Základy planetologie Martin Lulák nitram.kalul@gmail.comVznik, vývoj a objekty sluneční soustavy Cassini - NASA Osnova  Vznik vesmíru a syntéza prvků  S jakými časovými a vzdálenostními měřítky pracujeme?  Vznik a vývoj sluneční soustavy  Přehled a klasifikace těles sluneční soustavy  Vnitřní stavba planet  Planetární povrchy – příklady na tělesech sluneční soustavy 1. Primitivní povrchy – impaktní procesy 2. Endogenní procesy – vulkanismus a kryovulkanismus 3. Exogenní procesy a atmosféry vybraných těles Vznik vesmíru - Velký třesk  Stáří vesmíru 13,8 mld. let  Během velkého třesku došlo k syntéze pouze atomů H (3/4), He (1/4) a malé množství Li – NIC JINÉHO!  Průhledný stav až po 380 000 letech – pozůstatek dodnes v podobě reliktního záření wiki WMAP - NASA Syntéza těžích prvků – hvězdné továrny  Během velkého třesku vznikly pouze 3 nejlehčí prvky (H, He, Li)  Termonukleární fúze uvnitř hvězd produkuje prvky až po Fe  Těžší prvky při výbuších supernov  We are made of star stuff! :-) NASA Syntéza těžích prvků – hvězdné továrny Skutečný rozměr sluneční soustavy S jakými rozměry vzdáleností a času pracujeme?  Myšlenkový experiment – rozměr slunce (1 400 000 km) zmenšíme na kouli o průměru 2 m  Jak bude vypadat sluneční soustava? Skutečný rozměr sluneční soustavy Slunce – dvoumetrový balon u vrátnice Slunce Skutečný rozměr sluneční soustavy Slunce – dvoumetrový balón u vrátnice Merkur – hrášek 86 m od vchodu Merkur Skutečný rozměr sluneční soustavy Slunce – dvoumetrový balón u vrátnice Merkur – hrášek 86 m od vchodu Venuše – skleněná kulička 150 m daleko Venuše Skutečný rozměr sluneční soustavy Slunce – dvoumetrový balón u vrátnice Merkur – hrášek 86 m od vchodu Venuše – skleněná kulička 150 m daleko Země – skleněná kulička 214 m daleko Země Skutečný rozměr sluneční soustavy Slunce – dvoumetrový balón u vrátnice Merkur – hrášek 86 m od vchodu Venuše – skleněná kulička 150 m daleko Země – skleněná kulička 214 m daleko Mars – větší hrášek 320 m od vchodu Mars Skutečný rozměr sluneční soustavy Slunce – dvoumetrový balón u vrátnice Merkur – hrášek 86 m od vchodu Venuše – skleněná kulička 150 m daleko Země – skleněná kulička 214 m daleko Mars – větší hrášek 320 m od vchodu Jupiter – basketbalový míč 1,1 km daleko Jupiter Skutečný rozměr sluneční soustavy Slunce – dvoumetrový balón u vrátnice Merkur – hrášek 86 m od vchodu Venuše – skleněná kulička 150 m daleko Země – skleněná kulička 214 m daleko Mars – větší hrášek 320 m od vchodu Jupiter – basketbalový míč 1,1 km daleko Saturn – volejbalový míč 2 km daleko Saturn Skutečný rozměr sluneční soustavy Slunce – dvoumetrový balón u vrátnice Merkur – hrášek 86 m od vchodu Venuše – skleněná kulička 150 m daleko Země – skleněná kulička 214 m daleko Mars – větší hrášek 320 m od vchodu Jupiter – basketbalový míč 1,1 km daleko Saturn – volejbalový míč 2 km daleko Uran – pomeranč 4,2 km daleko Uran Skutečný rozměr sluneční soustavy Slunce – dvoumetrový balón u vrátnice Merkur – hrášek 86 m od vchodu Venuše – skleněná kulička 150 m daleko Země – skleněná kulička 214 m daleko Mars – větší hrášek 320 m od vchodu Jupiter – basketbalový míč 1,1 km daleko Saturn – volejbalový míč 2 km daleko Uran – pomeranč 4,2 km daleko Neptun – pomeranč 6,4 km daleko Neptun Skutečný rozměr sluneční soustavy Slunce – dvoumetrový balón u vrátnice Merkur – hrášek 86 m od vchodu Venuše – skleněná kulička 150 m daleko Země – skleněná kulička 214 m daleko Mars – větší hrášek 320 m od vchodu Jupiter – basketbalový míč 1,1 km daleko Saturn – volejbalový míč 2 km daleko Uran – pomeranč 4,2 km daleko Neptun – pomeranč 6,4 km daleko Pluto – špendlíková hlavička 10,5 km daleko Pluto Skutečný rozměr sluneční soustavy Nejbližší hvězda Proxima Centauri – míč na házenou někde u Havaje... Skutečný rozměr sluneční soustavy Nejbližší hvězda Proxima Centauri – míč na házenou někde u Havaje... Nejbližší galaxie by byla 3x dál než Uran... Jak starý vesmír je? Jak starý vesmír je? Vznik vesmíru 1. ledna Jak starý vesmír je? Vznik vesmíru 1. ledna Vznik naší Galaxie 1. května Jak starý vesmír je? Vznik vesmíru 1. ledna Vznik naší Galaxie 1. května Vznik sluneční soustavy 9. září Jak starý vesmír je? Vznik vesmíru 1. ledna Vznik naší Galaxie 1. května Vznik sluneční soustavy 9. září První život 25. září Jak starý vesmír je? První dinosauři na Vánoce! :-) Jak starý vesmír je? Dinosauři vymřeli 28. prosince Jak starý vesmír je? 31. prosinec 14:30 – první předchůdci člověka Jak starý vesmír je? 31. prosinec 14:30 – první předchůdci člověka 23:00 – začátek doby kamenné Jak starý vesmír je? 31. prosinec 14:30 – první předchůdci člověka 23:00 – začátek doby kamenné 23:59:50 – pyramidy v Egyptě