質問:
海は地球上に形成されたが、他の惑星には形成されなかったのはなぜですか?
Kenshin
2014-04-16 10:55:56 UTC
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地球は、太陽系で大量の水を持っている唯一の惑星です。この水はどこから来たのですか、そしてなぜ太陽系の他のすべての惑星と比較して地球上にそれほど多くの水があるのですか?

木星の衛星の1つにもっと水がありませんか?ええ、[ヨーロッパ](http://io9.com/theres-more-water-on-jupiters-moon-europa-than-there-5913104)。
@naught101,私が惑星に言及した私の質問では、衛星に言及しませんでした。
プロセスが異なる理由がわかりません。また、地表水海洋を持つ他の太陽系には惑星が存在する可能性が高いため、より一般的な答えが非常に役立つ可能性があります。
惑星の名前を地球ではなく地球として正しく参照するための+1。火星とは言わないように。 :)
4つのガス巨人すべてがたくさんの水を持っていることを覚えておいてください。
実際には、金星と火星の両方が地球と同じように海を持っていたと考えられていますが、それらはさまざまな理由で時間とともに消えていきました。金星は信じられないほど火山性であり、CO2や他の火山ガスは厚い大気を作り続け、水は単に大気中に蒸発しました。火星では、磁場がオフになり、すべてが太陽風にさらされることに関係していました。また、地球の重力が1/10しかないため、そもそもすでに薄い大気がありました。水は三重点に達し、宇宙に蒸発するか、氷に凍りました。
五 答え:
#1
+29
Chris Mueller
2014-04-16 21:39:04 UTC
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太陽系の他の場所に水があまりないというあなたの仮定は正しくありません。 NASAのウェブサイトのこの記事によると;

近年のミッションは、乾燥した太陽系に対する私たちの見方を覆し、膨大な数の水から十分な水の証拠が増えています。

太陽系の離れた場所からの彗星は、水やその他の氷でできています。オービター、着陸船、およびローバーは、火星を遠い過去の水っぽい世界として明らかにします。この世界には、今日、凍った水の地下の海全体が含まれている可能性があります。

それも指摘しています

木星の月エウロパには凍った水の地殻があり、厚い地球の海を覆っています。現在の推定では、地球のすべての海と川の2倍の水があります!

太陽系の残りの部分には多くの水がないという認識は、おそらく地球が「Goldilocksゾーン」にあり、惑星の表面の3つのフェーズすべてに水が存在する可能性があるという事実。 太陽系の残りの惑星の温度は、蒸気相でしか存在できないほど高温であるか、表面の氷またはその下の液体でのみ存在できるほど低温です。

#2
+24
tobias47n9e
2014-04-16 21:09:45 UTC
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地球が降着円盤から組み立てられたとき、水はすでに存在していました。火山のガス放出が続くと、水は水で飽和した大気に移動しました。そして、雨が水を地表に移しました。

他の惑星や小さな太陽系オブジェクトと比較して、地球には大きな利点があります。水分子が重力場を離れるのを防ぐのに十分な大きさであり、大気の侵食を防ぐ磁場があります(Wikipedia)。これは、地球の外核が液体であるためです(帯電した液体の移動=磁場)。火星はおそらく、外核が固まりすぎて対流が止まるまで海がありました。磁場が消えた後、数百万年の太陽放射がすべての大気と海洋を取り除きました。

#3
+4
AtmosphericPrisonEscape
2016-01-15 00:02:13 UTC
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認識すべき重要な問題は、トビアスがすでに述べたように、水は原始太陽系円盤に非常に豊富であったに違いないということです。それを拡張するために、太陽のコロナで測定する原子の豊富さに簡単に触れたいと思います。ウィキメディアコモンズグラフで表示:

enter image description here(補足:これらの存在量は、改訂された Asplund2009-存在量とよく比較されます)
4.567 Gyrs以来ヘリウムを燃やしているだけなので、これらの数字は太陽のバルク組成を表していると思います。したがって、組成は一般的に原始的、または太陽系が最初に始まったものであると想定されています。

ここで、この原子混合物が若い地球型惑星の周りに蓄積していることを想像して、最も豊富な元素H、He、C、N、Oに焦点を当てましょう。UVでシールドされた厚い惑星エンベロープ内で、平衡化学はその後、多くの$ H_2 $が形成され、彼は不活性のままになり、C、N、Oは水素と反応しようとします。これは、CNOグループ内よりも遭遇数がはるかに多いためです。これは非常に安定した分子であるため、いくらかのCOが形成されますが、Cが枯渇し、原始太陽星雲に$ C / O \約0.5 $が残っているため、まだ多くの酸素が残っています。したがって、必然的に$ H_2O $に結合します。

