Regolith

Regolith ( / ˈrɛɡəlɪθ sten . , lösa , en täcker / ) är filt av okonsoliderade heterogena ytliga avlagringar som fast Det inkluderar damm , trasiga stenar och andra relaterade material och finns på jorden , månen , Mars , några asteroider och andra jordiska planeter och månar .

Etymologi

Termen regolit kombinerar två grekiska ord: rhegos ( ῥῆγος ), 'filt' och lithos ( λίθος ), 'rock'. Den amerikanske geologen George P. Merrill definierade termen först 1897 och skrev:

På sina ställen består denna täckning av material som härrör från stenvittring eller växttillväxt på plats . I andra fall är det fragmentariskt och mer eller mindre nedbrutet material som drivs av vind, vatten eller is från andra källor. Hela denna mantel av okonsoliderat material, oavsett dess natur eller ursprung, föreslås det att kalla regoliten.

Jorden

Alluviala grus i Alaska

Jordens regolit inkluderar följande underavdelningar och komponenter:

jord eller pedolit
alluvium och annat transporterat täcke, inklusive det som transporteras av eoliska , glaciala , marina och gravitationsprocesser .
"saprolith", allmänt indelad i
- övre saprolit : fullständigt oxiderad berggrund
- lägre saprolit : kemiskt reducerade delvis vittrade stenar
- saprock : sprucken berggrund med vittring begränsad till sprickkanter
vulkanisk aska och lavaströmmar som är inbäddade med okonsoliderat material
duricrust , bildad genom cementering av jordar, saprolit och transporterat material av leror , silikater , järnoxider och oxihydroxider, karbonater och sulfater , såväl som mindre vanliga medel, till härdade lager som är resistenta mot väderpåverkan och erosion.
grundvatten - och vattendeponerade salter .
biota och organiska komponenter som härrör från den.

Regolith kan variera från att vara väsentligen frånvarande till hundratals meter i tjocklek. Dess ålder kan variera från ögonblicklig (för ett askafall eller nyss avsatt alluvium) till hundratals miljoner år gammal (regolit av prekambrisk ålder förekommer i delar av Australien, även om denna kan ha begravts och sedan grävts upp.)

Regolit på jorden kommer från vittring och biologiska processer . Den översta delen av regoliten, som vanligtvis innehåller betydande organiskt material, kallas mer konventionellt för jord. Förekomsten av regolit är en av de viktiga faktorerna för de flesta liv , eftersom få växter kan växa på eller inom fast sten och djur skulle inte kunna gräva eller bygga skydd utan löst material.

Regolith är också viktigt för ingenjörer som bygger byggnader, vägar och andra anläggningsarbeten. Regolitens mekaniska egenskaper varierar avsevärt och behöver dokumenteras för att konstruktionen ska klara av användningen.

Regolith kan vara värd för mineralavlagringar, såsom mineralsand, calcrete uran och lateritiska nickelavlagringar . Att förstå regolitegenskaper, särskilt geokemisk sammansättning, är avgörande för geokemisk och geofysisk utforskning av mineralfyndigheter under den. Regoliten är också en viktig källa till byggmaterial, inklusive sand, grus, krossad sten , kalk och gips .

Regoliten är den zon genom vilken akvifärer laddas upp och genom vilken akvifärutsläpp sker. Många akviferer, såsom alluviala akviferer, förekommer helt inom regolit. Regolitens sammansättning kan också starkt påverka vattensammansättningen genom närvaron av salter och syragenererande material.

Måne

Den här berömda bilden av Buzz Aldrins fotavtryck tagen under Apollo 11 visar den fina och pulverformiga strukturen på månytan.

Regolith täcker nästan hela månens yta, berggrunden sticker bara ut på mycket branta kraterväggar och en och annan lavakanal . Denna regolit har bildats under de senaste 4,6 miljarder åren från nedslaget av stora och små meteoroider , från det stadiga bombardementet av mikrometeoroider och från sol- och galaktiskt laddade partiklar som bryter ner stenar på ytan. Regolitproduktion genom bergerosion kan leda till filébildning runt månstenar.

Effekten av mikrometeoroider, som ibland färdas snabbare än 96 000 km/h (60 000 mph), genererar tillräckligt med värme för att smälta eller delvis förånga dammpartiklar. Denna smältning och återfrysning svetsar samman partiklar till glasartade agglutinat med taggiga kanter, som påminner om tektiter som finns på jorden .

Regoliten är i allmänhet från 4 till 5 m tjock i stoområden och från 10 till 15 m i de äldre höglandsregionerna . Under denna sanna regolit finns ett område med blockig och sprucken berggrund skapad av större nedslag, som ofta kallas "megaregolith".

Regolitens täthet vid landningsplatsen för Apollo 15 ( ) är i genomsnitt cirka 1,35 g/cm ³ för de översta 30 cm, och den är cirka 1,85 g/cm ³ på ett djup av 60 cm.

Relativ koncentration av olika delar av månens jord

Termen månjord används ofta omväxlande med "månregolit" men hänvisar vanligtvis till den finare delen av regolit, den som består av korn som är en centimeter i diameter eller mindre. Vissa har hävdat att termen " jord " inte är korrekt när det gäller månen eftersom jord definieras som att ha organiskt innehåll, medan månen inte har något. Men standardanvändning bland månforskare är att ignorera den distinktionen. ^{[ citat behövs ]} "Lunar dust" betyder i allmänhet ännu finare material än lunar jord, fraktionen som är mindre än 30 mikrometer i diameter. Den genomsnittliga kemiska sammansättningen av regolit kan uppskattas från den relativa koncentrationen av element i månens jord.

