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小天体分异的时间尺度

地球与行星天体物理 2022-08-23 v1 地球物理

摘要

陨石的岩石学和地球化学多样性是其母体整体成分的函数,也是内部分异发生方式和时间的产物。此处我们聚焦于后一方面,考虑所涉及的两个主要参数:天体的尺寸和吸积时间。我们讨论了与加热、冷却和硅酸盐熔体排液相关的各种时间尺度的相互作用。基于一维球几何中的两相流建模,我们表明排液时间与两个独立参数成正比:μm/R2\mu_m/R^2(基体黏度与天体半径平方之比)和 μf/a2\mu_f/a^2(熔体黏度与基体晶粒尺寸平方之比)。我们回顾了这些性质对温度、热历史和熔融程度的依赖关系,表明它们在热演化过程中变化达数个数量级。这些变化对假设恒定性质的小天体分异两相流建模结果提出了质疑。例如,熔体迁移高效到足以从天体内部移除 26^{26}Al 热源并抑制其熔融(如 Moskovitz 和 Gaidos,2011;Neumann 等,2012)的观点,依赖于被高估了六到八个数量级的硅酸盐熔体渗流速率。在太阳系历史头几百万年内吸积的天体中,我们得出结论:排液无法阻止全球岩浆洋的出现。这些条件似乎理想地解释了铁陨石母体的产生。我们提出了小天体随尺寸和吸积时间变化的不同演化情景图谱。

关键词

引用

@article{arxiv.2208.10357,
  title  = {Time scales of small body differentiation},
  author = {Marc Monnereau and Jérémy Guignard and Adrien Néri and Michael J. Toplis and Ghylaine Quitté},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2208.10357},
  year   = {2022}
}

备注

18 pages, 9 figures, Submitted to Icarus on August 9th 2022