Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

Månens opprinnelse, utvikling og sammensetning Prøveforelesning 19. desember 2006 Camilla Sætre.

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "Månens opprinnelse, utvikling og sammensetning Prøveforelesning 19. desember 2006 Camilla Sætre."— Utskrift av presentasjonen:

1 Månens opprinnelse, utvikling og sammensetning Prøveforelesning 19. desember 2006 Camilla Sætre

2 Litt fakta om månen • Diameter (ekvator): km (ca 0,3 av jordens) • Volum: 2,1958×1010 km³ (0,020 av jordens) • Masse: 7,3477×1022 kg (0,0123 av jordens) • Gravitasjon: 1,6 m/s 2 (ca 1/6 av jordens) • Unnslippingshastighet: 2,38 km/s • Rotasjonsperiode = 27,3 dager = omløpsperioden → månen har alltid samme side mot jorden • Nærmest jorden: km; Lengst unna: km • Albedo: 0,07 • Overflatetemperatur ekvator: minimum -170 o C maksimum+123 o C (kaldeste temperatur på månen -233 o C)

3 Månens opprinnelse Tidligere var det flere teorier om hvordan månen bli til: • Sammenskapelsesteorien: Månen ble dannet sammen med jorden i solsystemets begynnelse. • Fisjonsteorien: Jorden hadde opprinnelig et så kraftig spinn at en stor bit ble kastet av – og at den biten ble månen. • Kapringsteorien: Månen var et objekt dannet et annet sted i solsystemet, og ble fanget inn i jordens gravitasjonsfelt.

4 Great-impact teorien Teori basert på steinprøver fra månen. Asteroide → eksplosjon → flyktige stoffer fordampet mens resten gikk i bane om jorden og samlet seg etter hvert og dannet månen. Kollisjonen → 10 % økning av jordens masse & jordens skjeve rotasjonsakse (?) Animasjon fra ESA-web 4,5 milliarder år siden

5 Månens utvikling (1) Månen har skorpe, mantel og kjerne (som jorden). Endringer etter voldsomme meteornedslag og smeltning, etterfulgt av minst 1 milliard år med vulkanaktivitet. Kunnskapen vi har om månen er hovedsaklig fra: • Stein og jordsmonnsprøver (Apollo og Luna) • Meteoritter fra månen (10 stk funnet på Antarktis) • Fjernmålinger (bakke og satellitt) Planlagte målinger: • Fjernmåling fra satellitt • Seismiske målinger og målinger av varmetransport for å få mer kunnskap om månens indre

6 Månens utvikling (2) Den historiske evolusjonen av nærsiden av månen (Wilhelms & Davis, 1971) a)Før ca 3,9 milliarder år siden; Mange kratre etter en voldsom periode med mange meteoritter. Noen små tilfeller av vulkanaktivitet. b)3,9-2,9 milliarder år siden; Færre meteorer, og de store kratrene på nærsiden av jorden ble oversvømt av mare basalter. c)Fra ca. 3 milliarder år siden til i dag; Lite vulkanaktivitet, og de terrengformende prosessene var mest sporadiske meteorittnedslag. a)b)c)

7 Månens sammensetning Månens sammensetning er kjent fra steinprøver og fra fjernmålinger. Det synligste beviset for kjemisk segregering på månen er de to veldig forskjellige terrengene på månen; høylandene (terrae) og sjøene (maria) Det er tre hovedmaterialer i månens overflate: regolitt, maria og terrae Disse er bygget opp på forskjellige måter fra grunnstoffene vist i diagrammet her:

8 Månens sammensetning Regolitt Mikrometeoritter → pulverisert steinene på måneoverflaten Regolitt består av enkle mineralkorn, steinfragmenter og glass. Regolittykkelse: 2-8 m i sjøene over 15 m i høylandet Måneoverflaten er direkte eksponert for solvinden → solvindspartikler fester seg til sandkornene. Ved større meteornedslag kan regolittsanden komprimeres til stein. Denne regolittfossilen vil inneholde kjemiske og isotopiske egenskaper til solvinden fra perioden da steinen ble dannet.

