Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Ганимед  (Прочитано 9067 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Olweg

  • *****
  • Сообщений: 12 592
  • Благодарностей: 267
    • Сообщения от Olweg
Re: Ганимед
« Ответ #20 : 24 Авг 2005 [23:10:32] »
Прикинул отношение средней скорости молекул атмосфер ко второй космической для некоторых планет. Температуру вычислял через солнечную (звездную) постоянную для орбиты планеты с учетом альбедо. Т.е. без учета парникового эффекта. Убегание происходит в верхних слоях, так что такая оценка, наверное, корректна в первом приближении.

Итак, при отношении скоростей более 0.2 за миллиард лет будет потеряно более половины газа с заданной молекулярной массой. Для внутренних планет основным газом является CO2, m=44. Получились следующие значения: Меркурий - 0.14, Венера - 0.04, Луна - 0.20, Марс - 0.08. То есть атмосфера Меркурия могла существовать на протяжении сотен миллионов или даже первых миллиардов лет. Интересно.

У внешних планет атмосферы в основном азотные, m=28. У Ганимеда с Титаном получаются почти такие же значения, как и у Меркурия - 0.13. Очевидно, что без вулканической подпитки Титан должен был уже потерять атмосферу. У Плутона отношение 0.18. По-видимому, атмосферу спасает периодическое вымерзание на большую часть года.

Интересно было также прикинуть скорости убегания для недавно открытых "сверхземель" - Gliese 876 и 55 Рака e. У первой масса 7.5, у второй вероятно 18 земных. Для водорода H2 отношение составляет 0.13-0.20 и 0.13-0.21 соответственно. Нижнее значение соответствует плотности 7 г/см3 и альбедо 0.7, верхнее - плотности 1 г/см3 и альбедо 0.1. Однако для атомарного H отношение достигает 0.18 - 0.30. Учитывая солидный возраст обеих звезд, можно заключить, что водорода в атмосфере не сохранилось. Для углекислоты значение близко к венерианскому - 0.03 - 0.04, то есть тут все вполне стабильно. Неясно, что будет происходить с водой. Сама по себе молекула достаточно тяжела, но ультрафиолет желтого и вспышки красного карликов будут расщеплять ее на убегающий водород и остающийся кислород. Вопрос в том, насколько интенсивно будет протекать процесс. В общем, вырисовываются два варианта - "сверхвенеры" с мощными углекислотными атмосферами либо океаниды с "паровыми" атмосферами.
Водород - это лёгкий газ без цвета и запаха, который при достаточном количестве времени превращается в людей. © Эдвард Гаррисон

Оффлайн Encycler

  • *****
  • Сообщений: 532
  • Благодарностей: -6
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Encycler
Re: Ганимед
« Ответ #21 : 25 Авг 2005 [12:45:37] »
Не знаю, тут приводились расчеты, что у Титана атмосфера стабильная и с запасом.

Оффлайн Olweg

  • *****
  • Сообщений: 12 592
  • Благодарностей: 267
    • Сообщения от Olweg
Re: Ганимед
« Ответ #22 : 25 Авг 2005 [23:06:36] »
Отношение изотопов азота у него говорит о больших потерях в прошлом. К тому же полностью отсутствует аргон, за исключением изотопа аргона-40, который образуется в результате распада калия-40. Аргон-36 должен был сохраниться из первичной атмосферы, но его не обнаружили.
Водород - это лёгкий газ без цвета и запаха, который при достаточном количестве времени превращается в людей. © Эдвард Гаррисон

Оффлайн vika vorobyevaАвтор темы

  • ASTRONOMY.RU
  • *****
  • Сообщений: 8 368
  • Благодарностей: 447
    • Сообщения от vika vorobyeva
    • Записки Вики Воробьевой
Re: Ганимед
« Ответ #23 : 30 Авг 2005 [14:51:38] »
Насколько мне известно, в настоящее время считается, что атмосферы всех небольших планет имеют вторичное происхождение, т.е. образуются из вулканических газов. Поэтому в атмосферах планет земной группы и Титана первичного аргона-36 практически нет, весь аргон – это аргон-40, образовавшийся в результате радиоактивного распада калия-40.
 
