Linia lodu

W astrofizyce i planetologii , linia lodu (lub linia lodu ), linia mrozu lub linia śniegu (lub linia śniegu ) układu planetarnego jest linią izotermiczną, poza którą dany gatunek chemiczny istnieje, w warunkach międzyplanetarnych , w postaci stałej , dlatego „lód”. Poniżej tej linii gatunek występuje w postaci gazu . W kategoriach bezwzględnych nie ma zatem ani jednej „linii lodu”, ale jedna dla każdego rozpatrywanego gatunku chemicznego. Jednak ogólnie rzecz biorąc, gdy rozważany gatunek nie jest określony, zakłada się, że mówi się o linii lodu wodnego . Wyrażenie to jest generalnie używane tylko w odniesieniu do substancji lotnych (woda, metan , amoniak , tlenek węgla itp.), O których mówimy właśnie o „lodzie”, gdy są w stanie stałym, a nie do metali lub krzemianów. Możliwe jest jednak również określenie linii kondensacji dla tego ostatniego.

Powstawanie planet

W układzie planetarnym , w formacji , linia lodu jest odległość granica Protostar , poza którym, w protoplanetarnym płyty , która go otacza , na wodę (H 2 O) istnieje tylko w postaci lodu . Z tej odległości granicznej temperatura wewnątrz dysku protoplanetarnego jest na tyle niska, że ​​woda i inne lotne związki - takie jak amoniak (NH 3), metan (CH 4), tlenek węgla (CO) i dwutlenek węgla (CO 2) - może skondensować się do postaci stałych ziaren lodów.

Fikcyjna linia, linia lodu wyznacza granicę oddzielającą, w obrębie dysku protoplanetarnego, gazowy składnik cząsteczek związanych z węglem (C), azot (N) i tlen (O) ich stałego składnika. Granicę tę określa temperatura skraplania wody. To oznacza oddzielenie telluryczne planet i planet , ten ostatni jest w stanie tworzyć tylko poza linię lodowej. Rzeczywiście, podczas formowania się układu planetarnego jedynymi związkami chemicznymi występującymi w stanie stałym poniżej linii lodu są ciężkie pierwiastki, takie jak metale i krzemiany . Ponieważ jest stosunkowo dużo , ilość dostępnego materiału stałego jest ograniczona i tylko planety ziemskie mogą tworzyć się w wyniku akrecji stałych cząstek dysku protoplanetarnego. Poza linią lodu ilość dostępnej materii stałej jest większa dzięki zawartości lodu - metanu (CH 4), amoniak (NH 3), suchy lód (CO 2), lód wodny (H 2 O) itp. - i mogą powstać bardziej masywne planety, planety gigantyczne.

Temperatura i odległość od linii lodu niektórych gatunków chemicznych

Gatunki chemiczne Wzór chemiczny Temperatura skraplania Odpowiadająca odległość w układzie słonecznym
woda H 2 O ~ 130 tys 3  au
Metan CH 4 ~ 90 tys
Amoniak NH 3
Tlenek węgla WSPÓŁ ~ 20 tys 30 AU
Dwutlenek węgla CO 2
Diwodór H 2

Uwagi i odniesienia

Uwagi

  1. Mówimy o lodach w liczbie mnogiej, ponieważ NH 3, CH 4, CO i CO 2postać jako H 2 Oprzezroczyste, bezbarwne i niezbyt sztywne ciała stałe.
  2. Wszystkie modele mgławic słonecznych szacują, że ciśnienie było mniejsze niż kilkaset paskali , a zatem mniejsze niż punkt potrójny wody ( 611  Pa ): dlatego nie może być cieczą, ale tylko stałą lub gazową w zależności od temperatury.