その結果、惑星形成ディスクの周りには本当にたくさんの水があると予想されます。

しかし、この期間後の水の脱出または破壊も明らかに非常に効率的であり、他の回答が地球上の水の保持に触れています。ですから実際、現時点の天文学者は「すべての水はどこに行ったのか」と疑問に思っています。

#4
+1
The_Sympathizer
2019-07-22 16:34:40 UTC
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海は他の岩石惑星で形成されました -少なくとも金星と火星、さらに木星と土星の多くの衛星も同様です。

問題は2つの衛星の問題です。海を持っていた他の地球型「 uberplanets 」、つまり前述の金星と火星は、それらを失いましたが、かなり異なる方法でした。

金星では、これまでの最高の理論と証拠を統合して、自然の主系列恒星進化の結果として太陽が着実に熱くなるにつれて、惑星は本質的にハビタブルゾーン。海は蒸発し、宇宙に失われました。惑星が熱くなるにつれて、大気中の水蒸気含有量が増加し、その蒸気の一部が大気の上部に上昇するという方法が機能します。上部では、UVフラックスが水分子を分解(光分解)し始め、水素を放出します。水素は、重力イオン化エネルギーが非常に低いため、簡単に逃げます(金星の場合、脱出速度は10.36 km / sで、同様です。地球へ-質量が約3.4ygの $ \ mathrm {H} _2 $ span>分子を1つ取り除くと、0.18aJまたは1.1eVのコストがかかり、光子から簡単に供給できます。 、恒星風、またはその他の要因。発生期の[単原子]水素の除去は、分子化なしで発生する可能性がある場合、これの半分を要します。)最終的には、非常に高圧の酸素が豊富な大気(ほぼ純粋な酸素)になりますが、下の岩との化学反応によって、この一部が剥がれる可能性があります。

お気づきかもしれませんが、現在の大気はほとんどが二酸化炭素で、表面温度が非常に高いため、上記はかなり妥当ですが、この大気がどのようにして得られたのか不思議に思う必要があります。さて、これが問題です。地球と同じように、金星はおそらくその歴史の初期に海があったときにプレートテクトニクスを持っていました。海洋水は、少なくとも地球と同じ大きさの惑星でのプレートテクトニクス活動に必要な要素であり、一種の「潤滑剤」として機能しているようであり、それなしではプレートテクトニクスは機能しません。したがって、水が金星から蒸発すると、それが持っていたテクトニクスはすべて停止します。

プレートテクトニクスの停止は、初心者にはあまり思えないかもしれませんが(それで、何ですか?大陸は動きを停止し、地震が発生しなくなりますか?)、実際にはこの種の惑星にとって壊滅的です。ご覧のとおり、プレートテクトニクスは大陸、山、地震を動かすだけではありません。最も重要なことは、マントル岩と混合された原始放射性核種の崩壊の結果として地球内で生成されている熱の一種の「放出弁」として機能することです(主に span class = "math-container"> $ ^ {238} \ mathrm {U} $ span>)。これは、拡散ゾーンで、熱いマントル物質がにじみ出るためです(アイスランドは、このプロセスがちょうど水面上に来て、肉眼で見ることができる場所の良い地球の例です-あなたが旅行するには貧しすぎる場合はそれをyoutube )、そして沈み込み帯では、地球上の環太平洋火山帯のように火山が作られます。放出された物質は熱を大気に伝達し、最終的には宇宙に放射され、内部の熱を放出します。このプロセスがないと、その熱ははるかに効率的に放出されません。本質的には、地面を介した伝導によってのみ発生します。これはひどいことです。

その結果、テクトニクスを失うと、内部に放射熱が蓄積し始め、マントルの温度が大幅に上昇し始めます。そしてそれが始まるとき、結局、何かが与えなければなりません。そして、「与える」ことはあまりよく理解されていませんが、テクトニクスが「復讐を伴って」「短時間」再開するか、広範囲の玄武岩質洪水噴火が始まるか、またはその2つの組み合わせのようです。いずれにせよ、結果は急速であり、もちろん地質学的規模では、実際には約1億年の「地球規模のリサーフェシングイベント」であり、古い地殻の完全な沈み込み/再定置のいずれかまたは組み合わせをもたらします(したがって、かなり高速です)地球よりも地殻変動の速度-100Myrを超えるすべての地殻をリサイクルするには、20 cm /年のオーダーのプレート運動が必要であり、最近の最速のプレート運動[インド]は約4〜6 cm /年でした) 、またはシベリアの罠からの流れと同様の流れの進行性の埋没、おそらく複数のベント源からの流れで、少なくともすべての低地をカバーするのに十分長い期間にわたって広がっています。どちらの場合も、主に二酸化炭素を含む火山ガスが広範囲に放出され、今日の地球で見られるような「暴走温室効果」状態に大気をすばやく変換します。金星の最後のGREは約500Maで終了しましたが、最後に海ができたときまではもっと前だった可能性があり、現在の厚さは1つだけではなく、このような一連のエピソードの結果であった可能性があります。 。