Jak starý vesmír je? 31. prosinec 14:30 – první předchůdci člověka 23:00 – začátek doby kamenné 23:59:50 – pyramidy v Egyptě 23:59:59 – objevení Ameriky Jak starý vesmír je? 31. prosinec 14:30 – první předchůdci člověka 23:00 – začátek doby kamenné 23:59:50 – pyramidy v Egyptě 23:59:59 – objevení Ameriky 00:00:00 Nového roku – TEĎ Vznik a formování sluneční soustavy  Z gigantického prachoplynového mezihvězdného oblaku  Před 4568.2 mil. lety  Složení – 98 % prvků z prvotní syntézy, zbytek těžších z hvězd předchozí generace  Proč? HST - NASA Vznik a formování sluneční soustavy  Výbuch blízké supernovy (rázová vlna) narušil gravitační rovnováhu v prachoplynovém oblaku HST - NASA Vznik a formování sluneční soustavy  Výbuch blízké supernovy (rázová vlna) narušil gravitační rovnováhu v prachoplynovém oblaku  Utvořilo se centrum, do kterého se naakumulovala většina hmoty z okolí ALMA UNG.edu Vznik a formování sluneční soustavy  Výbuch blízké supernovy (rázová vlna) narušil gravitační rovnováhu v prachoplynovém oblaku  Utvořilo se centrum, do kterého se naakumulovala většina hmoty z okolí  Zákon zachování hybnosti – růst rychlosti rotace a zpoštění do protoplanetárního disku ALMA ALMA Vznik a formování sluneční soustavy  Výbuch blízké supernovy (rázová vlna) narušil gravitační rovnováhu v prachoplynovém oblaku  Utvořilo se centrum, do kterého se naakumulovala většina hmoty z okolí  Zákon zachování hybnosti – růst rychlosti rotace a zpoštění do protoplanetárního disku  Výsledná teplota a hustota v centru protoplanetárního disku způsobila zažehnutí termonukleární reakce a z dvou vodíků se začalo vyrábět helium za vzniku obrovského tepla a světla – zrodilo se protoSlunce ALMA ALMA Vznik a formování sluneční soustavy ALMA UNG.edu  Výbuch blízké supernovy (rázová vlna) narušil gravitační rovnováhu v prachoplynovém oblaku  Utvořilo se centrum, do kterého se naakumulovala většina hmoty z okolí  Zákon zachování hybnosti – růst rychlosti rotace a zpoštění do protoplanetárního disku  Výsledná teplota a hustota v centru protoplanetárního disku způsobila zažehnutí termonukleární reakce a z dvou vodíků se začalo vyrábět helium za vzniku obrovského tepla a světla – zrodilo se protoSlunce  Jednotlivé prachové částečky se postupně zvětšovaly tzv. akrecí – planetisimály jako vysavače! Vznik a formování sluneční soustavy ALMA  Terestrické planety vs. plynní obři – proč jsou tam kde jsou? Vznik a formování sluneční soustavy ALMA  Terestrické planety vs. plynní obři – proč jsou tam kde jsou?  Volatilní sloučeniny jako plyny, vodní pára atd. byly vyhnány/vypařeny slunečním větrem a planetisimály je na sebe mohly koncentrovat dále od Slunce (cca 4 AU a dál) NASA – JPL 1 AU – cca 150 000 000 km 1 AU = vzdálenost Země - Slunce Vznik a formování sluneční soustavy ALMA  Terestrické planety vs. plynní obři – proč jsou tam kde jsou?  Volatilní sloučeniny jako plyny, vodní pára atd. byly vyhnány/vypařeny slunečním větrem a planetisimály je na sebe mohly koncentrovat dále od Slunce (cca 4 AU a dál)  Celý tento proces zabral „jen“ několik desítek milionů let a tedy chvíli po vzniku sluneční soustavy jsme měli hotové zárodky všech planet tak jak je známe NASA – JPL 1 AU – cca 150 000 000 km 1 AU = vzdálenost Země - Slunce Vznik a formování sluneční soustavy ALMA  Terestrické planety vs. plynní obři – proč jsou tam kde jsou?  Volatilní sloučeniny jako plyny, vodní pára atd. byly vyhnány/vypařeny slunečním větrem a planetisimály je na sebe mohly koncentrovat dále od Slunce (cca 4 AU a dál)  Celý tento proces zabral „jen“ několik desítek milionů let a tedy chvíli po vzniku sluneční soustavy jsme měli hotové zárodky všech planet tak jak je známe  Mladé Slunce vytvářelo mnohem víc slunečního větru než dnes – zbytky prachu a plynu po zformování tak byly odfouknuty do mezihvězdného prostoru a planety přestaly růst NASA – JPL 1 AU – cca 150 000 000 km 1 AU = vzdálenost Země - Slunce Vznik a formování sluneční soustavy ALMA  Další významné události během vývoje sluneční soustavy?  Pozdní velké bombardování (LHB) – před 4.1 až 3.8 mld lety Taylor 2006 Vznik a formování sluneční soustavy ALMA  Další významné události během vývoje sluneční soustavy?  Pozdní velké bombardování (LHB) – před 4.1 až 3.8 mld lety  Gravitační rezonance Jupiteru a Saturnu 2:1 – vyhnání Uranu a Neptunu na vzdálenější orbity a rozmetání zbytků po zformování sluneční soustavy po celé soustavě Taylor 2006 NASA – Apollo 12 Členění těles sluneční soustavy  Slunce  Terestrické planety  Plynní giganti  Trpasličí planety  Planetky  Komety  Kuiperův pás  Oortův oblak ALMA Wikipedia Slunce  109x větší než Země  Hvězda hlavní posloupnosti  Stabilní ještě cca 4 mld let  Geologicky poměrně nezajímavé :-)  Na povrchu 6000 °C!  