druck und den Temperaturen zu kristallisieren. Die resultierenden Festkörper entfernen verschiedene Elemente vom Schmelzen und schmelzen wird so jener Elemente entleert. Die Studie von Spurenelementen in Eruptivfelsen gibt uns so Information darüber, welche Quelle, die dadurch geschmolzen ist, wie viel man ein Magma erzeugt, und welche Minerale vom Schmelzen verloren worden sind.

Thermodiffusion

Wenn Material uneben geheizt wird, wandert leichteres Material zu heißeren Zonen ab, und schwereres Material wandert zu kälteren Gebieten ab, der als thermophoresis, thermomigration, oder die Wirkung von Soret bekannt ist. Dieser Prozess kann Unterscheidung in Magma-Räumen betreffen.

Unterscheidung durch die Kollision

Der Mond der Erde hat sich wahrscheinlich aus dem Material geformt, das in die Bahn durch den Einfluss eines großen Körpers in die frühe Erde bespritzt ist. Die Unterscheidung auf der Erde hatte wahrscheinlich bereits viele leichtere Materialien zur Oberfläche bereits getrennt, so dass der Einfluss einen unverhältnismäßigen Betrag des Silikat-Materials von der Erde entfernt hat, und die Mehrheit des dichten Metalls zurückgelassen hat. Die Dichte des Monds ist wesentlich weniger als diese der Erde wegen seines Mangels an einem großen Eisenkern.

Dichte-Unterschiede auf der Erde

Auf der Erde haben physische und chemische Unterscheidungsprozesse zu einer crustal Dichte von etwa 2700 Kg/M im Vergleich zur Dichte von 3400 Kg/M des compositionally verschiedenen Mantels gerade unten geführt, und die durchschnittliche Dichte des Planeten ist als Ganzes 5515 Kg/M.

Theorien der Kernbildung

  • Eisenkatastrophe
  • Regenmodell

Louis Néel / Nachrichten
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