В общем, по зрелому размышлению получается такая картина.
Ганимед лишен заметной атмосферы по той же причине, по которой мощной углекислотной атмосферы лишена Земля :) Ганимед – планета умеренной тектонической активности, дегазация его недр неизбежно происходила в прошлом, и, возможно, происходит в настоящее время. Однако вулканические газы растворялись в обширной водной мантии, формируя соленый (по-видимому, в основном сульфатный) подледный океан. Лишенная воды Ио не имеет этих проблем и извергает большое количество сернистого газа и других соединений серы.
В связи с этим интересно, что показывают спектры Ганимеда. Есть ли на его поверхности следы серы вообще и сульфатов в частности? Вообще, каков состав его поверхности, что там лежит, кроме льда?

Правда, по-прежнему непонятно, почему у Ганимеда нет хотя бы тонкой атмосферы из аргона-40. Аргон – инертный газ, из-за своей одноатомности устойчивый к диссоциации, его потенциал ионизации 15,76 эв (дальний ультрафиолет). Его растворимость в воде 3,3 см3 в 100 г при нормальном давлении и температуре 20С.
Кстати, это говорит о том, что значительное количество аргона может быть растворено в подледном океане Ганимеда :o
Ушла считать.
« Последнее редактирование: 30 Авг 2005 [14:53:09] от vika vorobyeva »
я не заметила момента
когда мой замок из песка
стал превращаться в криворожский
железорудный комбинат

Оффлайн vika vorobyevaАвтор темы

  • ASTRONOMY.RU
  • *****
  • Сообщений: 8 368
  • Благодарностей: 447
    • Сообщения от vika vorobyeva
    • Записки Вики Воробьевой
Re: Ганимед
« Ответ #24 : 31 Авг 2005 [11:38:41] »
Нашла неплохую статью о моделировании внутреннего строения галилеевых спутников Юпитера, в том числе Ганимеда:

http://geo.web.ru/conf/khitariada/5-2000.1/planet8.pdf

Согласно этому исследованию, жидкий океан Ганимеда может иметь глубину 140-230 км и располагаться под твердой ледяной корой толщиной 30-120 км. Я думаю, толщина и коры, и океана Ганимеда меняется от точки к точке в соответствии с рельефом местности.

Примем в качестве грубой оценки глубину глобального подледного океана в 150 км и подсчитаем, сколько аргона может в нем раствориться.
Объем тонкой сферической оболочки приблизительно равен
V = 4 * пи * R2 * дельтаR,
Где R – радиус оболочки,
а дельтаR – ее толщина.
Для Ганимеда примем R = 2634 км – 100 км = 2534 км, дельтаR = 150 км, отсюда
V = 1,2 * 1010 км3 (приблизительный объем подледного океана Ганимеда).

Итак, в 100 г воды при 20С растворяется 3,3 см3 аргона, а во всем подледном океане Ганимеда – 4 * 1014 м3.
Немало!

Оценим эффективную высоту атмосферы, которая получится, если весь этот аргон извлечь из воды.
Рассмотрим «ломтик» воды площадью 100 см2 и глубиной 1 см (это как раз 100 г). В нем содержится 3,3 см3 аргона. Рассмотрим другой «ломтик» той же площади и глубиной 150 км. В нем содержится 3,3 * 1,5 * 107 см3 аргона, что дает эффективную высоту атмосферы в 5 км!!! :o Всего в полтора раза меньше, чем на Земле!
Иначе говоря, подледный океан Ганимеда может без труда аккумулировать весь аргон-40, накопившийся в его недрах за все время эволюции.
В общем, ответ на вопрос, почему на Ганимеде нет атмосферы, примерно такой: вся растворилась в океане :)
я не заметила момента
когда мой замок из песка
стал превращаться в криворожский
железорудный комбинат

Оффлайн vika vorobyevaАвтор темы

  • ASTRONOMY.RU
  • *****
  • Сообщений: 8 368
  • Благодарностей: 447
    • Сообщения от vika vorobyeva
    • Записки Вики Воробьевой
Re: Ганимед
« Ответ #25 : 05 Сен 2005 [13:00:42] »
Продолжаем мучить Ганимед :)
Я посчитала, при какой минимальной толщине льда вода под ним может находиться в жидком состоянии.
Итак, давление тройной точки воды 4,58 мм ртутного столба или 610 Па.
С другой стороны, давление столба вещества определяется формулой
P = p * g * h,
где p – плотность вещества,
g – ускорение свободного падения на поверхности планеты,
h – высота столба вещества.
Ускорение свободного падения на поверхности Ганимеда
G = гамма * M / R2 и равно 1,42 м/с2, т.е. 14,5% от земного.
Для льда р = 900 кг/м3, отсюда h = 0,48 м.
Всего полметра льда достаточно, чтобы вода не вскипела и осталась жидкой!
Понятно, что реально ледяной слой будет гораздо толще из-за низких температур на поверхности Ганимеда, но в принципе трещины между отдельными ледяными блоками могут подходить буквально к самой поверхности, не вызывая извержений водяного пара подобно тем, что происходят на южном полюсе Энцелада :)
я не заметила момента
когда мой замок из песка
стал превращаться в криворожский
железорудный комбинат

