Regolith - Regolith

Povrch asteroidu 433 Eros

Regolith ( / r ɛ ɡ . Ə ˌ l ɪ t Vstup / ) je pokrývka nekonsolidovaného, volná, heterogenní pokryvné pokrývající pevné skále . Obsahuje prach , rozbité skály a další související materiály a je přítomen na Zemi , Měsíci , Marsu , některých asteroidech a dalších pozemských planetách a měsících .

Etymologie

Termín regolit spojuje dvě řecká slova: rhegos ( ῥῆγος ), „deka“ a lithos ( λίθος ), „skála“. Americký geolog George P. Merrill poprvé definoval termín v roce 1897 a napsal:

V některých místech je tato krytina tvořena materiálem pocházejícím ze zvětrávání hornin nebo růstu rostlin in situ . V jiných případech se jedná o fragmentární a víceméně rozloženou hmotu unášenou větrem, vodou nebo ledem z jiných zdrojů. Celý tento plášť nekonsolidovaného materiálu, bez ohledu na jeho povahu nebo původ, se navrhuje nazývat regolit.

Země

Aluviální štěrky na Aljašce

Zemský regolit obsahuje následující členění a komponenty:

Regolith se může lišit od toho, že v podstatě chybí, až po stovky metrů v tloušťce. Jeho stáří se může pohybovat od okamžitého (pro pád popela nebo napuštěné naplaveniny) až po stovky milionů let ( v některých částech Austrálie dochází k regolitu prekambrického věku).

Regolit na Zemi pochází ze zvětrávání a biologických procesů . Nejvrchnější část regolitu, která obvykle obsahuje významnou organickou hmotu, se konvenčně označuje jako půda. Přítomnost regolitu je jedním z důležitých faktorů pro většinu života , protože jen málo rostlin může růst na pevné skále nebo uvnitř ní a zvířata by nebyla schopna se zavrtat nebo vybudovat úkryt bez volného materiálu.

Regolith je také důležitý pro inženýry, kteří staví budovy, silnice a další stavební práce. Mechanické vlastnosti regolitu se značně liší a je třeba je zdokumentovat, pokud má konstrukce odolat náročným podmínkám použití.

Regolith může být hostitelem mnoha ložisek nerostů, například minerálních písků, betonového uranu a lateritických ložisek niklu . Jinde je pochopení vlastností regolitu, zejména geochemického složení, zásadní pro geochemický a geofyzikální průzkum ložisek nerostů pod ním. Regolit je také důležitým zdrojem stavebního materiálu, včetně písku, štěrku, drceného kamene , vápna a sádry .

Regolit je zóna, ve které se dobývají zvodně a v níž dochází k vypouštění zvodně. Mnoho zvodněných vrstev, jako jsou naplavené zvodně, se vyskytuje zcela v regolitu. Složení regolitu může také silně ovlivňovat složení vody přítomností solí a materiálů vytvářejících kyseliny.

Měsíc

Tento slavný snímek stopy Buzze Aldrina pořízený během Apolla 11 ukazuje jemnou a práškovou strukturu měsíčního povrchu.

Regolith pokrývá téměř celý měsíční povrch, podloží vyčnívající pouze na velmi strmých stěnách kráteru a občasném lávovém kanálu . Tento regolit vznikl za posledních 4,6 miliardy let v důsledku dopadu velkých a malých meteoroidů , ze stálého bombardování mikrometeoroidů a ze slunečních a galaktických nabitých částic rozbíjejících povrchové horniny. Produkce regolitu erozí hornin může vést k nahromadění filé kolem měsíčních hornin.

Dopad mikrometeoroidů, někdy cestujících rychleji než 96 000 km/h (60 000 mph), vytváří dostatek tepla k roztavení nebo částečnému odpaření prachových částic. Toto tání a opětovné zmrazení svaří částice dohromady do sklovitých aglutinátů s zubatými hranami , připomínajících tektity nacházející se na Zemi .

Regolitu je obvykle 4 až 5 metrů tlusté mare oblastech a 10 až 15 m ve starších horských oblastech. Pod tímto skutečným regolitem je oblast blokovaného a zlomeného podloží vytvořeného většími nárazy, která je často označována jako „megaregolit“.

Hustota regolith na Apollo 15 místa přistání ( 26,1322 ° N 3,6339 ° E ) průměry přibližně 1,35 g / cm 3 pro horní 30 cm, a to je přibližně 1,85 g / cm 3 do hloubky 60 cm. 26 ° 07'56 "N 3 ° 38'02" E /  / 26,1322; 3,6339

Relativní koncentrace různých prvků na měsíčním povrchu

Termín měsíční půda je často používán zaměnitelně s „lunárním regolitem“, ale obvykle se týká jemnější frakce regolitu, která je složena ze zrn o průměru jeden centimetr nebo méně. Někteří tvrdili, že termín „ půda “ není ve vztahu k Měsíci správný, protože půda je definována jako organická , zatímco Měsíc žádnou nemá. Standardním používáním mezi měsíčními vědci je však toto rozlišení ignorovat. „Lunární prach“ obecně znamená ještě jemnější materiály než měsíční půda, přičemž frakce má průměr menší než 30 mikrometrů. Průměrné chemické složení regolitu lze odhadnout z relativní koncentrace prvků v měsíční půdě.

