Felrepedt égitestek a Naprendszerben

2010.07.13. 22:25

Európa hosszúságú árok, naponta nyíló és záródó repedések a jégen, egykori burkát kinőtt hold és apróra zúzott anyagú kisbolygó - példák különleges alakzatokra és folyamatokra, amelyeket más égitesteken töréses folyamatok hoztak létre. Olyan felszínformákhoz látogatunk a Naprendszerben, amilyeneket saját bolygónkon nem láthatunk.

 

A szilárd égitestek felszíne a különféle erőhatások miatt gyakran törik, torzul, deformálódik. Az ilyen, úgynevezett tektonikus folyamatokra sok példát láthatunk a Földön, és a Naprendszer számos égitestének felszínén is előfordulnak. Az űrszondás megfigyelések egyrészt bemutatják, hogy a Földről ismert folyamatok a bolygónkon  megszokottnál szélesebb skálán is zajlanak, és változatosabb alakzatokat hoznak létre. Emellett az egzotikus formák megfigyelése a földi folyamatok jobb megértésében is segít. Olyan ez, mint egy laboratórium, ahol az eltérő égitesteken kissé eltérő paraméterek, más gravitációs erő, kőzetanyag, hőmérséklet stb. között zajlik az átalakulás. Mindennek feltérképezése a folyamat pontos okainak feltárását teszi lehetővé.

Vörös-tenger a Holdon

Bár az alcím túloz, mégsem alaptalan az összehasonlítás. A Hold felszínén lévő Alpesi-völgy alakját és kialakulását tekintve is emlékeztet a földi Vörös-tengerre. Utóbbi Afrika és Ázsia távolodása nyomán nyílt fel a két kontinens között, holdi társa pedig az Imbrium-medence hatalmas becsapódásos alakzatának peremén található, és szintén tágulástól keletkezett.

Forrás: NASA

Az idősebb, kráterezett és egyenetlenebb felszínt kettévágó Alpesi-völgy a Holdon (NASA)

Az Alpesi-völgy a Holdon 166 kilométer hosszú, 8-10 kilométer széles és maximálisan 2 kilométer mély. Aljzatát sötét bazaltláva töltötte ki egykor, amelynek közepén hosszában egy keskeny árok fut végig.

 

 

Repülés az Alpesi-völgy felett a Kaguya-űrszonda felvételei alapján (JAXA)

 

Óceáni a hátság a szárazföldön

Míg bolygónkon az óceánközepi hátságoknál már jól ismert módon képződik a kőzetburok, elképzelhető, hogy hasonló folyamat a Vénusz esetében is fellép. A bolygón ugyanis az Aphrodite Terra vagy a Béta-régió területén olyan elnyúlt kiemelkedések mutatkoznak, amelyek keresztmetszete a földi óceánközepi hátságokéra emlékeztet. Forró bolygószomszédunkon ezeken a vidékeken tágulásos folyamatok nyoma is felismerhető, valamint gyakoriak a vulkáni lávafolyások -  okkal feltételezhető, hogy ezek hatalmas táguló repedések a bolygó kőzetburkán. 

Forrás: NASA

A Béta-régió szín-magasság ábrázolású térképe. Jól látható a közel függőlegesen haladó, kiemelkedő hátság (NASA)

Ugyanakkor a Vénuszon nem várható ugyanolyan globális lemeztektonika, mint a Földön. Az égitest felszíne rendkívül forró (közel 500 Celsius-fokos), a feltételezések alapján nincsenek rajta olyan szilárd kőzetlemezek, mint a Földön, amelyek nagy távolságra továbbítanák a feszültségeket. Emellett szárazabb is az égitest, kőzeteiben sokkal kevesebb H2O-molekula lehet.

Forrás: NASA

A 37 kilométeres Somerville-kráter, amelyet egy táguló hasadék kettévágott, és részeit eltávolította egymástól (NASA)

Ahol kettényílt a föld - pontosabban a Mars

Az egyik legnagyobb árokrendszer a Marson található, amelyet Valles Marinerisnek neveznek. Ez több, egymással párhuzamos árkokból álló rendszer, amely a hatalmas vulkanikus kiemelkedésről, a Tharsis-hátságról indul ki. Valójában a vulkáni hátság növekedésekor arra sugárirányban kifelé sok töréses alakzat született, de a Valles Marineris területére esők fejlődtek igazán nagy méretűvé.