Uvnitř 10 milionů… Terestrické planety  Merkur  Venuše  Země  Mars  0,4 – 1 rozměru Země  Podobné Zemi – terestrické  Pevný povrch – přítomnost geologie – Hurá! :-)  Hustotní diferenciace ALMA NASA – Pioneer Venus Orbiter NASA – Apollo 17 ESA – Rosseta NASA – MESSENGER Plynní obři  Jupiter  Saturn  Uran  Neptun  Chybí pevný povrch... :-(  Nízká hustota  Rychlá rotace  Prstence  Velké množství měsíců (s geologií!!!) ALMA NASA – Apollo 17 ESA – Rosseta NASA – MESSENGER NASA – Voyager 2 NASA – Cassini NASA – Voyager 2 NASA – Voyager 2 Měsíce (satelity)  Od Země dál má každá planeta nejmíň jeden měsíc  Můžou být i větší, než planeta Merkur (Ganymed, Titan)  Obrovsky rozmanité (od zachycených planetek až po samostatné světy s atmosférou) ALMA NASA – Apollo 17 NASA – MESSENGER NASA – Voyager 2 NASA – Cassini NASA – Voyager 2 NASA – Voyager 2 NASA – New Horizons NASA – Dawn NASA – MRO Wiki NASA – Cassini NASA – Galileo NASA – Cassini NASA – Voyager 2 Phobos - Mars Měsíc - Země Io - Jupiter Titan - Saturn Enceladus - Saturn Triton - Neptun Trpasličí planety  1 Ceres – největší těleso mezi Jupiterem a Marsem  Pluto – bývalá 9. planeta  Eris  a další „plutoidy“  Nesplňují definici planety, která musí splňovat: 1. Obíhat okolo Slunce 2. Být v hydrostatické rovnováze 3. Mít vyčištěné své okolí 4. Nebýt satelitem ALMA NASA – Apollo 17 ESA – Rosseta NASA – MESSENGER NASA – Voyager 2 NASA – Cassini NASA – Voyager 2 NASA – Voyager 2 NASA – New Horizons NASA – Dawn Ceres Pluto Planetky (asteroidy)  Hlavně mezi Marsem a Jupiterem (hlavní pás)  Celková M hlavního pásu jen 0,005 % Země  Bez hydrostatické rovnováhy  C (75 %), S (15 %) nebo M (10 %) typ složení  Velké množství také tzv. NEA (Near Earth Asteroids – potenciálně nebezpečné pro Zemi (433 Eros)  4 Vesta  433 Eros  243 Ida + Dactyl ALMA NASA – Apollo 17 ESA – Rosseta NASA – Cassini NASA – Voyager 2 NASA – Voyager 2 NASA – Galileo NASA – Dawn NASA – Dawn NASA – NEAR 433 Eros 243 Ida + Dactyl 4 Vesta Kupierův pás a Oortův oblak  Kupier - od dráhy Neptunu po cca 50 AU  Oort – 2000 po 200 000 AU – rodiště komet  Malá tělesa primárně z volatilních sloučenin  (486958) 2014 MU69 – Ultima Thule NASA – Apollo 17 NASA – Cassini NASA – Voyager 2 NASA – Voyager 2 NASA – New Horizons NASA – Dawn NASA – Deep Impact ESA - Rosseta NASA – New Horizons (486958) 2014 MU69 Ultima Thule Komety  Velmi malé (desítky km max) - bramboroidy  Extrémně výstřední dráhy (dlouhá elipsa = dlouhá oběžná doba)  Složení z volatilních sloučenin – kometární koma a ohon blízko Slunce  Původ v Kupierově pásu a Oortově oblaku  Halleyova kometa  Tempel 1  67P/Churyumov-Gerasimenko  81P/Wild ALMA NASA – Apollo 17 ESA – Rosseta NASA – MESSENGER NASA – Cassini NASA – Voyager 2 NASA – Voyager 2 NASA – New Horizons NASA – Dawn NASA – Deep Impact ESA - Rosseta NASA - Stardust Tempel 1 67P/Churyumov-Gerasimenko 81P/Wild Interstelární objekty  Zatím máme pouze 2 potvrzené případy  Těleso, které má prokazatelně původ mimo sluneční soustavu – neobíhá Slunce  1I/2017 U1 Oumuamua  C/2019 Q4 (Borisov) ALMA ESA – Rosseta NASA – MESSENGER NASA – Voyager 2 NASA – Voyager 2 NASA – New Horizons NASA – Dawn NASA – Deep Impact ESA - Rosseta Wiki Wiki Umělecká interpretace 1I/2017 U1 Oumuamua Vnitřní stavba planet  Terestrické planety  Jádro – plášť – kůra Hustotní diferenciace!  Merkur – obrovské kovové jádro  Venuše – chybí magnetické pole = není přítomá rotace pevného jádra vůči tekutému jako u Země  Země – víc v přednášce Martina H. později – přítomnost magnetického pole (!!!)  Mars – moc malý = už chladný – nyní už omezená vulkanická aktivita  Měsíc – mocná kůra (4-6x mocnější než u Země) Wiki Vnitřní stavba planet  Plynní obři  Plynný vodík – kovový vodík – malé jádro  Vnitřní stavba – stále moc nevíme!  Spekulace o diamantovém jádru  Nakouknutí do atmosfér Jupiteru a Saturnu pomocí atmosférických sond Wiki Primitivní planetární povrchy  Na všech tělesech sluneční soustavy s pevným povrchem jsou prominentní impaktní krátery všech velikostí NASA – Lunar Orbiter Cassini - NASA Kráter Copernicus - Měsíc Kráter Herschel – Mimas (Saturn) Primitivní planetární povrchy  Na všech tělesech sluneční soustavy s pevným povrchem jsou prominentní impaktní krátery všech velikostí  Jak vznikají? NASA – Lunar Orbiter Cassini - NASA Kráter Copernicus - Měsíc Kráter Herschel – Mimas (Saturn) Primitivní planetární povrchy  Na všech tělesech sluneční soustavy s pevným povrchem jsou prominentní impaktní krátery všech velikostí  Členění:  Impaktní mikrokrátery NASA – Lunar Orbiter UGA NASA Department of Earth and Planetary Science Vše na