Fyzikální a optické vlastnosti lunárního regolitu se mění pomocí procesu známého jako zvětrávání prostoru , který regolitu v průběhu času ztmavuje, což způsobuje vyblednutí a zmizení paprsků kráteru .

Během raných fází programu přistání Apolla na Měsíc Thomas Gold z Cornell University a část prezidentského poradního výboru pro vědu vyjádřili obavu, že silná vrstva prachu v horní části regolitu nebude podporovat hmotnost lunárního modulu a že modul může klesnout pod povrch. Joseph Veverka (také z Cornella) však poukázal na to, že Gold přepočítal hloubku nadložního prachu, která byla silná jen pár centimetrů. Ve skutečnosti bylo zjištěno, že regolith být docela pevné pomocí robotického Surveyor, kosmických lodí, které předcházely Apollo, a během přistání Apollo astronautů často zjištěno, že je nezbytné použít kladivo řídit základní vzorkovací nástroj do něj.

Mars

Mars je pokryt obrovskou vrstvou písku a prachu a jeho povrch je posetý kameny a balvany. Prach je příležitostně zachycen v rozsáhlých planetárních prachových bouřích . Marsský prach je velmi jemný a v atmosféře zůstává suspendován natolik, že má obloha načervenalý odstín.

Předpokládá se, že se písek v marťanských větrech pohybuje jen pomalu kvůli velmi nízké hustotě atmosféry v současné době. V minulosti mohla tekutá voda tekoucí v úžlabích a říčních údolích formovat marťanský regolit. Vědci na Marsu zkoumají, zda v současné době sondování podzemních vod utváří marťanský regolit a zda na Marsu existují hydráty oxidu uhličitého a zda hrají určitou roli. Předpokládá se, že velké množství ledové vody a oxidu uhličitého zůstává zmrzlé v regolitu v rovníkových částech Marsu a na jeho povrchu ve vyšších zeměpisných šířkách.

Asteroidy

Tento snímek, převzatý z pouhých 250 m nad povrchem Eros, jak přistávala kosmická loď NEAR Shoemaker , ukazuje oblast, která má průměr jen 12 m.

Asteroidy mají regolity vyvinuté dopadem meteoroidů. Poslední snímky povrchu Eros pořízené kosmickou lodí NEAR Shoemaker jsou nejlepšími snímky regolitu asteroidu. Nedávná japonská mise Hayabusa také vrátila jasné obrazy regolitu na asteroidu tak malém, že se domnívalo, že gravitace je příliš malá na to, aby se vyvinul a udržel regolit. Asteroid 21 Lutetia má v blízkosti severního pólu vrstvu regolitu, která proudí v sesuvech půdy spojených s variacemi albedo.

Titan

O Saturnově největším měsíci Titanu je známo, že má rozsáhlá pole dun, ačkoli původ materiálu tvořícího duny není znám - mohou to být malé úlomky vodního ledu erodované proudícím metanem nebo možná částicová organická hmota, která se vytvořila v Titanu atmosféra a pršelo na povrch. Vědci začínají tento sypký ledový materiál nazývat regolitem kvůli mechanické podobnosti s regolitem na jiných tělesech, ačkoli tradičně (a etymologicky ) byl tento termín použit pouze tehdy, když byla volná vrstva složena z minerálních zrn, jako je křemen nebo plagioklas nebo úlomky hornin, které byly zase složeny z takových minerálů. Volné přikrývky ledových zrn nebyly považovány za regolit, protože když se na Zemi objevily ve formě sněhu , chovají se odlišně od regolitu, zrna tají a taví se jen s malými změnami tlaku nebo teploty. Titan je však tak chladný, že se led chová jako kámen. Existuje tedy ledový regolit doplněný erozními a eolickými a/nebo sedimentárními procesy.

Tyto Huygens sonda používá penetrometru na přistání k charakterizaci mechanických vlastností místního regolith. Uvádí se, že samotný povrch je jílovitý „materiál, který by mohl mít tenkou kůru následovanou oblastí relativně jednotné konzistence“. Následná analýza dat naznačuje, že hodnoty konzistence povrchu byly pravděpodobně způsobeny tím, že Huygens při přistání vytlačil velký oblázek, a že povrch je lépe popsán jako „písek“ vyrobený z ledových zrn. Obrázky pořízené po přistání sondy ukazují plochou pláň pokrytou oblázky. Oblázky, které mohou být vyrobeny z vodního ledu, jsou poněkud zaoblené, což může naznačovat působení tekutin na ně.

Viz také

Reference

externí odkazy