一方、火星の海は、かなり静かな崩壊に見舞われたようです。この場合、主な問題は惑星が単に小さすぎることであるように思われます、そして、原因は太陽のそれらの形の外部の変化の結果ではなく、むしろ内部の変化の結果でした。サイズが不足しているために質量が不足しているため、コア内の原始熱が少なくなり、内部温度を維持するための放射性核種の負荷が小さくなりました。内部は、鉄の内核が完全に凍結するまで冷却され、惑星の磁気ダイナモがシャットダウンされました。これは、金持ちのために地殻に「化石化した」磁化の小さな領域が今日も残っているため、過去に存在していたことがわかっています。磁化可能な鉄鉱物の濃度。

そして、これは問題です。なぜなら、地球型惑星の磁場は、太陽の風を大気からそらす目的を果たしているからです。それがないと、風が大気に直接当たって、それを「スパッタ」または吹き飛ばし始めます。このように火星は彗星の尾のような効果でその大気を失いました、そしてそれとともに結果として生じる圧力降下のおかげで海も行きました。残ったのは、少量の重い(したがって除去が難しい)二酸化炭素でした。内部の熱的状況が正反対であったため、暴走温室効果は発生しませんでした。過熱ではなく、冷却されていました。

一般に、惑星を形成する材料、つまり星の支柱がかなりの量の水を持っている限り、通常の場合のように、惑星は表面の蓄積につながる化学分化プロセスのおかげで海を形成します貯水池。実際、多くの場合、数百kmの厚さの「海洋」層を持つ可能性のある惑星を含む太陽系外惑星系の観測で見たように、それらははるかに多くの 海洋を形成する可能性があります(技術的には、これは液体のは約100km程度まで適切です。その時点で、圧力は十分に高くなり[正確な深さは地域​​の重力によって異なります]、圧縮によって水を凍結します[圧力約1 GPa、比較のために、10kmの深さでの地球上のマリアナは約100MPa]であり、そのポイントの下の残りの層は氷のさまざまな高圧相であるため、裸地はありません。それはすべて、それを形成する物質の含水量に依存し、それはかなり変動します。

(実際には、木星と土星の特定の衛星を、この種の惑星の実際の太陽系の例と見なすことができます。太陽系外惑星の例が1つの地球質量の北にあるため、サイズが大幅に縮小された構成( $ 6000 \ \ mathrm {Yg} $ span>))

