Ledové měsíce velkých planet a možnost života na nich

Podobné dokumenty
Termální vývoj Saturnova měsíce Enceladu

Sluneční soustava.

Vnitřní život krátkoperiodických exoplanet

Tělesa sluneční soustavy

VY_32_INOVACE_06_III./17._PLANETY SLUNEČNÍ SOUSTAVY

Mgr. Jan Ptáčník. Astronomie. Fyzika - kvarta Gymnázium J. V. Jirsíka

Slapový vývoj oběžné dráhy. Michaela Káňová, Marie Běhounková Geodynamický seminář

NÁZEV ŠKOLY: Základní škola Javorník, okres Jeseník NÁZEV: VY_32_INOVACE_197_Planety

Co vše se skrývá pod slapovými jevy?

CZ.1.07/1.5.00/ Digitální učební materiály III/ 2- Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Čas a jeho průběh. Časová osa

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

sluneční soustavy Katedra geofyziky

Slapy na terestrických exoplanetách Michaela Káňová, Marie Běhounková

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost

Vulkanismus ve vnější části sluneční soustavy Petr Brož

ČLOVĚK A ROZMANITOST PŘÍRODY VESMÍR A ZEMĚ. GRAVITACE

SLUNEČNÍ SOUSTAVA OČIMA SOND. Mgr. Antonín Vítek, CSc. Knihovna AV ČR Říjen 2010

ŽIVOT KOLEM HVĚZD. 7.lekce Jakub Fišák, Magdalena Špoková

Sluneční soustava je součástí galaxie známé také pod názvem Mléčná dráha. Planety ve sluneční soustavě obíhají po eliptických drahách kolem Slunce.

Insolace a povrchová teplota na planetách mimo sluneční soustavu. Michaela Káňová

Kroužek pro přírodovědecké talenty I lekce 3 SLUNEČNÍ SOUSTAVA

- před 5 miliardami let - z částic prachu a plynu shluk do rotujícího prachoplynného mraku - uprostřed mraku vzniká Slunce - okolní částice do sebe

Objevte planety naší sluneční soustavy Za 90 minut přes vesmír Na výlet mezi Ehrenfriedersdorf a Drebach

David Einšpigel Ledové měsíce velkých planet

Finále 2018/19, kategorie GH (6. a 7. třída ZŠ) řešení. A Přehledový test. (max. 20 bodů)

- před 5 miliardami let - z částic prachu a plynu shluk do rotujícího prachoplynného mraku - uprostřed mraku vzniká Slunce - okolní částice do sebe

STAVBA ZEMĚ. Mechanismus endogenních pochodů

Geochemie endogenních procesů 4. část

Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje Mgr.

Přípravu výukových materiálů garantuje Vítkovická střední průmyslová škola a gymnázium.

Pojmy vnější a vnitřní planety

Číslo materiálu Předmět ročník Téma hodiny Ověřený materiál Program


OPAKOVÁNÍ VĚDNÍ OBORY, NEŽIVÁ PŘÍRODA

Modelování anelastické odezvy vlastních kmitů zemětřesení v Chile 2010

Fyzika, maturitní okruhy (profilová část), školní rok 2014/2015 Gymnázium INTEGRA BRNO

Kód vzdělávacího materiálu: Název vzdělávacího materiálu: Datum vytvoření: Jméno autora: Předmět: Ročník: 1 a 2

Tématický celek - téma. Magnetické vlastnosti látek Laboratorní úloha: Určení hmotnosti tělesa podle rovnoramenných vah

Látky jako uhlík, dusík, kyslík a. z vnějšku a opět z něj vystupuje.

Astronomie Sluneční soustavy I. PřF UP, Olomouc,

Jednotlivé tektonické desky, které tvoří litosférický obal Země

Klíčová slova: vesmír, planety, měsíc, hvězdy, slunce, soustava. Výukové materiály jsou určeny pro 5. ročník ZŠ a zabývají se tématem Vesmír.

Slide 1. Slide 2. Slide 3

Povrchová teplota na kamenných exoplanetách. Michaela Káňová pod vedením RNDr. Marie Běhounkové, Ph.D.