stránce – regolit z Měsíce Primitivní planetární povrchy  Na všech tělesech sluneční soustavy s pevným povrchem jsou prominentní impaktní krátery všech velikostí  Členění:  Impaktní mikrokrátery – impaktní zvětrávání a „rozorávání“ NASA – Lunar Orbiter UGA Apollo 11 - NASA Primitivní planetární povrchy  Na všech tělesech sluneční soustavy s pevným povrchem jsou prominentní impaktní krátery všech velikostí  Členění:  Impaktní mikrokrátery  Jednoduché impaktní krátery LRO - NASA Google Earth Kráter Barringer - Země Kráter Linné - Měsíc Primitivní planetární povrchy  Na všech tělesech sluneční soustavy s pevným povrchem jsou prominentní impaktní krátery všech velikostí  Členění:  Impaktní mikrokrátery  Jednoduché impaktní krátery  Kráterové řetezy Galileo - NASA Apollo 12 - NASA Kráterový řetěz u kráteru Davy - Měsíc Kráterový řetěz na Ganymedu (Jupiter) Primitivní planetární povrchy  Na všech tělesech sluneční soustavy s pevným povrchem jsou prominentní impaktní krátery všech velikostí  Členění:  Impaktní mikrokrátery  Jednoduché impaktní krátery  Kráterové řetězy  Komplexní impaktní krátery NASA – Lunar Orbiter 6 LRO - NASA Kráter Copernicus - Měsíc Kráter Tycho - Měsíc Primitivní planetární povrchy  Na všech tělesech sluneční soustavy s pevným povrchem jsou prominentní impaktní krátery všech velikostí  Členění:  Impaktní mikrokrátery  Jednoduché impaktní krátery  Kráterové řetězy  Komplexní impaktní krátery NASA – Lunar Orbiter 6 LRO - NASA Centrální pahorek kráteru Tycho - Měsíc Primitivní planetární povrchy  Na všech tělesech sluneční soustavy s pevným povrchem jsou prominentní impaktní krátery všech velikostí  Členění:  Impaktní mikrokrátery  Jednoduché impaktní krátery  Kráterové řetězy  Komplexní impaktní krátery NASA – Lunar Orbiter 6 LRO - NASA Proud impaktní taveniny u kráteru Tycho, Měsíc Primitivní planetární povrchy  Na všech tělesech sluneční soustavy s pevným povrchem jsou prominentní impaktní krátery všech velikostí  Členění:  Impaktní mikrokrátery  Jednoduché impaktní krátery  Kráterové řetězy  Komplexní impaktní krátery NASA – Lunar Orbiter 6 LRO - NASA Cassini – NASA Kráter Herschel na Mimasu (Saturn) Primitivní planetární povrchy  Na všech tělesech sluneční soustavy s pevným povrchem jsou prominentní impaktní krátery všech velikostí  Členění:  Impaktní mikrokrátery  Jednoduché impaktní krátery  Kráterové řetězy  Komplexní impaktní krátery NASA – Lunar Orbiter 6 LRO - NASA Galielo - NASA Kráter Pwyll, Europa (Jupiter) Primitivní planetární povrchy  Na všech tělesech sluneční soustavy s pevným povrchem jsou prominentní impaktní krátery všech velikostí  Členění:  Impaktní mikrokrátery  Jednoduché impaktní krátery  Kráterové řetězy  Komplexní impaktní krátery NASA – Lunar Orbiter 6 LRO - NASA Mars Express - ESA Kráter Gale - Mars Primitivní planetární povrchy  Na všech tělesech sluneční soustavy s pevným povrchem jsou prominentní impaktní krátery všech velikostí  Členění:  Impaktní mikrokrátery  Jednoduché impaktní krátery  Kráterové řetězy  Komplexní impaktní krátery NASA – Lunar Orbiter 6 LRO - NASA Mars Express - ESA Curiosity – NASA Centrální pahorek kráteru Gale - Mars Primitivní planetární povrchy  Na všech tělesech sluneční soustavy s pevným povrchem jsou prominentní impaktní krátery všech velikostí  Členění:  Impaktní mikrokrátery  Jednoduché impaktní krátery  Kráterové řetězy  Komplexní impaktní krátery  Multiprstencové impaktní pánve NASA – Lunar Orbiter LRO - NASA Multiprstencová impaktní pánev Mare Orientale - Měsíc Primitivní planetární povrchy  Na všech tělesech sluneční soustavy s pevným povrchem jsou prominentní impaktní krátery všech velikostí  Členění:  Impaktní mikrokrátery  Jednoduché impaktní krátery  Kráterové řetězy  Komplexní impaktní krátery  Multiprstencové impaktní pánve NASA – Lunar Orbiter Voyager 1 - NASA Multiprstencová impaktní pánev Valhalla, Callisto (Jupiter) Primitivní planetární povrchy  Na všech tělesech sluneční soustavy s pevným povrchem jsou prominentní impaktní krátery všech velikostí  Členění:  Impaktní mikrokrátery  Jednoduché impaktní krátery  Kráterové řetězy  Komplexní impaktní krátery  Multiprstencové impaktní pánve  Megaimpakty - kolize NASA – Lunar Orbiter Primitivní planetární povrchy  Na všech tělesech sluneční soustavy s pevným povrchem jsou prominentní impaktní krátery všech velikostí  Členění:  Impaktní mikrokrátery  Jednoduché impaktní krátery  Kráterové řetězy  Komplexní impaktní krátery  Multiprstencové impaktní pánve  Megaimpakty - kolize NASA – Lunar Orbiter Cassini - NASA MRO - NASA Phobos - Mars Primitivní planetární povrchy  Na všech tělesech sluneční soustavy s pevným povrchem jsou prominentní