Оффлайн Полушин Алексей

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 48
  • Благодарностей: 16
    • Сообщения от Полушин Алексей
Re: Ганимед
« Ответ #26 : 05 Сен 2005 [19:07:23] »
Цитата
Продолжаем мучить Ганимед
Я посчитала, при какой минимальной толщине льда вода под ним может находиться в жидком состоянии.
Итак, давление тройной точки воды 4,58 мм ртутного столба или 610 Па.
...
Всего полметра льда достаточно, чтобы вода не вскипела и осталась жидкой!
Но тройной точке воды соответствует температура T=273,16К. А при дальнейшем снижении температуры падает и давление, необходимое для поддержания воды в жидком состоянии. С помощью диаграммы фазового состояния воды легко найти, что, к примеру, уже при T=255К вода останется жидкой при 125Па. С дальнейшим понижением температуры требуемое давление продолжает падать (зависимость похожа на логарифмическую. Экстраполировав кривую, я выяснил, что при T=170К, p=10Па).
 А если учесть, что под слоем льда Ганимеда скорее всего находится не чистая вода, а раствор солей (как тут предполагали, сульфатов), то в соответствии с законом Рауля заставить эту жидкость вскипеть будет еще труднее (как и заморозить, кстати). Получается, что даже самая ничтожная ледяная пленка не позволит подледному океану испаряться.
 Соответственно, выбросы пара на Энцеладе, скорее всего, вовсе не следствие разломов. Наоборот, это разломы ледяного покрова являются следствием выбросов пара   ;). Видимо, недра Энцелада сильно нагреты, вот вода и вскипает...
 П.С.: Кстати, интересно, попадает ли Ганимед в радиационные пояса Юпитера? Если да, то кроме воды, в ледяной корке м.б. значительное количество перекиси водорода.

Оффлайн an

  • *****
  • Сообщений: 588
  • Благодарностей: 49
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от an
Re: Ганимед
« Ответ #27 : 05 Сен 2005 [19:33:14] »
В радиационные пояса Ганимед попадает (и даже Каллисто периодически).

Оффлайн vika vorobyevaАвтор темы

  • ASTRONOMY.RU
  • *****
  • Сообщений: 8 368
  • Благодарностей: 447
    • Сообщения от vika vorobyeva
    • Записки Вики Воробьевой
Re: Ганимед
« Ответ #28 : 06 Сен 2005 [14:13:39] »
Но тройной точке воды соответствует температура T=273,16К. А при дальнейшем снижении температуры падает и давление, необходимое для поддержания воды в жидком состоянии. С помощью диаграммы фазового состояния воды легко найти, что, к примеру, уже при T=255К вода останется жидкой при 125Па.

А разве при понижении давления ниже тройной точки вода может существовать в жидком состоянии? Мне всегда казалось, что при низком (ниже 610 Па) давлении в равновесии находятся лед и пар, т.е. лед сублимируется, минуя жидкое состояние ::)
я не заметила момента
когда мой замок из песка
стал превращаться в криворожский
железорудный комбинат

Оффлайн Полушин Алексей

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 48
  • Благодарностей: 16
    • Сообщения от Полушин Алексей
Re: Ганимед
« Ответ #29 : 06 Сен 2005 [15:04:04] »
Цитата
А разве при понижении давления ниже тройной точки вода может существовать в жидком состоянии?
Да, действительно... Что-то я тут стормозил... :P

bob

  • Гость
Re: Ганимед
« Ответ #30 : 08 Сен 2005 [09:34:58] »
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,7476.msg204913.html#msg204913
Интереснейшее последнее сообщение уважаемого bobyl, кажется проливает свет на отсутствие атмосфер и странный состав многих спутников планет-гигантов. Ключ во взаимодействии и развитии колец планет (вот почему "по формулам" атмосфера должна быть, а её нет).