Galaxie - Mléčná dráha - uspořádaná do tvaru disku - zformovala se 3 miliardy let po velkém třesku - její průměr je světelných let

Hvězdárna a planetárium hl. m. Prahy

Kroužek pro přírodovědecké talenty I lekce 3 SLUNEČNÍ SOUSTAVA

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost

Měsíc přirozená družice Země

VESMÍR. za počátek vesmíru považujeme velký třesk před 13,7 miliardami let. dochází k obrovskému uvolnění energie, která se rozpíná

NEŽIVÁ PŘÍRODA. Anotace: Materiál je určen k výuce věd ve 3. ročníku ZŠ. Seznamuje žáky se složkami neživé přírody a jejich tříděním.

Hledání života ve sluneční soustavě aneb život za humny?

Fyzika svrchní atmosféry a její výzkum pomocí umělých družic (01)

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/

Vlastnosti technických materiálů

Sluneční soustava OTEVŘÍT. Konec

VY_32_INOVACE_FY.20 VESMÍR II.

K. E. Bullen ( ) rozdělil zemské těleso do 7 částí Na základě pohybu zemětřesných vln, tzv. Bullenovy zóny liší se tlakem, teplotou a

Základem molekulové fyziky je kinetická teorie látek. Vychází ze tří pouček:

VY_32_INOVACE_ / Stavba Země

OPAKOVÁNÍ SLUNEČNÍ SOUSTAVY

Kroužek pro přírodovědecké talenty II lekce 13

Černé díry: brány k poznávání našeho Vesmíru

ÚSTAV STROJÍRENSKÉ TECHNOLOGIE SLÉVÁRENSKÁ TECHNOLOGIE

c) vysvětlení jednotlivých veličin ve vztahu pro okamžitou výchylku, jejich jednotky

VÍTEJTE V BÁJEČNÉM SVĚTĚ VESMÍRU VESMÍR JE VŠUDE KOLEM NÁS!

Literatura. uvedena na webových stranách ZČU Fak. Ped. KBI pod studium - geologie

J i h l a v a Základy ekologie

Země je tepelný stroj aneb jak Země chladne

MERKUR. 4. lekce Bára Gregorová a Ondrej Kamenský

Inovace výuky prostřednictvím šablon pro SŠ

NAŠE ZEMĚ VE VESMÍRU Zamysli se nad těmito otázkami

Neživé přírodniny. Hmotné předměty. výrobky- vytvořil je člověk přírodniny- jsou součástí přírody

TEMATICKÝ PLÁN 6. ročník

Geologie a tepelné vlastnosti hornin Projektování vrtů pro tepelná čerpadla na základě geologických předpokladů vliv na vodní režim, rizika

Digitální učební materiál

Vývoj Slunce v minulosti a budoucnosti

Vlastní kmity od Q k CMT

Vyučovací hodiny mohou probíhat v odborné učebně pro fyziku a chemii, v odborné učebně s interaktivní tabulí či v multimediální učebně.

Řešení: Fázový diagram vody

Třífázové trubkové reaktory se zkrápěným ložem katalyzátoru. Předmět: Vícefázové reaktory Jméno: Veronika Sedláková

Koróna, sluneční vítr

Seznam šablon Přírodovědný seminář

ŽIVÁ A NEŽIVÁ PŘÍRODA

ZEMĚ JAKO SOUČÁST VESMÍRU

VY_32_INOVACE_FY.19 VESMÍR

Chemické složení vesmíru

Základní škola Karviná Nové Město tř. Družby 1383

ZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332

BIOLOGIE OCEÁNŮ A MOŘÍ

PROBLÉMY ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ OVZDUŠÍ

Objev Jupiterových měsíců

Terestrické objekty sluneční soustavy

CZ.1.07/1.5.00/

Viry. Bakterie. Buňka

Základní škola Fr. Kupky, ul. Fr. Kupky 350, Dobruška 5.6 ČLOVĚK A PŘÍRODA FYZIKA - Fyzika 6. ročník. ŠVP Školní očekávané výstupy