De fysiska och optiska egenskaperna hos månregoliten förändras genom en process som kallas rymdvittring , som gör regoliten mörkare med tiden, vilket får kraterstrålar att blekna och försvinna.

Under de tidiga faserna av Apollo -månlandningsprogrammet uttryckte Thomas Gold från Cornell University och en del av President's Science Advisory Committee en oro över att det tjocka dammlagret på toppen av regoliten inte skulle stödja månmodulens vikt och att modulen kan sjunka under ytan. Joseph Veverka (också av Cornell) påpekade dock att Gold hade räknat fel på djupet av det överliggande dammet, som bara var ett par centimeter tjockt. Faktum är att regoliten befanns vara ganska fast av den robotiska Surveyor- rymdfarkosten som föregick Apollo, och under Apollo-landningarna fann astronauterna ofta att det var nödvändigt att använda en hammare för att driva in ett kärnprovtagningsverktyg i den.

Mars

Mars är täckt av stora vidder av sand och damm, och dess yta är full av stenar och stenblock. Dammet plockas ibland upp i stora planetomfattande dammstormar . Mars damm är mycket fint och tillräckligt mycket kvar i atmosfären för att ge himlen en rödaktig nyans.

Sanden tros bara röra sig långsamt i marsvindarna på grund av atmosfärens mycket låga täthet i den nuvarande epoken. Tidigare kan flytande vatten som strömmar i raviner och floddalar ha format Mars-regoliten. Marsforskare studerar huruvida grundvattenavskärning formar Mars-regoliten i den nuvarande epoken och om koldioxidhydrater finns på Mars och spelar en roll. Man tror att stora mängder vatten och koldioxidisar förblir frusna inom regoliten i de ekvatoriala delarna av Mars och på dess yta på högre breddgrader.

Marssand och stenblock fotograferade av NASA:s Mars Exploration Rover Spirit
Regolith under NASA:s Phoenix Mars Lander, där descent thrusters tydligen har rensat bort flera dammfläckar för att exponera den underliggande isen.
Ytan på Deimos , en måne på Mars , är täckt av ett lager av regolit som uppskattas vara 50 m (160 fot) tjockt. Viking 2 orbiter-bilden är från en höjd av 30 km (19 mi).

Asteroider

, tagen från bara 250 m över Eros yta när rymdfarkosten NEAR Shoemaker landade, visar ett område som bara är 12 m tvärs över.

Asteroider har regoliter som utvecklats av meteoroider. De sista bilderna tagna av NEAR Shoemaker av Eros yta är de bästa bilderna av regoliten på en asteroid. Det senaste japanska Hayabusa -uppdraget gav också tydliga bilder av regolit på en asteroid så liten att man trodde att gravitationen var för låg för att utveckla och bibehålla en regolit. Asteroiden 21 Lutetia har ett lager av regolit nära sin nordpol, som flyter i jordskred associerade med variationer i albedo.

Titan

Saturnus största måne Titan är känd för att ha omfattande fält av sanddyner, även om ursprunget till materialet som bildar sanddynerna inte är känt - det kan vara små fragment av vattenis som eroderats av strömmande metan, eller möjligen partikelformigt organiskt material som bildades i Titans atmosfären och regnade ner på ytan. Forskare börjar kalla detta lösa isiga material regolit på grund av den mekaniska likheten med regolit på andra kroppar, även om termen traditionellt (och etymologiskt ) endast hade använts när det lösa lagret bestod av mineralkorn som kvarts eller plagioklas eller stenfragment som var i sin tur sammansatta av sådana mineraler. Lösa filtar av iskorn ansågs inte vara regoliter eftersom de när de dyker upp på jorden i form av snö beter sig annorlunda än regoliter, kornen smälter och smälter ihop med endast små förändringar i tryck eller temperatur. Titan är dock så kall att is beter sig som sten. Det finns alltså en isregolit komplett med erosion och eoliska och/eller sedimentära processer.

Huygens - sonden använde en penetrometer vid landning för att karakterisera den lokala regolitens mekaniska egenskaper. Ytan i sig rapporterades vara ett lerliknande "material som kan ha en tunn skorpa följt av ett område med relativt enhetlig konsistens." Efterföljande analys av data tyder på att ytkonsistensavläsningar sannolikt orsakades av att Huygens förflyttade en stor sten när den landade, och att ytan bättre kan beskrivas som en "sand" gjord av iskorn. Bilderna tagna efter sondens landning visar en platt slätt täckt av småsten. Småstenarna, som kan vara gjorda av vattenis, är något rundade, vilket kan tyda på vätskors inverkan på dem.

Småsten på Titans yta, fotograferad från en höjd av cirka 85 cm av rymdfarkosten Huygens
Sanddyner på Titans yta i en radarbild tagen av rymdfarkosten Cassini i en region på cirka 160 gånger 325 kilometer (99 gånger 202 miles)

Se även

Utsvängd sluttning – Bergvägg med mjuk övergång till en konkavitet vid fotzonen
In situ resursutnyttjande – Astronautisk användning av material som skördats i yttre rymden
Lunar regolith simulant
Löss – Sediment av ackumulerat vindblåst damm
Lunarcrete – Hypotetiskt aggregatbyggmaterial, liknande betong, bildat av månregolit
Martian regolit simulant
Återstod
Sand – Granulerat material som består av finfördelat berg och mineralpartiklar
Saprolit – Kemiskt väderbiten sten
Jord – Blandning av organiskt material, mineraler, gaser, vätskor och organismer som tillsammans stöder liv

externa länkar