impaktní krátery všech velikostí  Členění:  Impaktní mikrokrátery  Jednoduché impaktní krátery  Kráterové řetězy  Komplexní impaktní krátery  Multiprstencové impaktní pánve  Megaimpakty - kolize NASA – Lunar Orbiter Cassini - NASA Voyager 2 - NASA Měsíc Miranda (Uran) Jak často k impaktům dochází? NASA – Lunar Orbiter LRO – NASA Měsíční moře u kráteru Plato - Měsíc Měsíční vysočina na odvrácené straně Měsíce Jak často k impaktům dochází? NASA – Lunar Orbiter LRO – NASA Upraveno podle Hartmann (2004): Moons & Planets Jak často k impaktům dochází? NASA – Lunar Orbiter LRO – NASA Jak často k impaktům dochází? NASA – Lunar Orbiter LRO – NASA HST - NASA Galileo - NASA JPL - NASA Využití impaktů v planetologii NASA – Lunar Orbiter LRO – NASA  Relativní i absolutní datování povrchů a tvarů  Možnost získání vzorků „zadarmo“ Vzorky zadarmo – ALH 84001 (Mars) NASA – Lunar Orbiter LRO – NASA JSC - NASA JSC - NASA  Spekulace o mimozemských mikrofosíliích mikrobů z Marsu Vzorky zadarmo – NEA 003 (Měsíc) NASA – Lunar Orbiter  Potvrzení existence relativně mladého vulkanismu na Měsíci Sledování hustoty impaktů NASA – Lunar Orbiter Magellan - NASA Radarový snímek Venuše Sledování hustoty impaktů NASA – Lunar Orbiter Magellan - NASA MGS - NASA Výšková mapa Marsu Sledování hustoty impaktů NASA – Lunar Orbiter Voyager 2 - NASA Galileo - NASA New Horizons - NASA Ganymed - Jupiter Io - Jupiter Io - Jupiter Sledování hustoty impaktů NASA – Lunar Orbiter Magellan - NASA New Horizons - NASA Voyager 2 - NASA Sledování hustoty impaktů NASA – Lunar Orbiter Magellan - NASA New Horizons - NASA Voyager 2 - NASA Galileo - NASA Europa - Jupiter Sledování hustoty impaktů NASA – Lunar Orbiter Magellan - NASA New Horizons - NASA Voyager 2 - NASA JPL - NASA Europa - Jupiter Sledování hustoty impaktů NASA – Lunar Orbiter New Horizons - NASA Voyager 2 - NASA Cassini - NASA Cassini - NASA Enceladus - Saturn Sledování hustoty impaktů NASA – Lunar Orbiter Magellan - NASA New Horizons - NASA Voyager 2 - NASA Cassini - NASA Voyager 2 - NASA Voyager 2 - NASA Triton - Neptun Triton - Neptun Endogenní procesy - vulkanismus  Na vnitřní stavbu planet se vážou endogenní procesy  „Klasický vulkanismus“ vs. kryovulkanismus na vzdálenějších tělesech Viking 1 - NASA Cassini - NASA Enceladus - Saturn Olympus Mons - Mars Endogenní procesy - Merkur Viking 1 - NASA MESSENGER - NASA  Poměrně malé těleso – dávno vychladlé  Merkur byl aktivní naposled cca před 1 mld. lety  99,9% povrch – primitivní planetární povrch s impaktními krátery Cassini - NASA Endogenní procesy - Merkur Viking 1 - NASA Cassini - NASA  Poměrně malé těleso – dávno vychladlé  Merkur byl aktivní naposled cca před 1 mld. Lety  99,9% povrch – primitivní planetární povrch s impaktními krátery  Důkazy o přítomnosti vulkanismu jsou, ale staré  Podpovrchové kanály magmatu – nyní zkolabované MESSENGER - NASA Endogenní procesy - Venuše Viking 1 - NASA Cassini - NASA  Stejně velká jako Země  Chybí desková tektonika – PROČ?!  V současné době pravděpodobně neaktivní/velmi sporadicky aktivní – nárazové monstrózní eventy Magellan - NASA Endogenní procesy - Venuše Viking 1 - NASA Cassini - NASA  Stejně velká jako Země  Chybí desková tektonika – PROČ?!  Velké množství pozůstatků vulkanické aktivity – největší množství známých sopek v celé soustavě! Magellan - NASA Magellan - NASA Endogenní procesy - Venuše Viking 1 - NASA Cassini - NASA  Stejně velká jako Země  Chybí desková tektonika – PROČ?!  Velké množství pozůstatků vulkanické aktivity – největší množství známých sopek v celé soustavě!  90 % povrchu bazalty Magellan - NASA Magellan - NASA Endogenní procesy - Venuše Viking 1 - NASA Cassini - NASA  Stejně velká jako Země  Chybí desková tektonika – PROČ?!  Velké množství pozůstatků vulkanické aktivity – největší množství známých sopek v celé soustavě!  90 % povrchu bazalty  Palačinkové dómy, arachnoidi :-) Magellan - NASA Magellan - NASA Endogenní procesy - Měsíc Viking 1 - NASA Cassini - NASA  Vulkanicky aktivní po LHB až do cca 3 mld let před současností  Desítky km mocná kůra znesnadňuje vulkanismus Hartmann (2004): Moons & Planets Endogenní procesy – Měsíc Viking 1 - NASA Cassini - NASA Hartmann (2004): Moons & Planets Endogenní procesy - Měsíc Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA Tycho - Měsíc Plato - Měsíc Endogenní procesy - Mars Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA Viking 1 - NASA  Jako Merkur – malý, tedy už chladný  Obrovské štítové sopky patrně „sedící“ na hot spotech – oblast Tharsis MGS - NASAMGS - NASA Endogenní procesy - Mars Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA Viking 1 - NASA  Jako Merkur – malý, tedy už