Forrás: NASA

A Marsot majdnem félig körbeérő Valles Marineris több egymással párhuzamos ága (NASA)

Az árokrendszer lefutása párhuzamos a bolygó felszínén azonosítható ősi mágneses mintázattal. A váltakozó irányban polarizált kőzetsávok a feltételezések alapján ősi kőzetburok-képződés és mágneses pólusváltás nyomait képviselik - hasonlóan a földi óceánközepi hátságokkal párhuzamosan megfigyelhető mágneses sávokhoz. Talán a bolygó kőzetburkának ősi tágulásának iránya segítette, hogy később a Valles Marineris is eszerint az irány szerint nyíljon fel.

 

 

Repülés a Valles Marineris felett (NASA)

Új repedések a jégen minden nap

A Jupiter Europa holdján az árapály-eredetű feszültségek naponta repesztik a jégpáncélt - mármint a 3,5 földi napon keresztül tartó helyi nap periódusának megfelelően. A jéganyagban rendszeresen keletkező repedések két oldala távolodni kezd egymástól, közöttük a mélyből képlékeny jég nyomul a felszínre, majd idővel a hasadék összezárul. Ekkor a friss jég összetörik, feltorlódik, és kiemelkedést alkot a korábbi árok mentén. Feltehetőleg így keletkeznek az íves alakú, egymás mellett futó, páros kiemelkedésből álló sávok a felszínen.

Forrás: NASA

A jégpáncél szétrepedésével, majd összeforrásával keletkezett kettős kiemelkedés az Europa felsznén (NASA)

Hold méretű puzzle a Jupiternél

A Jupiter Ganymedes nevű holdja úgy fest, mintha kinőtte volna korábbi "bőrét", amely a felszínén darabokra repedt. Hasonló történhetett a valóságban is: az égitest vízjéganyagának jelentős része egykor olvadt, folyékony halmazállapotú lehetett.

Forrás: NASA

A Ganymedes felszíne, rajta az idős és sötét, szétszakadt táblákkal (NASA)

Amint fejlődése során hűlt a Ganymedes, a H2O egyre nagyobb része fagyott meg, és az ekkor fellépő térfogatnövekedés miatt kitágult a hold. A felszín szögletes darabokra repedt fel, amelyek visszaforgathatók eredeti helyzetükbe, a hatalmas, sötét táblák peremei egymással érintkezésbe hozhatók.

Forrás: NASA

A Ganymedes térképe. Az idős, sötét területek úgy illeszthetők össze egymással, mint a Földön a kontinensek (NASA)

Kisbolygók kalapács alatt

A Földünkhöz hasonlóan szilikátos kőzetekből, illetve fémekből álló kisbolygók kis méretük ellenére is mutatnak töréses alakzatokat. Ezek részben a krátereket létrehozó becsapódások lökéseitől keletkeznek, amelyek darabolják, törik a belső szerkezetet. A másik fontos és csak nemrég felismert hatás az árapály-eredetű erőkkel kapcsolatos. Amikor egy kisbolygó egy nagyobb égitest közelében halad el (ez lehet a Jupiter, de akár a Föld is), az égitest árapályhatást fejt ki rá. Ez megpróbálja eltorzítani az égitestet, amitől az szintén töredezik, repedezik, miközben deformálódik - esetleg darabokra is szakadhat.

Forrás: Buczkowski et al. 2009

Egy töréses alakzat képe az Eros kisbolygón (balra), az égitesten feltérképezett repedések helyzete piros színnel (jobbra) (NASA, Buczkowski et al. 2009)

Az égitestek deformálódása során keletkező törések a földi tektonikus alakzatokhoz hasonlóan segítenek az adott objektum fejlődésének rekonstruálásában. A Földön kívül feltérképezett törések alapján sikerült megállapítani, hogy számos égitest korábban gyorsabban forgott, majd lassulása nyomán változott az alakja, csökkent a lapultsága.

A Marson és a Vénuszon azonosított hatalmas gyűrődéses alakzatok az egykori összenyomó erőkről tanúskodnak. Ugyanitt a tágulást jelző völgyek mentén több helyen is felrepedt a kőzetburok, és "megpróbált" a földi globális lemeztektonikához hasonló folyamat elindulni. Noha hatalmas repedések támadtak, a jelenség a jelek alapján nem jutott el annyira bonyolult folyamatokig, mint azt Földön láthatjuk.