2008/07/24

火星の磁場の生成&消滅は、かつて火星を周回していたアステロイドによるもの...

たまには、宇宙空間の話でも...

NewScientistによれば、40億年前に、わずか数万年で消失したと考えられている火星の磁場の、生成&消滅の原因が火星を周回するアステロイドだという研究が発表された。
[J. Arkani-Hamed et a.:"Tidal excitation of elliptical instability in the Martian core: Possible mechanism for generating the core dynamo", J. Geophys. Res.,113, E06003, doi:10.1029/2007JE002982, 2008]

We propose a causal relationship between the creation of the giant impact basins on Mars by a large asteroid, ruptured when it entered the Roche limit, and the excitation of the Martian core dynamo. Our laboratory experiments indicate that the elliptical instability of the Martian core can be excited if the asteroid continually exerts tidal forces on Mars for ∼20,000 years. Our numerical experiments suggest that the growth-time of the instability was 5,000–15,000 years when the asteroid was at a distance of 50,000–75,000 km. We demonstrate the stability of the orbital motion of an asteroid captured by Mars at a distance of 100,000 km in the presence of the Sun and Jupiter. We also present our results for the tidal interaction of the asteroid with Mars. An asteroid captured by Mars in prograde fashion can survive and excite the elliptical instability of the core for only a few million years, whereas a captured retrograde asteroid can excite the elliptical instability for hundreds of millions of years before colliding with Mars. The rate at which tidal energy dissipates in Mars during this period is over two orders of magnitude greater than the rate at which magnetic energy dissipates. If only 1% of the tidal energy dissipation is partitioned to the core, sufficient energy would be available to maintain the core dynamo. Accordingly, a retrograde asteroid is quite capable of exciting an elliptical instability in the Martian core, thus providing a candidate process to drive a core dynamo.

我々は、ロッシュの限界に入ったときに引き裂かれた、大きなアステロイドによる火星へのジャイアントインパクトと、火星のコアのダイナモの因果関係を提唱する。火星に対して20000年にわたって、継続的に潮汐力を働かせるなら、火星のコアの"elliptical instability"を誘導できることを、我々の実験は示した。数値実験では、アステロイドが50000-75000kmにあったときに、instabilityの成長は5000〜15000年だったことを示された。我々の実験は、太陽と地球が存在する状態で、アステロイドが火星から100,000km離れたところで火星に捕えられたときの、アステロイドの軌道の安定性を示した。さらに我々はアステロイドと火星の潮汐相互作用の結果も示す。他の惑星と同じ順方向の軌道運動をとるアステロイドが火星に捕えられると、火星コアの"elliptical instability"を数百万年間しかexiteできない。しかし、逆方向の軌道運動をとるアステロイドでは火星に衝突するまでに数億年にわたってexiteできる。この潮汐エネルギーが散逸する率は、磁場エネルギーが散逸する率よりも2桁以上大きい。この散逸した潮汐エネルギーの1%が利用できれば、コアのダイナモを維持するに十分である。したがって、逆行するアステロイドは火星のコアに"elliptical instability"を十分exite可能であり、したがって、これは火星のコアのダイナモを駆動する過程の候補となる。
なお、掲載学術誌はこの分野では最上位にあるJ. Geophys Res.である。

これについて、NewScientistによれば、潮汐力はコアの流体運動を駆動するには十分だが、ダイナモの駆動にはもっとエネルギーが必要だという批判コメントをCalifornia Institute of TechnologyのDavid Stevensonがしている。

posted by Kumicit at 2008/07/24 01:35 | Comment(0) | TrackBack(0) | Others | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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