これは素晴らしく詳細な答えですが、「磁場が大気を保護する」ということを考慮に入れてください。ストーリーは現在のデータではサポートされていません。最近の論文http://adsabs.harvard.edu/doi/10.1093/mnras/stz1819と紹介の参考文献を参照してください。また質問:火星/金星についてあなたが提示した物語を定量的に再現できる、地質学と大気の進化の組み合わせモデルを知っていますか?量的な裏付けがなければ、結局のところ、彼らはまさにその...物語です。
@AtmosphericPrisonEscape:あなたのリンクされた記事は、アイデアの一般的な推進力を実際に破壊しているようには見えませんが、それは少し単純で、より詳細で、より興味深いものを追加していることを示唆しています。リンクを読むと、十分に強い磁場が恒星風を実際に偏向させ、それが弱まるにつれて、私が言ってきたように、この保護は弱まります。しかし、しわは、論文によれば、特定の強度を超えて低下すると、ゼロに達する前に、実際には、大気を取り除く際に恒星の風を「支援」する「拮抗」効果を獲得することです。
したがって、x軸に「磁場強度」、y軸に「保護能力」がある曲線について考えると、「ボウル曲線」のように見えます。ゼロから始まり、負の能力になります(つまり、は有害です)、最小値に達した後、向きを変えて再び上昇し始め、ゼロを超えて正の保護(実際には保護)機能になります。
さらに、これがいつどこで発生するか、つまりボウルの形状は、風の強さに依存します。もちろん、火星が敵対的な範囲のフィールドで「開始」した可能性もあります。原始太陽系の太陽風も強かったと思います。紙にアクセスできる完全なATMがありません。
@AtmosphericPrisonEscape:このようなものも見つかりました:https://www.lpi.usra.edu/vexag/meetings/archive/vexag_4th/nov_2007/presentations/bullock.pdf金星について話しているので、少なくともここと同様の概要が示されていますが、1つだけですリサーフェシングイベント。しかし、モデルの形成から現在までのシミュレーションについてはよくわかりません。おそらく_異なる_シナリオで、実行されたことがわかっている参照がある場合は、それを確認したいと思います。その後、修正することができます。より強力な証拠によってよりよく裏付けられた何かで答えてください。
また、その投稿は、「ストーリー」と「結局のところ...ストーリー」が_繰り返された_ダブルダウンで_lil_ビットバービッシュにされたように感じます。あなたは私の*議論*に挑戦することができます(そしてそうすべきです!)、しかし私はあなたが*トーン*を演奏しているように見えるその種のがらくたを取りません、旋盤を使ってそれにlilポイントを置きますそしてその必要がないときは、そのようにその上にリルを彫ります。もちろん、私はあなたの意図のその評価について間違っているかもしれません、そしてもしそうなら、私は言われた告発を撤回します、しかしそれはそれがどのように見えるかです。
私の口調はそれが得るのと同じくらい中立でした、それを誤解するのはあなた次第です。 「ストーリー」は、ジャーナリズムの「ストーリー」との特定の密接な関係、つまりその単語の選択を認識しながら、科学論文を書く方法を表示する特定の方法です。はい、私がリンクした記事は、惑星の磁化の関数としての質量損失が火星のような体の場合、この場合は30nTでグローバルな最大値を持っていることを伝えようとしています。私はそれが記事が何をするかについてのより簡単な言い回しだと思います。それは、多くのポピュラーサイエンスの議論で今でも聞かれている「磁場なし->大規模な損失」の概念を破壊します。
ペイウォールではないものは、H。GunellのWebサイトhttps://www.herbertgunell.se/research_escape.php(これも素敵な漫画があります)での作業です。この記事を読むことをお勧めします。非常にシンプルに保たれていますが、基本的な物理学を示しています。とても素敵な方法で。 「グローバルモデリング」に関しては、ウィーンのグループhttp://adsabs.harvard.edu/abs/2018A%26ARv..26....2Lの作品しか知りませんが、問題が発生したことはわかっています彼らのモデルにおける地球化学的制約、それが私が尋ねた理由です。
@AtmosphericPrisonEscape最初のビットのおかげで、それは最後の「ちょうどその...物語」の部分であり、以前の参照と_組み合わされて_、ちょっと私に何かを考えさせました。それは1つの用途ではありませんでしたが、全体としてそのように出くわしました。とにかく、それを落とし、良いものに行きましょう-たとえば、火星の始まりで磁場がどのようになっていたか、そしてそれが時間とともにどのように進化したかなどのデータとグラフがありますか?例えば。それが30nTの数値を超えて開始し、その後、時間の経過とともにそれを下回った場合はどうでしょうか。
それがはるかに高く始まったかのように、たとえば地球の近くで始まったとしても、それでも一般的な概要は機能しているように見えますが、最初からすでに敵対的な体制で始まっていた場合は、そうです、経験的証拠のせいで話は拒否されます。
残念ながら、私は初期の陸生ダイナモに関する文献にあまり精通していません。しかし、私がよく知っているいくつかの記事は、モデルと地質学的証拠が今のところうまくいかないことを教えてくれます。現時点では多くの記事を読む時間があまりありませんが、妥当な数を見つけるのに役立つ別の名前はB.Ehlmannです。彼女は火星の地質史について多くの仕事をしており、Ehlmann etal。にこの素晴らしい概観図を持っています。 2011年(図4、グーグル可能)。
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#5
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Prince Mahad
2016-05-08 17:22:54 UTC
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水は実際には、その作成前に地球上に存在していませんでした。それは確かです。

天文学者は、彗星と小惑星という2つの既製の水源があることに気づきました。これは、惑星の岩の間に散らばる太陽系の砂利です。 2つの主な違いは、彗星は通常、加熱されると蒸発する成分の濃度が高く、その象徴的なガス状の尾を説明していることです。彗星と小惑星の両方に氷が含まれている可能性があります。そして、地球と衝突することによって、一部の科学者が疑う量の物質を追加した場合、そのような物体は簡単に海に相当する水を供給できたはずです。したがって、それぞれが謎の容疑者として指名されています。

2つの間の判断は課題であり、長年にわたって科学的判断が一方から他方へと変化してきました。それにもかかわらず、それらの化学的構成の最近の観察は、小惑星に向かってスケールを傾けています。たとえば、研究者たちは昨年、小惑星に含まれるさまざまな形の水素の比率が、私たちが地球上で見つけたものとよりよく一致しているように見えると報告しました。ただし、分析は限られたサンプルに基づいているため、最終的な言葉をまだ聞いていない可能性が高いです。

参考文献/引用はこの答えを改善するでしょう
「水は実際には、その作成前に地球上に存在したことはありませんでした。それは確かです。」まあそれは私が異議を唱えることができないという声明です... :-)
反対票:「水は実際には、その作成前に地球上に存在したことはありませんでした。それは確かです。」 OとHは非常に豊富で、H2Oは容易に形成されるため、水は宇宙のいたるところにありました。
地球は作成前には存在していませんでしたが、水を含むすべてのビルディングブロックは太陽系になった塵の雲の中に存在していました。


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