Vladimír Kopecký Jr. Největší měsíc Saturnu a 2. největší měsíc vůbec Průměr km Rotační perioda 24 h 39 min

Transkript:

Ledové měsíce velkých planet a možnost života na nich Ondřej Čadek Katedra geofyziky MFF UK Obrázek: NASA

Život na Zemi autotrofie na bázi fotosyntézy heterotrofie

rostliny, řasy, mnoho druhů bakterií (AUTOTROFIE) ORGANICKÉ SLOUČENINY O2 živočichové houby, plísně mnoho druhů bakterií (HETEROTROFIE) OXID UHLIČITÝ VODA

BLACK SMOKERS

Život na Zemi autotrofie na bázi fotosyntézy heterotrofie

Život na Zemi autotrofie na bázi fotosyntézy heterotrofie autotrofie na chemotrofní bázi (nevyžaduje světlo)

Život na Zemi autotrofie na bázi fotosyntézy heterotrofie autotrofie na chemotrofní bázi (nevyžaduje světlo) později objeveny ekosystémy zcela nezávislé na O 2

Život na Zemi autotrofie na bázi fotosyntézy heterotrofie autotrofie na chemotrofní bázi (nevyžaduje světlo) později objeveny ekosystémy zcela nezávislé na O 2 šance pro Mars a ledové měsíce

Vznik života Teorie chemické polévky a její novější varianty (Darwin, Oparin 1924, Millerův-Ureyův experiment 1952) Teorie hlubokomořských sopouchů Teorie panspermie

Vznik života Teorie chemické polévky a její novější varianty (Darwin, Oparin 1924, Millerův-Ureyův experiment 1952) Teorie hlubokomořských sopouchů Teorie panspermie Berzelius (1834), Kelvin (1871), Helmholtz (1879), Arrhenius (1903) Fred Hoyle, Chandra Wickramasinghe, Stephen Hawking, Sheldon Cooper Life could spread from planet to planet or from stellar system to stellar system, carried on meteors.

Black Lady Allan Hills 84001

OSNOVA Kapalná voda ve vnější sluneční soustavě: výjimka, nebo pravidlo? Příklady ledových měsíců a jejich habitabilní potenciál Problém č. 1 Odkud se bere teplo, které udržuje vodu v kapalném skupenství? Problém č. 2 Jsou vodní rezervoáry dlouhodobě stabilní? Problém č. 3 Proudění vody v tuhých slupkách ledových měsíců

Voda a led ve sluneční soustavě čára tuhnutí kovů a hornin (1300 K) sněžná čára (150 K) terestrické planety převaha silikátů velké planety a ledové měsíce více ledu než kovů a silikátů Zdroj: Nick Strobel

Hloubka

Titan Teplotní profil? Hloubka podpovrchový oceán

IO EUROPA GANYMED CALLISTO

EUROPA poloměr: 1561 km oběžná doba: 3.55 dne excentricita: 0.009 střední hustota: 3010 kgm -3 g: 1.3 ms -2 povrchová teplota: 50-125 K Tepelná produkce až 7 TW! Nepřímé důkazy o existenci kapalné vody hlavně z magnetické pole a povrchové geologie.

EUROPA Zdroj: NASA

Schmidt et al., Nature 2011

TITAN poloměr: 2576 km oběžná doba: 15.9 dne excentricita: 0.0288 střední hustota: 1880 kgm-3 gravitační zrychlení: 1.35 ms -2 teplota na povrchu: 95 K

Hyperion Tethys Iapetus Dione Rhea Mimas Enceladus

Spencer et al., Science 2006 Zdroj: NASA

Složení gejzírů 90-95% H 2 0 CO, CO 2, NH 3, CH 4, H 2 Saj. stopově Ar 40 Ztráta hmotnosti v minulosti až 20%. Ztráta vody až 40%.

