太阳系年龄
太阳系的年龄在:4.55-4.58 Gy(十亿年)
地球上的氦,大多由α衰变产生的。
放射性
- α射线,两个质子及两个中子组成,并不带任何电子,亦即等同于氦-4的内核。
- β射线,高能量电子
- γ射线,电磁波,高能光子。
半衰期公式,
太阳系演化
molecular cloud
金斯不稳定性(Jeans instability)
在重力下坍缩,有多个高密度的点,形成星团。
坍塌后,初始角速度不断加快,星云被拉平形成原型星盘(protoplanetary disk)
摩擦,将重力势能转换为热,中心密度越来越高,温度越来越高,形成原太阳(protosun)
10My 内 T-Tauri wind 吹出气体很尘埃,这些物质将形成太阳系的行星。
液态在低压(低于某个压强)状态下只有气态和液态,所以真空中没有液体。
类地行星的形成
尘埃互相碰撞互相依附,形成微行星(planetesimals)。
当大小达到 1km 后,在重力的互相吸引下,形成数百个的月亮尺度(R<=1000km)的原行星(protoplanet)
碰撞的热能和放射能融化掉原行星,形成球体,化学分化(Chemical differenctiation)让更重的元素沉入核心
更大的原行星继续吸收微行星,最后形成 100 月亮到火星大小的原行星
在重力的作用下轨道扭曲,继续碰撞。合并和喷射作用下形成更大的水星和地球
轨道在10~100My 间慢慢稳定成接近圆型的轨道。
巨行星
在冻结线之后(5AU)水成了固体,微行星与原行星形成加快,特别是在冻结线附近木星成长最快
轨道共振
小行星带
介于火星和木星轨道之间(2-4AU)
地球
地球表面 71% 是水,大气主要由 , 组成。 地壳是是岩石(Si)
地球的行星分异, Fe,Ni 沉入地心,Si 留着地壳和地幔。
密度是
内热
来源:
- 放射性衰变
- 开尔文-亥姆霍兹机制
驱动地幔对流
形成大陆板块
热消失的效率
能量平衡
表面温度几乎是常量
吸收太阳的辐射能,少部分来自内热
向外辐射也损耗能量
吸收能量和消耗能量是处于平衡的
如果地球是黑体:
实际上地球是蓝的,他的反照率(albedo)
所以
月球
月球上有海(Maria)和环形山(lava plains)
白天 370K 晚上 100K
内部
月球地震由地球的潮汐力引起
形成
由对地球的巨型撞击的碎片形成
大气层
N2,CO2 来自火山蒸汽
H_2O 来自重轰炸期
雨水创建海洋溶解二氧化碳并将其固定在沉积物中,加速了大陆的形成。
细菌,植物释放 O_2 一开始被 Fe 和 S 吸收
对流
地表加热下层大气驱动对流
地球磁场
太阳风
类地行星
水星 88 7
金星 224 3.4 243 177.3
火星 687 1.9 24.6 25