9 Månens sammensetning Maria (latin for sjøer) Sjøene på månen er vulkaniske, med basaltsteiner rike på jern og magnesium. Mye jern → mørk farge Sjøene er ca 100 km tykke, og veldig massive. Stillhetens hav 31 % av månens framside er dekket av mørke sjøer. Kun 2 % av baksiden er sjøer.

10 Fortsettelse Maria... Basalt - Består av de vanlige silikatene pyroksen og plagioklas, noen tilleggsmineraler og olivin - Månebasaltene uten vann eller noen form for hydrert mineral, og inneholder generelt få flyktige elementer - Noen basalter inneholder mye titan → oransjefarget sand - Opprinnelse langt inne i månen; radioaktive isotoper → smeltet stein meteornedslag → sprekker i måneskorpen → smeltet magma steg til overflaten og bredte seg utover i kratrene Sandprøve fra Apollo 17 Stein fra Arizona med pyroksen (svart) og olivin (grønn)

11 Månens sammensetning Terrae - Det lyse høylandet - De eldste steinprøvene – 4-3,8 milliarder år gamle - Mange sammensmeltede steintyper og finkornet krystallisert stein - Høy forekomst plagioklas feltspat – rik på kalsium og aluminium → Teori om at månen har vært helt eller delvis smeltet, og at de lette mineralene og krystallene fløt oppå sjøer av magma. -Andre bergarter: - magnesiumrike steiner - KREEP steiner – Kalium, grunnstoffer sjeldne på jorden, og fosfor (også tilfeller av uran og thorium) Anortositt: inneholder >90% plagioklas feltspat

12 Strekke seg etter månen... Mennesker har i alle år observert månen fra jorden, men fra slutten av 50-tallet har vi også sendt opp sonder for å studere den. Oppskytingen av Luna 1 i 1959 Galileos tegning av månen for ca 400 år siden Månen er jordens eneste naturlige satellitt og er opphav til beundring, myter og nysgjerrighet.

13 Tidslinje: 1959 Luna 1 (USSR) - Jan 2 Pioneer 4 (USA) - Mar 3 Luna 2 (USSR) - Sep 12 Luna 3 (USSR) - Oct Ranger 1 (USA) - Aug 23 Ranger 2 (USA) - Nov Ranger 3 (USA) - Jan 26 Ranger 4 (USA) - Apr 23 Ranger 5 (USA) - Oct Luna 4 (USSR) - Apr Ranger 6 (USA) - Jan 30 Ranger 7 (USA) - Jul Ranger 8 (USA) - Feb 17 Ranger 9 (USA) - Mar 21 Luna 5 (USSR) - May 9 Luna 6 (USSR) - Jun 8 Zond 3 (USSR) - Jul 18 Luna 7 (USSR) - Oct 4 Luna 8 (USSR) - Dec Luna 9 (USSR) - Jan 31 Luna 10 (USSR) - Mar 31 Surveyor 1 (USA) - May 30 Lunar Orbiter 1 (USA) - Aug 10 Luna 11 (USSR) - Aug 24 Luna 12 (USSR) - Oct 22 (1966) Lunar Orbiter 2 (USA) Luna 13 (USSR) - Dec Lunar Orbiter 3 (USA) - Feb 4 Surveyor 3 (USA) - Apr 17 Lunar Orbiter 4 (USA) - May 8 Lunar Orbiter 5 (USA) - Aug 1 Surveyor 5 (USA) - Sep 8 Surveyor 6 (USA) - Nov Surveyor 7 (USA) - Jan 7 Luna 14 (USSR) - Apr 7 Zond 5 (USSR) - Sep 15 Zond 6 (USSR) - Nov 10 Apollo 8 (USA) - Dec Apollo 10 (USA) - May 18 Luna 15 (USSR) - Jul 13 Apollo 11 (USA) - Jul 16 Zond 7 (USSR) - Aug 7 Apollo 12 (USA) - Nov Apollo 13 (USA) - Apr 11 Luna 16 (USSR) - Sep 12 Zond 8 (USSR) - Oct 20 Luna 17 (USSR) - Nov Apollo 14 (USA) - Jan 31 Apollo 15 (USA) - Jul 26 Luna 18 (USSR) - Sep 2 Luna 19 (USSR) - Sep Luna 20 (USSR) - Feb 14 Apollo 16 (USA) - Apr 16 Apollo 17 (USA) - Dec Luna 21 (USSR) - Jan Luna 22 (USSR) - Jun 2 Luna 23 (USSR) - Oct Luna 24 (USSR) - Aug Galileo (USA) – 8 Des 1990 og 1992 Hiten (Japan) - 24 Jan 1994 Clementine (USA) - 25 Jan 1997 Lunar Prospector (USA) - 23 Nov AsiaSat 3/HGS-1 (China) - 24 Dec 2001 SMART 1 (European Space Agency) 2007 Lunar-A (Japan) Selene – (Japan) Chang’e1 (China) 2008 Chandrayaan (India) Lunar Reconnaissance Orbiter (USA) 20?? Moonrise (USA) Source: National Space Science Data Center