Střední teplota na povrchu Europa 102 K Titan 93 K Enceladus 75 K Triton 38 K ODKUD SE BERE TEPLO? Zdroje tepla: rozpad radioaktivních prvků slapové zahřívání teplo nahromaděné na počátku Čas chladnutí [10 9 let] Země Mars Titan Iapetus Enceladus 130 36 7.1 0.57 0.07

Střední teplota na povrchu Europa 102 K Titan 93 K Enceladus 75 K Triton 38 K ODKUD SE BERE TEPLO? Zdroje tepla: rozpad radioaktivních prvků slapové zahřívání teplo nahromaděné na počátku Čas chladnutí [10 9 let] Země Mars Titan Iapetus Enceladus 130 36 7.1 0.57 0.07

ELASTICITA Kelvin-Voigt Burgers

ANELASTICITA Kelvin-Voigt Burgers

Maxwell Kelvin-Voigt Burgers

Oběžná dráha Saturn

Oběžná dráha Saturn

Oběžná dráha Saturn

Oběžná dráha Saturn

Oběžná dráha Saturn

Oběžná dráha Saturn

Oběžná dráha Saturn

Oběžná dráha Saturn

Oběžná dráha Saturn

Oběžná dráha Saturn

Oběžná dráha Saturn

orbit Saturn Ledový měsíc s vázanou rotací disipace ~ e/t 2

Střední teplota na povrchu Europa 102 K Titan 93 K Enceladus 75 K Triton 38 K ODKUD SE BERE TEPLO? Zdroje tepla: rozpad radioaktivních prvků slapové zahřívání teplo nahromaděné na počátku Čas chladnutí [10 9 let] Země Mars Titan Iapetus Enceladus 130 36 7.1 0.57 0.07

led silikáty

led silikáty

silikáty voda led

silikáty voda led

TITAN ENCELADUS

OSNOVA Kapalná voda ve vnější sluneční soustavě: výjimka, nebo pravidlo? Příklady ledových měsíců a jejich habitabilní potenciál Problém č. 1 Odkud se bere teplo, které udržuje vodu v kapalném skupenství? Problém č. 2 Jsou vodní rezervoáry dlouhodobě stabilní? Problém č. 3 Proudění vody v tuhých slupkách ledových měsíců

Tepelná bilance: P(t) = celkový výkon vnitřních zdrojů tepla (tepelná produkce) celkový tepelný tok přes povrch tělesa (míra ochlazování) Těleso bude dlouhodobě stabilní, pokud P(t) 0.

Tepelná bilance: P(t) = celkový výkon vnitřních zdrojů tepla (tepelná produkce) celkový tepelný tok přes povrch tělesa (míra ochlazování) Těleso bude dlouhodobě stabilní, pokud P(t) 0. 0 3000 T ( C)

Numerické simulace termálního vývoje Počáteční stav t = 0 T, Výpočet hustoty a viskozity Výpočet rychlosti a napětí A x = y Aktualizace H R a H tidal Výpočet teploty v čase t+ t

ENCELADUS Dione rezonance orbitální vývoj slapy Saturn anelastické chování slapové zahřívání významné při existenci oceánu rozsah oceánu TERMÁLNÍ STAV teplota T(r,θ,φ) radioaktivní zahřívání <10% tepelný tok povrchem (tepelné ztráty)

e = 5e 0 zvětšení plochy oceánu nárůst excentricity řádový nárůst tepelné produkce tání ledu zamrzání vody řádový pokles tepelné produkce pokles excentricity zmenšení plochy oceánu e = e 0

OSNOVA Kapalná voda ve vnější sluneční soustavě: výjimka, nebo pravidlo? Příklady ledových měsíců a jejich habitabilní potenciál Problém č. 1 Odkud se bere teplo, které udržuje vodu v kapalném skupenství? Problém č. 2 Jsou vodní rezervoáry dlouhodobě stabilní? Problém č. 3 Proudění vody v tuhých slupkách ledových měsíců

Schmidt et al., Nature 2011

Zdroj: Vena W. Chu

Zdroj: Vena W. Chu

Gustafson and Boyd (1987) Zdroj: Vena W. Chu

HYDROFRAKTURACE Zdroj: Andrea Komoróczi Zdroj: Peter Kuipers Munneke

Zdroj: Klára Kalousová

DĚKUJI ZA POZORNOST!