Vulkanisme dan Tektonika Planet

Bagaimana panas yang keluar dari interior planet membentuk gunung berapi, mengubah bentuk kerak, dan membentuk kembali dunia di Tata Surya.

Definition

Vulkanisme dan tektonika planet adalah studi tentang bagaimana panas interior mendorong letusan magma dan deformasi litosfer di planet dan bulan.

Scope

Topik ini mencakup ekspresi vulkanik dan tektonik dari hilangnya panas interior pada planet dan bulan berbatu: pembentukan dan kenaikan lelehan, letusan efusif dan eksplosif, gunung berapi perisai dan basal banjir, serta deformasi litosfer menjadi sesar, lipatan, dan pola tektonik global. Ini mencakup tektonika lempeng gaya Bumi, rezim tutup stagnan di Venus dan Mars, vulkanisme yang didorong oleh pasang surut di Io, dan kriovolkanisme di bulan-bulan es, berdasarkan penginderaan jauh komparatif dan geofisika.

Core questions

• Bagaimana lelehan terbentuk, naik, dan meletus pada benda-benda dengan komposisi dan gravitasi yang berbeda?
• Apa yang menentukan apakah suatu planet memiliki tektonika lempeng, tutup stagnan, atau gaya tektonik lainnya?
• Bagaimana pemanasan pasang surut menggerakkan vulkanisme intens Io dan kemungkinan kriovolkanisme di tempat lain?
• Apa yang diungkapkan bentuk lahan vulkanik dan tektonik tentang sejarah termal suatu planet?

Key theories

Tektonika lempeng sebagai mode konveksi planet

Di Bumi, konveksi mantel memecah litosfer menjadi lempeng-lempeng bergerak yang mendaur ulang ke interior, mode pendinginan yang efisien yang tampaknya unik di antara planet-planet terestrial saat ini.

Tektonika tutup stagnan

Di Venus dan Mars, litosfer berperilaku sebagai satu tutup kaku di atas mantel yang berkonveksi, sehingga panas keluar terutama melalui vulkanisme dan pembentukan kembali episodik daripada daur ulang lempeng.

Pemanasan pasang surut dan vulkanisme

Pembengkokan gravitasi periodik bulan dalam orbit eksentrik menghilangkan energi sebagai panas, menggerakkan vulkanisme aktif ekstrem Io dan mempertahankan aktivitas bawah permukaan di satelit lain.

Mechanisms

Dekompresi atau pemanasan menghasilkan lelehan silikat yang bersifat apung dan naik melalui litosfer untuk meletus sebagai lava atau, di mana volatil terlarut, secara eksplosif. Tekanan dari konveksi, pendinginan, pasang surut, dan dampak mengubah bentuk kerak menjadi sesar dan lipatan. Di bulan-bulan es, es dan air garam dengan titik leleh rendah dapat meletus sebagai kriovolkanisme.

Clinical relevance

Aktivitas vulkanik dan tektonik membentuk kembali planet, mengeluarkan gas atmosfer, dan menandakan interior yang aktif, menjadikannya pusat untuk menentukan usia permukaan dan menilai apakah suatu benda dapat mendukung lingkungan yang layak huni.

History

Pesawat ruang angkasa mengungkapkan keragaman vulkanisme dan tektonika yang menakjubkan: Mariner dan Viking memetakan gunung berapi Tharsis raksasa dan sistem retakan Mars, Voyager menemukan vulkanisme aktif di Io pada tahun 1979 tepat setelah Peale dan rekan-rekannya memprediksi pemanasan pasang surut, dan Magellan mengungkap dataran Venus yang terbentuk kembali secara vulkanik. Temuan-temuan ini membingkai ulang vulkanisme dan tektonika sebagai fenomena di seluruh planet.

Debates

Sejarah pembentukan kembali Venus

Apakah Venus terbentuk kembali dalam peristiwa global yang dahsyat atau melalui vulkanisme yang lebih bertahap dan berkelanjutan masih diperdebatkan dari populasi kawahnya yang jarang dan hampir acak.

Key figures

• H. Jay Melosh
• Gerald Schubert
• Stanton Peale
• Donald Turcotte

Seminal works

• melosh2011
• turcotteschubert2014

Frequently asked questions

Apa gunung berapi terbesar di Tata Surya?

Olympus Mons di Mars, gunung berapi perisai kira-kira seukuran negara bagian Arizona di AS dan jauh lebih tinggi dari Gunung Everest, terbentuk di atas titik panas stasioner yang berumur panjang di litosfer Mars yang stagnan.

Mengapa Io begitu aktif secara vulkanik?

Io diperas oleh gravitasi Jupiter dan oleh resonansi orbital dengan bulan-bulan tetangga, dan pembengkokan pasang surut yang dihasilkan memanaskan interiornya cukup untuk menggerakkan vulkanisme berkelanjutan.