14 Ekspedisjoner til månen – fra 1959 til 1976 Luna og Zond (USSR) Det sovjetiske romprogrammet var først ute på en rekke områder. Luna og Zond ekspedisjonene bidro med bilder, kjemiske analyser og malmprøver av månen. Ranger (USA) Det første romprogrammet for USA rettet mot månen. Ranger ekspedisjonene bidro med bilder av månen. Lunar Orbiter (USA) Fotograferte 99% av månen med oppløsning på minst 60 m, for kartlegging før de planlagte Apollo landingene. Surveyor (USA) Landet på månen og undersøkte om terrenget på månen var trygt for bemannede landinger.

15 Ekspedisjoner til månen – bemannede romferder Apollo (USA) USAs program for å sende mennesker til månen, og hjem igjen. Apolloene 8 og 10 gikk i bane rundt månen, med astronauter ombord, for testing av komponenter. Apolloene 11, 12, 14, 15, 16 og 17 brakte tolv astronauter til månen, og de tok med seg hjem nesten 400 kg stein. Eksperimentene dekket også jordsmonnmekanikk, meteorider, seismikk, varmestrøm, magnetfelt og solvind.

16 Ekspedisjoner til månen – nyere år Galileo (USA) Fløy forbi og fotograferte månen i 1990 og i Hagoromo/Hiten (Japan) Første månefarkost som ikke var fra USA eller Sovjet. Eksperimentet var hovedsaklig test av baneteknikker. Clementine (USA) Avbildet månen i forskjellige bølgelengder (også UV og IR), foretok høydemåling ved hjelp av laser og målinger av ladede partikler. Kartla mineralfordelingen og geografiske variasjoner av alderen på regolittlagene. Lunar Prospector (USA) – 1997 Gikk i lav polar bane, og kartla måneoverflaten med tanke på sammensetning og bekreftet funn av is på polene. Målte også magnet- og gravitasjonsfelt, og studerte gassutslipp fra månen. AsiaSat3/HGS-1 (Kina) – 1997 Kommersiell kommunikasjonssatellitt som tilfeldigvis kom til månen

17 Ekspedisjoner til månen – nyere år – SMART 1 Small Missions for Advanced Research in Technology – SMART 1 • Første europeiske romfartøyet som gikk i bane om månen, fra november 2004 til august • Testing av ny teknologi, og studere kjemiske elementer i måneoverflaten, teste teorien om dannelsen av månen og lete etter is. • Framdrift: ionemotor drevet av elektrisk energi fra solcellepanel. • Instrumenter: • SIR – nærinfrarødt spektrometer (0,94-2,4 μm) • AMIE – kamera (synlig og nærinfrarødt lys) • D-CIXS – Røntgenteleskop • RSIS – Radioeksperiment

