Giant impacts, core stratification, and failure of the Martian dynamo
Notice bibliographique
Résumé
The close timing of the giant impacts and the cessation of the core dynamo of Mars at around 4 Ga suggest a possible causal relationship between these two events. We study the shock heating of the Martian interior caused by the impact that created Utopia basin, the largest of the 20 giant impact basins formed on Mars around 4 Ga. Using empirical scaling laws connecting the diameters of the basin and the projectile, we calculate the shock pressure distribution in Mars on the basis of Pierazzo et al.'s (1997) formula, which is then used to estimate the impact‐induced temperature increase in the Martian mantle and core, adopting the “ordinary” and “foundering” shock heating mechanisms proposed by Watters et al. (2009) and impact velocities of 10 and 15 km/s. It is shown that the reduction of the heat flux out of the core due to impact heating of the overlying mantle is on the order of 0.03%–0.3% of the preimpact heat flux of the core (15 mW/m 2 ), indicating that the impact heating of the mantle has insignificant effect on the thermal convection of the core. However, the shock waves that penetrate into the core directly and differentially heat the core in only a few minutes, which causes stable thermal stratification of the core within about a few years and diminishes the core convection and the thermally driven core dynamo within a few thousand years. Exhaustion of the impact heat and removal of the stratification is necessary to reestablish a superadiabatic temperature gradient and reactivate convection in the core. As the impact heat becomes concentrated in the upper parts of the core, the stratified part of the core first cools by conduction to the mantle and then later with a contribution from penetrative convection below the core‐mantle boundary and by conduction into the deeper parts of the core. Depending on the impact velocity and the shock heating mechanisms, tens of millions of years may be needed to fully exhaust the core heat to the mantle, during which time global core convection is suppressed and a thermally driven core dynamo is problematic.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».