Bibliografia

  1. Thérèse Encrenaz (pref. James Lequeux ), Planety: nasze i inne (od Ziemi do egzoplanet) , Les Ulis, EDP ​​Sciences , wyd.  "Wprowadzenie do ...",kwiecień 2010[ 1 st  ed.], 187  str. 24  cm ( ISBN  2-7598-0444-5 i 978-2-7598-0444-3 , OCLC  690382327 , BNF Wskazówki n O  FRBNF42166315 , prezentacja online ) , str.  44 [ czytaj online  (strona odwiedzona 29 maja 2016 r.)] .
  2. Thérèse Encrenaz i in. , The Solar System , Les Ulis and Paris, EDP ​​Sciences i CNRS Éditions , coll.  "Aktualna wiedza / Astrofizyka",styczeń 2003[nowe red.], XVI -529  s. , 23  cm ( ISBN  2-86883643-7 , 978-2-86883643-4 , 2-27105845-7 i 978-2-27105845-4 , OCLC  57458722 , uwaga BnF n o  FRBNF39048369 , prezentacja online ) , s.  501 [ czytaj online  (strona odwiedzona 29 maja 2016 r.)] .Współautorami książki, oprócz Thérèse Encrenaz, są: Maria-Antonietta Barucci , Jean-Pierre Bibring , Michel Blanc, Françoise Roques i Philippe Zarka.
  3. [ czytaj online  (strona odwiedzona 29 maja 2016 r.)] .
  4. Alain R. Meunier , Narodziny Ziemi: od jej powstania do pojawienia się życia , Paryż, Dunod , wyd.  "UniverSciences",2014[ 6 th  ed.], 253  , str. 14 x 22  cm ( ISBN  2-10-070682-9 i 978-2-10-070682-2 , OCLC  870665167 , BNF Wskazówki n O  FRBNF43757236 , prezentacja online ) , str.  39 i s. [ czytaj online  (strona odwiedzona 29 maja 2016 r.)] .
  5. Giovanni F. Bignami ( przetłumaczone  z włoskiego przez Christelle Freund), Stars and men: the red thread from the Big Bang to life [„  I Marziano siamo noi: un fillo rosso dal big bang alla vita  ”], Paryż, Le Cherche midi , pot.  "Dokumenty",listopad 2012[ 1 st  ed.], 238  str. , 14 × 22  cm ( ISBN  2-7491-2773-4 i 978-2-7491-2773-6 , OCLC  829977743 , notatka BnF n o  FRBNF42805365 , prezentacja online ) [ czytaj online  (strona odwiedzona 29 maja 2016 r.)] .
  6. Matthieu Gounelle , Meteoryty: w poszukiwaniu naszych początków , Paryż, Flammarion , pot.  "Dokumenty i testy",listopad 2013[ 1 st  ed.], 213- [16]  p. , 15,2 × 24  cm ( ISBN  2-0812-9296-3 i 978-2-0812-9296-3 , OCLC  865060124 , BnF notice n o  FRBNF43722236 , prezentacja online ) [ czytaj online  (strona odwiedzona 29 maja 2016 r.)] .
  7. Baptiste Journaux , Petrology and reology of high pressure planetary ice (praca doktorska przygotowana pod kierunkiem Isabelle Daniel i publicznie wspierana przez17 grudnia 2013w École normale supérieure de Lyon , w ramach szkoły doktorskiej materiałów Uniwersytetu w Lyonie , we współpracy z Laboratorium geologii Lyonu: ziemia, planety i środowisko ), Lyon, École normale supérieure de Lyon,lipiec 2014, 189- [1]  str. , A4 ( prezentacja online , czytaj online ) , rozdz.  1 („Ciała planetarne bogate w wodę i ich lód”), [rozdz. 1.1] („Ciała planetarne bogate w H 2 O "), P.  12.
  8. Wpis „  Condensation line  ” [html] na media4.obspm.fr , Paris Observatory (dostęp: 29 maja 2016 ) .
  9. Franck Selsis , „  Tworzenie i ewolucja gigantycznych egzoplanet  ”, Reflets de la physique. Biuletyn Francuskiego Towarzystwa Fizycznego , n o  154,Maj 2006, s.  5-9 ( DOI  10.1051 / refdp / 200615401 , podsumowanie , przeczytaj online [PDF] , dostęp: 29 maja 2016 ).
  10. Florence Trouillet , „  Venus, Earth and Mars ... very different destinies  ” [html] , na acces.ens-lyon.fr , École normale supérieure de Lyon , aktualizacja 9 maja 2016 r. ( dostęp 29.05.2016 ) .
  11. (w) Chunhua Qi , Karin Oberg , David Wilner , Paola Alessio , Edwin Bergin , Sean Andrews , Geoffrey A. Blake , Michiel Hogerheijde , Ewine van Dishoeck , „  Planets and the Snow Line  ” , cfa- www.harvard.edu ,4 lipca 2013( czytaj online )
  12. „  Eksplozja gwiazd ujawnia granicę wody i śniegu  ” , na www.eso.org (dostęp 13 sierpnia 2020 ) .
  13. (w) Alice Zurlo, "  Imaging the snow-water line has protostellar during outburst  " , Nature , Nature Publishing Group, vol.  535 n O  7611,1 st lipca 2016, s.  258–261 ( ISSN  1476-4687 , DOI  10.1038 / nature18612 , czytaj online , dostęp 13 sierpnia 2020 ).
  14. Śnieg w tworzącym się układzie planetarnym , Europejskie Obserwatorium Południowe , 18 lipca 2013 r .: „Wokół gwiazdy takiej jak Słońce w układzie planetarnym podobnym do naszego […] granica śniegu dla tlenku węgla odpowiadałaby orbicie Neptuna. "

Zobacz też

Linki zewnętrzne