18 SMART 1 – SIR instrumentet SIR prosjektet skulle dekke: •Overflate/regolitt prosesser •Vulkanprosesser •Struktur måneskorpen •Lete etter spektralsignaturer av is på polene •Verifisering og studie av geometriske effekter for det reflekterte spektrumet SIR målte på reflektert spektra (0,94-2,4 μm) for analyse og kartlegging av hovedmineralene i måneoverflaten (pyroksen, olivin og plagioklas). Mens Clementine hadde seks spektralfiltre i for bølgelengdeområdet 0,94- 2,4 μm, hadde SIR punktspektra i 256 kanaler for samme område og dermed bedre evne til å skille mellom mineralene. Flere nyanser i det reflekterte infrarøde lyset enn i det synlige lyset.

19 Planlagte ekspedisjoner til månen Lunar-A (Japan) – 2007 Avbilding av måneoverflaten, observere måneskjelv, måle termiske egenskaper og varmefluks nær overflaten, og studere månens kjerne og indre struktur. Chang’e (Kina) – 2007 Testing av teknologi og studere månens miljø og regolittlaget. Selene (Japan) – 2007 Observere mengden av grunnstoffer, mineralogisk sammensetning, topografi, geologi, gravitasjon og måne/sol/jord plasmaomgivelser. Skal også teste teknologi. Lunar Reconnaissance Orbiter (USA) – 2008 Kartlegge måneoverflaten for å finne framtidige landingsområder, med endelig mål å sende mennesker til månen igjen. Måle strålingsforhold, topografi, kartlegge hydrogenforekomster (også vann), og kartlegge lysforholdene og temperaturen i polområdene. Moonrise (USA) Lande to fartøy på månens sørpol og returnere steinprøver.

20 Planlagte ekspedisjoner til månen - Chandrayaan • Første indiske romfartsprosjekt med månen som mål • Oppskyting planlagt i 2008 • Polar bane i ca 100 km høyde • Avbildning av måneoverflaten i synlig og infrarødt (0,6-2,4μm) lys, røntgen og lavenergi gammastråling • Skal kartlegge topografien til månen og fordelingen av mineraler og grunnstoffer for å besvare spørsmål om månens opprinnelse. SIR-2 • Nydesign av spektrometeret SIR ombord på SMART-1 • Analyse og kartlegging av hovedmineralene i måneoverflaten • Bølgelengdeområde 0,93-2,4μm (256 kanaler punktspektra) • UiB deltar i prosjektet og vil levere utlesningselektronikk og termisk styring. Institutt for Geovitenskap vil delta i analysen av måledata når den tid kommer.

21 Oppsummering Månens ulike karakteristikker • Tørrhet • Mangel på liv • Mangfold • Historisk utvikling • Forvitring av overflaten

22 Vitenskapelige mål for månen • Planetær vitenskap • Geologisk historie til jorden • Solens historie • Plattformvitenskap • Astronomi og astrofysikk • Utskytingsrampe

23 Referanser: • ESAs hjemmesider ( • NASAs hjemmesider (http://www.nasa.gov/) • • Lunar Sourcebook: A User’s Guide to the Moon, editorer G. H. Heiken, D. T. Vaniman, og B. M. French, 1991 • Wilhelms D. E. og D. E. Davis, Two former faces of the Moon, Icarus, 1971 • Discovering the Universe, N. F. Comins og W. J. Kaufmann, 7. utg., 2005 • The New Solar System, editorer J. K. Beatty og A. Chaikin, 3. utg., 1990 • • •The planets – Moon, BBC Worldwide Ltd. 1999

24 Takk for oppmerksomheten...


Laste ned ppt "Månens opprinnelse, utvikling og sammensetning Prøveforelesning 19. desember 2006 Camilla Sætre."

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google