chladný  Obrovské štítové sopky patrně „sedící“ na hot spotech – oblast Tharsis MGS - NASA Wiki MGS - NASA Endogenní procesy - Mars Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA Viking 1 - NASA  Jako Merkur – malý, tedy už chladný  Obrovské štítové sopky patrně „sedící“ na hot spotech Oblast Tharsis  Olympus Mons – největší vulkanická struktura ve sluneční soustavě (26 km) MGS - NASA Wiki Endogenní procesy - Mars Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA Viking 1 - NASA  Jako Merkur – malý, tedy už chladný  Obrovské štítové sopky patrně „sedící“ na hot spotech MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA Endogenní procesy - Mars Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA Viking 1 - NASA  Jako Merkur – malý, tedy už chladný  Obrovské štítové sopky patrně „sedící“ na hot spotech  Interakce vulkanismu s vodou! MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA MRO - NASA Endogenní procesy - Io Viking 1 - NASA Galileo - NASA LRO - NASA LRO - NASA MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA MRO - NASA Endogenní procesy - Io Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA Viking 1 - NASA  Měsíc Jupiteru Io – nejaktivnější těleso sluneční soustavy!  PROČ? MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA MRO - NASA Galileo - NASA Voyager 1 - NASA Endogenní procesy - Io Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA Viking 1 - NASA  Měsíc Jupiteru Io – nejaktivnější těleso sluneční soustavy!  PROČ? MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA MRO - NASA Galileo - NASA http://large.stanford.edu Endogenní procesy - Io Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA Viking 1 - NASA  Měsíc Jupiteru Io – nejaktivnější těleso sluneční soustavy!  PROČ?  Vulkanismus nepohání rozpad radioaktivních prvků a teplo z původní akrece materiálu ale slapové síly Jupitera, které Io „hnětou“ MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA MRO - NASA Galileo - NASAVoyager 1 - NASA Endogenní procesy - Io Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA Viking 1 - NASA  Měsíc Jupiteru Io – nejaktivnější těleso sluneční soustavy!  PROČ?  Vulkanismus nepohání rozpad radioaktivních prvků a teplo z původní akrece materiálu ale slapové síly Jupitera, které Io „hnětou“  Nejméně 150, možná až 400 aktivních vulkánů MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA MRO - NASA Voyager 1 - NASA Galileo - NASA New Horizons - NASA Endogenní procesy – Io – typy erupcí Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA Viking 1 - NASA  Intra-patera erupce Něco jako pozemské kaldery – kolaps magmatické komory poté, co láva odteče MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA MRO - NASA Voyager 1 - NASA Galileo - NASA Galileo - NASA Endogenní procesy – Io – typy erupcí Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA  Intra-patera erupce Něco jako pozemské kaldery – kolaps magmatické komory poté, co láva odteče  Erupce dominantní tečením Dlouhodobé erupce vytvářející velké lávové toky MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA MRO - NASA Voyager 1 - NASA Galileo - NASA Endogenní procesy – Io – typy erupcí Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA  Intra-patera erupce Něco jako pozemské kaldery – kolaps magmatické komory poté, co láva odteče  Erupce dominantní tečením Dlouhodobé erupce vytvářející velké lávové toky  Erupce dominantní explozemi Nejhojnější. Krátkodobé, velké výbuchy s viditelnými chocholy a lávovými fontánami MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA MRO - NASA Voyager 1 - NASA Galileo - NASA Endogenní procesy – Io Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA  Io ve zkratce – ráj vulkanologů a kartografů :-) MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA MRO - NASA Voyager 1 - NASA Galileo - NASA New Horizons - NASA Endogenní procesy – Europa Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA  Není v současné době (asi?!) aktivní MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA MRO - NASA Voyager 1 - NASA Galileo - NASA New Horizons - NASA Galileo - NASA Endogenní procesy – Europa Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA  Není v současné době (asi?!) aktivní  Slapové tření na 100% drží v tekutém stavu podpovrchový oceán slané vody! MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA MRO - NASA Voyager 1 - NASA Galileo - NASA New Horizons - NASA Galileo - NASA Wiki Endogenní procesy – Europa Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA  Není v současné době (asi?!) aktivní  Slapové tření na 100% drží v tekutém stavu podpovrchový oceán slané vody!  