Оффлайн vika vorobyevaАвтор темы

  • ASTRONOMY.RU
  • *****
  • Сообщений: 8 368
  • Благодарностей: 447
    • Сообщения от vika vorobyeva
    • Записки Вики Воробьевой
Re: Ганимед
« Ответ #31 : 08 Сен 2005 [11:08:40] »
Не очень поняла, как из факта быстрой эволюции колец Сатурна следует факт отсутствия атмосферы у Ганимеда :)
я не заметила момента
когда мой замок из песка
стал превращаться в криворожский
железорудный комбинат

bob

  • Гость
Re: Ганимед
« Ответ #32 : 08 Сен 2005 [11:25:03] »
Не очень поняла, как из факта быстрой эволюции колец Сатурна следует факт отсутствия атмосферы у Ганимеда :)
Любой спутник, даже тот, который сейчас кольца не касается, мог пережить эпоху тесного взаимодействия с кольцом. А кольцо Юпитера раньше могло быть намного мощнее. Результаты такого взаимодействия моделированию не очень поддаются.

Оффлайн Корецкий

  • ***
  • Сообщений: 248
  • Благодарностей: 6
    • Сообщения от Корецкий
Re: Ганимед
« Ответ #33 : 16 Сен 2005 [04:16:13] »
Уважаемая Вика и другие славные участники данной дискуссии! Мне пришла в башку простенькая, но, может быть, не лишенная логики мысль. Допуская в принципе, что климат на ряде планетоидов в прошлом был динамичней и теплее, а атмосфера – ощутимей, нам следует искать на фотографиях их поверхности какие-то следы эоловой, то бишь ветровой деятельности – при оптимальном варианте – дюны.  Вообще-то странно, что такого рода следов древних атмосфер ни на одном из четырех «глав.спутников» Юпитера нет. Ну, с Ио понятно: там «все течет, все меняется»,  кора Европы – тоже, будем надеяться, сравнительно динамична. Но почему на Каллисто нет ничего, кроме роскошной коллекции катеров? Т.е. никакой  «серьезной» атмосферы у Галлиеевских спутников не было никогда :'(  ???

Такая «очепятка» классная: коллекции катеров. Не буду исправлять, пусть народ поехидничает! ;D
« Последнее редактирование: 16 Сен 2005 [04:56:51] от Корецкий »

bob

  • Гость
Re: Ганимед
« Ответ #34 : 16 Сен 2005 [10:31:55] »
Уважаемая Вика и другие славные участники данной дискуссии! Мне пришла в башку простенькая, но, может быть, не лишенная логики мысль. Допуская в принципе, что климат на ряде планетоидов в прошлом был динамичней и теплее, а атмосфера – ощутимей, нам следует искать на фотографиях их поверхности какие-то следы эоловой, то бишь ветровой деятельности – при оптимальном варианте – дюны.  Вообще-то странно, что такого рода следов древних атмосфер ни на одном из четырех «глав.спутников» Юпитера нет. Ну, с Ио понятно: там «все течет, все меняется»,  кора Европы – тоже, будем надеяться, сравнительно динамична. Но почему на Каллисто нет ничего, кроме роскошной коллекции катеров? Т.е. никакой  «серьезной» атмосферы у Галлиеевских спутников не было никогда :'(  ???

Такая «очепятка» классная: коллекции катеров. Не буду исправлять, пусть народ поехидничает! ;D
Катастрофические процессы при оледенении и образовании современной коры покончили бы с любыми дюнами. Это не Луна, где почти ничего не происходит.

Оффлайн Корецкий

  • ***
  • Сообщений: 248
  • Благодарностей: 6
    • Сообщения от Корецкий
Re: Ганимед
« Ответ #35 : 17 Сен 2005 [03:04:38] »
Я еще сглупил, не учтя того, что лед - штука вообще-то весьма пластичная, при определеных условиях приобретающая свойства аморфности, и т.п. Мелкие частицы "грязного" льда слипаются, и вовсе не склонны к дроблению. С другой стороны, поверхность Каллисто ведь жутко древняя. На ней сохранились следы катастроф, которых не было в Системе уже миллиарды лет -эти два, так называемых "бычьих глаза" с их многократными концентрическими валами :-\