1VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

VUH LEZINGwoensdag 17 december 2008

De aardachtige planetenin ons zonnestelsel

door Rob Smit

2VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

aardachtige of

terrestrische planeten

ZON

Venus

Aarde+Maan

Mars

Mercurius

Ons Zonnestelsel

3VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

4VUH 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 planetenDe 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!

5VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

De leefbare (“habitable”) zone rond onze zonis erg afhankelijk van afstand tot de zon!

Vloeibaar WATERmiljarden jaren Afstand in AE

Aarde

Leefbare zone

thans

“de jonge zwakke zon”

huidige situatie

conservatieve schattingoptimistische 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

6VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

7VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

Dat de aarde geologisch actief is, laat deze foto zien vaneen eruptie van de vulkaan “Etna” op Sicilië in 2002

gefotografeerd vanuit het Internationale Ruimte Station

8VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

ZuidelijkeAtlantische

Oceaan

NoordelijkeAtlantische

Oceaan

Ontstaan Alpen

9VUH 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.

10VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

Scoring Hotspots - Plume and Plate Paradigms (Anderson 2005)

aardrotatie

Vloeistofstromingin de buitenkern

veroorzaakt aardmagnetisch veldvaste Fe-Ni

binnenkern5000 - 7000 °C

vloeibareFe-Ni

buitenkern2500 - 5000 °C

plastischebasalt mantel1300 - 2500 °C

e-

p+

11VUH 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

12VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

MERCURIUS

MESSENGER foto tijdens nadering 2de passage(oktober 2008)

“Kuiper” inslagkrater

13VUH 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

14VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

NASA 1973 – 1974Mariner-10 drie scheervluchten langs Mercurius

15VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

Mariner-10 (1974)

Reeksen van inslagen op Mercurius

16VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

Messenger (2008)

Het oppervlak van Mercuriuslijkt op dat van onze maan

17VUH 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

18VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

Messenger 2008

19VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

Messenger 2008

20VUH 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.

21VUH 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…

22VUH 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

23VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

VENUS

24VUH 17 december 2008 – De Aardachtige PlanetenVenus zoals we er vroeger over dachten…

25VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

∗ZON

Aarde

Venus

(E) oost west (W)

Venus

∗“avondster”

E W∗“ochtendster”

E W

Venus en Aarde

26VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

Venus gezien vanaf de Aarde

27VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

NASA Mariner-10 (op weg naar Mercurius) – Foto in UV licht

Witte partijen(“wolken”)reflecteren

het van de zonafkomstige UV licht

Donkere partijen absorberen het UV licht

De chemie achter deze

UV-absorptie is nog

onbekend

Mariner-10 (1974)

28VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

29VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

30VUH 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

31VUH 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

32VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

Venera-13 foto “A” waarbij ook de horizon is gecorrigeerd

33VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

Venus “Pancake Domes” (Magellan)

~ 25 km

hoogte ~ 600 m

34VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

5 km

windrichting

Mogelijk (recent nog) active vulkaan op Venus?Magellan image P-38810 (8/12/91)

35VUH 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.

36VUH 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?

37VUH 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- énatmosfeer-deeltjes

Omdat Venus geen sterk magnetisch veld heeft, blaast de zonnewind de top van de

atmosfeer van Venus letterlijk de ruimte in…

38VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

ESA Venus Expressapril 2006 - heden

Waarnemingen van het wolkendek en het oppervlak in

ultraviolet (UV) en infrarood (IR)

39VUH 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…

40VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

41VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

Venus Express - Dubbele werveling op de zuidpool van Venus

UV én IR waarnemingen

42VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

(incl. super-rotatie)zuidpool

VMC zuidpool opname

nachtzijdeopwarming 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

43VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

del. Carter Emmart inGrinspoon 1997 Venus Revealed

44VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

zuidpool

MARSpoolkap

waterijs en

CO2

atmosfeercycloon-type wolkendek

hooglandplaattektoniek?

laaglandgéén (open) water!

45VUH 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

46VUH 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 1957Spoetnik-1

USSR

USA

12 feb 1961 Venus passage Venera-1

1950 1960 1970 20001980 1990

Exploratie van MARS

20 juli 197613 nov 1982

Viking Lander 1

orbiter-1L-1

3 sep 197611 apr 1980

Viking Lander 2

orbiter-2L-2

ESA25 dec 2003

Mars Express(Beagle 2

lander failed)

~mei 2009

2010

maart 2006Mars Reconnaissance

Orbiter MRO

okt 2001Mars Odyssey

sep 1997 – nov 2006Mars Global Surveyor

mei 2008 Phoenix

25 jan 2004 Opportunity

4 jan 2004 Spirit

17 feb 2009Dawn Flyby

14 juli 1965Mars passage

Mariner-4EERSTE FOTO’s

47VUH 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

48VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

49VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

Noordpool

Zuidpool

De locaties van Marslanders

groen – middelhoog

blauw – laagland

wit – zeer hoog

oranjerood – hoog

Phoenix Viking 2

Viking 1

Pathfinder

OpportunitySpirit

50VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planetenfoto: Mars Reconnaissance Orbiter (2006)

Opportunity bij de Victoria inslagkrater

51VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

52VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

Mars LanderPhoenix

Milanković

Viking 2Lander

1976-1980

Noordpool

53VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

Phoenix afdaling met parachute op 25 mei 2008gefotografeerd door de Mars Reconnaissance Orbiter

Heimdall inslagkrater

54VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

55VUH 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)

56VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

Becquerel

Mars Reconnaissance

Orbiter

57VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

58VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

La Martre, Frankrijk 1967

59VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten

Spirit rover, 19 mei 2005

ondergaande zon vanuit de Gustev inslagkrater

http://en.wikipedia.org/wiki/Mars_Rovers

60VUH 17 december 2008 – De Aardachtige Planeten