Důkaz – magnetický moment a povrchové tvary MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA MRO - NASA Voyager 1 - NASA Galileo - NASA New Horizons - NASA JPL - NASA Endogenní procesy – Europa Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA  Není v současné době (asi?!) aktivní  Slapové tření na 100% drží v tekutém stavu podpovrchový oceán slané vody!  Důkaz – magnetický moment a povrchové tvary  Jeden z nejžhavějších kandidátů na přítomnost mimozemského života! MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA MRO - NASA Voyager 1 - NASA Galileo - NASA New Horizons - NASA JPL - NASA Endogenní procesy – Europa další povrchové tvary Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA  Lineární praskliny – výstupy teplejšího materiálu z nitra tělesa – možná podobně jako středooceánské hřbety na Zemi MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA MRO - NASA Voyager 1 - NASA Galileo - NASA New Horizons - NASA JPL - NASA Galileo - NASA Endogenní procesy – Europa další povrchové tvary Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA  Lineární praskliny – výstupy teplejšího materiálu z nitra tělesa – možná podobně jako středooceánské hřbety na Zemi  „Chaotické“ regiony a lentikuly – podobné magmatickým krbům na zemi – rozbití krusty a následné chaotické utuhnutí MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA MRO - NASA Voyager 1 - NASA Galileo - NASA New Horizons - NASA JPL - NASA Galileo - NASA Galileo - NASA Endogenní procesy – Europa kryovulkanická aktivita? Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA  Galileo pozorovala zvláštní aktivitu  HST – pozorování možného chocolu (jako na Io) MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA MRO - NASA Voyager 1 - NASA Galileo - NASA New Horizons - NASA JPL - NASA Galileo - NASA Galileo - NASA HST - NASA JPL - NASA Endogenní procesy – Enceladus - kryovulkanismus Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA MRO - NASA Voyager 1 - NASA Galileo - NASA New Horizons - NASA Cassini - NASA Wiki Endogenní procesy – Enceladus kryovulkanismus Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA MRO - NASA Voyager 1 - NASA Galileo - NASA New Horizons - NASA Cassini - NASA Wiki  Potvrzená aktivita u „Tygřích pruhů“  Pohon? Asi slapové tření, ale pořádně nevíme... Cassini - NASA Endogenní procesy – Enceladus kryovulkanismus Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA MRO - NASA Voyager 1 - NASA Galileo - NASA New Horizons - NASA Cassini - NASA Wiki  Potvrzená aktivita u „Tygřích pruhů“  Pohon? Asi slapové tření, ale pořádně nevíme... Cassini - NASA Cassini - NASA Cassini - NASA Cassini - NASA Endogenní procesy – Enceladus kryovulkanismus Viking 1 - NASA Cassini - NASA LRO - NASA LRO - NASA MGS - NASA MRO - NASA 2001 Mars Odyssey - NASA MRO - NASA Voyager 1 - NASA Galileo - NASA Cassini - NASA Wiki  Potvrzená aktivita u „Tygřích pruhů“  Pohon? Asi slapové tření, ale pořádně nevíme... Cassini - NASA Cassini - NASA Cassini - NASACassini - NASA Cassini – NASA; wiki Endogenní procesy – Triton kryovulkanismus  Měsíc Neptunu – pravděpodobně Neptunem zachycený KBO Voyager 2 - NASA Endogenní procesy – Triton kryovulkanismus  Měsíc Neptunu – pravděpodobně Neptunem zachycený KBO  Minimum impaktních kráterů – povrch tvořen endogenně! Voyager 2 - NASA Voyager 2 - NASA Endogenní procesy – Triton kryovulkanismus  Měsíc Neptunu – pravděpodobně Neptunem zachycený KBO  Minimum impaktních kráterů – povrch tvořen endogenně!  Kryovulkanismus v extrémně nízkých teplotách Voyager 2 - NASA Endogenní procesy – Pluto možný kryovulkanismus?  Některá místa na Plutu vypadají jako kryovulkány (obrovské!) New Horizons - NASA Endogenní procesy – Pluto možný kryovulkanismus?  Některá místa na Plutu vypadají jako kryovulkány (obrovské!)  Přítomnost tekoucích ledovců – není to cool? :-) New Horizons - NASA New Horizons - NASA New Horizons - NASA Exogenní procesy – atmosféry Venuše  Venuše – nejhustější atmosféra ve sluneční soustavě (90x Země)  Brutální skleníkový efekt - ~475°C (96,5 % CO2)  Vznik? – odplynění během vulkanických epizod  Vliv na povrch – tvorba zvláštních vulkanických struktur (vliv tlaku na chladnutí) Mariner 10 - NASA Wiki Exogenní procesy – atmosféry Venuše  Venuše – nejhustější atmosféra ve sluneční soustavě (90x Země)  Brutální skleníkový efekt - ~475°C  Vznik? – odplynění během vulkanických epizod  Vliv na povrch – tvorba zvláštních vulkanických struktur (vliv tlaku na chladnutí)  Problematika studia povrchu – pouze pomocí radaru Magellan- NASA Mariner 10 - NASA Exogenní procesy – atmosféry Mars  Mars – 100-150x menší tlak než na Zemi  96 % CO2  Nízký tlak – voda nemůže být v tekuté podobě (led nebo vodní pára) MGS - NASA MGS - NASA Exogenní procesy – atmosféry Mars  Mars – 100-150x menší tlak než na Zemi  96 % CO2  Nízký tlak – voda nemůže být v tekuté podobě (led nebo vodní pára)  Tvorba polárních čepiček z CO2 Rosseta - ESA Exogenní procesy – atmosféry Mars  Mars – 100-150x menší tlak než na Zemi  96 % CO2  Nízký tlak – voda nemůže být v tekuté podobě (led nebo vodní pára)  Tvorba polárních čepiček z CO2  Voda v minulosti - bezpochyby Rosseta - ESA Viking 1 - NASA Exogenní procesy – atmosféry Mars  Mars – 100-150x menší tlak než na Zemi  96 % CO2  Nízký tlak – voda nemůže být v tekuté podobě (led nebo vodní pára)  Tvorba polárních čepiček z CO2  Voda v minulosti - bezpochyby Rosseta - ESA Viking 1 - NASA Viking 1 - NASA Exogenní procesy – atmosféry Mars  Mars – 100-150x menší tlak než na Zemi  96 % CO2  Nízký tlak – voda nemůže být v tekuté podobě (led nebo vodní pára)  Tvorba polárních čepiček z CO2  Voda v minulosti – bezpochyby  Eolické tvary – hojné! Duny, hrance, ... Rosseta - ESA Viking 1 - NASA Viking 1 - NASA Curiosity - NASA Curiosity - NASA MRO - NASA Exogenní procesy – atmosféry Mars  Mars – 100-150x menší tlak než na Zemi  96 % CO2  Nízký tlak – voda nemůže být v tekuté podobě (led nebo vodní pára)  Tvorba polárních čepiček z CO2  Voda v minulosti – bezpochyby  Eolické tvary – hojné! Duny, hrance, ...  „Dust devils“ a prachové bouře Rosseta - ESA Viking 1 - NASA Viking 1 - NASA Curiosity - NASA Curiosity - NASA MRO - NASA Opportunity - NASA MRO - NASA Exogenní procesy – atmosféry Mars  Mars – 100-150x menší tlak než na Zemi  96 % CO2  Nízký tlak – voda nemůže být v tekuté podobě (led nebo vodní pára)  Tvorba polárních čepiček z CO2  Voda v minulosti – bezpochyby  Eolické tvary – hojné! Duny, hrance, ...  „Dust devils“ a prachové bouře  Periglaciální tvary! Rosseta - ESA Viking 1 - NASA Viking 1 - NASA Curiosity - NASA Curiosity - NASA MRO - NASA Svalbard – Jezero Garmaksla Exogenní procesy – atmosféry Jupiter  Jupiter – není pevný povrch  Složením podobná, jako Slunce  Rychlá rotace  Velké bouře Rosseta - ESA Viking 1 - NASA Viking 1 - NASA Curiosity - NASA Curiosity - NASA MRO - NASA Voyager 1 - NASA Voyager 2 - NASA Voyager 1 - NASA Exogenní procesy – atmosféry Jupiter  Jupiter Rosseta - ESA Viking 1 - NASA Viking 1 - NASA Curiosity - NASA MRO - NASA Voyager 1 - NASA  Jupiter – není pevný povrch  Složením podobná, jako Slunce  Rychlá rotace  Velké bouře  Přímý průzkum pomocí atmosférické sondy Galileo NASA NASA Exogenní procesy – atmosféry Jupiter  Možný život v atmosféře Jupiteru? Rosseta - ESA Viking 1 - NASA Viking 1 - NASA Curiosity - NASA Curiosity - NASA MRO - NASA Voyager 1 - NASA Exogenní procesy – atmosféry Titan  Titan – o polovinu větší, než náš Měsíc  1,5x hustější atmosféra, než na Zemi!  Složení: Dusík (98 %) a uhlovodíky  Atmosféra neprůhledná – studium povrchu pomocí radaru Rosseta - ESA Viking 1 - NASA Viking 1 - NASA Curiosity - NASA Curiosity - NASA MRO - NASA Cassini - NASA Cassini - NASA Exogenní procesy – atmosféry Titan  Titan – o polovinu větší, než náš Měsíc  1,5x hustější atmosféra, než na Zemi!  Složení: Dusík (98 %) a uhlovodíky  Tlak a složení atmosféry umožňuje existenci uhlovodíkových jezer! Rosseta - ESA Viking 1 - NASA Viking 1 - NASA Curiosity - NASA Curiosity - NASA MRO - NASA Cassini - NASA Cassini - NASA Cassini - NASA Cassini - NASA Exogenní procesy – atmosféry Titan  Titan – o polovinu větší, než náš Měsíc  1,5x hustější atmosféra, než na Zemi!  Složení: Dusík (98 %) a uhlovodíky  Tlak a složení atmosféry umožňuje existenci uhlovodíkových jezer!  Povrch z ledu, přítomnost fluviální aktivity, půda plná ledových a uhlovodíkových krystalků  Nejvzdálenější těleso, na kterém se podařílo měkce přistát! Rosseta - ESA Viking 1 - NASA Viking 1 - NASA Curiosity - NASA MRO - NASA Cassini - NASA Cassini - NASA Cassini - NASA Huygens - ESA Huygens - ESA Exogenní procesy – atmosféry další tělesa  Pluto, Triton  Slaboučké, převážně dusík a uhlovodíky (sublimace zmrzlého povrchu, případně kryovulkanismus) Rosseta - ESA Viking 1 - NASA Viking 1 - NASA Curiosity - NASA Curiosity - NASA MRO - NASA Voyager 2 - NASA New Horizons - NASA Take home message?  Stále je co objevovat! :-) Rosseta - ESA Viking 1 - NASA Viking 1 - NASA Curiosity - NASA Curiosity - NASA MRO - NASA Voyager 2 - NASA New Horizons - NASA Voyager 1 - NASA Zdroje Kosmologie:  SINGH, S. (2007): Velký třesk, Argo/Dokořán, 550 s. Planetologie:  HARTMANN, W.K. (2004): Moons & Planets (fifth edition), Brooks/Cole, 456 s. Planetologie a život ve vesmíru:  PETRÁSEK, T., DUSZEK, I. (2009): Vzdálené světy I, Triton, 312 s.  PETRÁSEK, T., DUSZEK, I. (2010): Vzdálené světy II, Triton, 496 s.