利用重力-地形导纳探测海洋世界的冰壳结构


由人造山的粘性松弛所驱动的21公里的土卫二壳内流动的快照。在球面谐波展开的极点处,有一个大的径向对称山,用高斯函数(R + he−2.5θ 2表示高度h,纬度θ,半极大值处全宽≈60度)表示。对于均匀粘性壳(A, B)和梯度粘性壳(C, C),在底质(A, C)和底相(B, D)边界条件下进行松弛。D).梯度粘度壳上的粘度比为η /η = 108pa和η = 1022pa,流线表示的方向和颜色表示的是根据我们的Stokes流模型得到的冰流的速度大小。对于底部材料边界下的粘性松弛,抓拍时壳体的主导运动为向下运动(对称松弛模式)。对于底相边界,图中显示了动态平衡状态。

海洋世界的冰冷壳的结构对于了解其底层海洋的稳定性,因为它控制了热量可以向外运输并辐射到空间的速率。

未来的宇宙飞船对海洋世界的探索(例如,美国宇航局的木卫二快艇任务)将允许对重力和形状进行比目前更高分辨率的测量。

在本文中,我们研究了重力-地形导纳对冰壳结构的敏感性,为今后的数据分析做准备。采用解析粘性弛豫模型来预测由潮汐加热的导电壳的粘度所决定的不同壳结构的导纳谱。

我们将这些方法应用于欧罗巴和土卫二的海洋世界。我们发现导纳对不同波长的地形支持机制是敏感的,并估计所需的重力性能来解决这些机制之间的转换。我们发现,Airy均衡模型不能准确地描述导纳,除非在最长波长处,这是由于较大的粘度对比导致了壳体基底地形的快速松弛。

我们的模型表明,低球谐度导纳的测量对高潮汐耗散的厚壳更敏感,可以补充破冰雷达对厚壳厚度的测量。最后,我们发现导纳可以用来约束冰壳内的潮汐耗散,这将是对更苛刻的潮汐相位滞后测量的补充。

Ryunosuke Akiba,Anton I. Ermokov,Burkhard Militzer

科目:地球与行星天体物理学(天体物理学博士)
引用AS:ARXIV:2105.02790 [Astro-ph.ep](或Arxiv:2105.02790v1 [Astro-Ph.ep]为此版本)
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来自:秋叶之
[v1] Thu, 5月22日16:28 UTC (209kb)
https://arxiv.org/abs/2105.02790.
天体生物学,

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