Silicate Melting and Vaporization During Rocky Planet Formation
Silicate Melting and Vaporization During Rocky Planet Formation
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岩石行星形成过程中的硅酸盐熔化和蒸发
DOI：
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Stein B. Jacobsen4
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
E. Davies;Phil J. Carter;Seth Root;R. Kraus;D. Spaulding;Sarah T. Stewart;Stein B. Jacobsen4
导致熔化和汽化的碰撞会对行星的热演化和地球化学演化产生重大影响。然而，在行星形成过程中所达到的极端条件下，主要矿物的热力学性质并不为人们所熟知。我们在桑迪亚Z装置上获得了新的数据，并利用已发表的主要矿物镁橄榄石（Mg₂SiO₄）的热力学数据来计算主雨果尼奥曲线液态区域的比熵。我们利用计算得到的受冲击镁橄榄石的比熵，以及修正后的受冲击二氧化硅的熵，来确定从受冲击状态减压到1巴以及在接近太阳星云压力的三相点时熔化或汽化的临界撞击速度。我们还证明了初始温度对汽化标准的重要性。将这些结果应用于类地行星形成的N体模拟中，我们发现多达20% - 40%的系统总质量是通过速度超过三相点初始汽化标准的碰撞而被处理的。小天体之间的汽化碰撞是类地行星形成的一个重要组成部分。
Collisions that induce melting and vaporization can have a substantial effect on the thermal and geochemical evolution of planets. However, the thermodynamics of major minerals are not well known at the extreme conditions attained during planet formation. We obtained new data at the Sandia Z Machine and use published thermodynamic data for the major mineral forsterite (Mg 2 SiO 4 ) to calculate the specific entropy in the liquid region of the principal Hugoniot. We use our calculated specific entropy of shocked forsterite, and revised entropies for shocked silica, to determine the critical impact velocities for melting or vaporization upon decompression from the shocked state to 1 bar and the triple points, which are near the pressures of the solar nebula. We also demonstrate the importance of the initial temperature on the criteria for vaporization. Applying these results to N ‐body simulations of terrestrial planet formation, we find that up to 20% to 40% of the total system mass is processed through collisions with velocities that exceed the criteria for incipient vaporization at the triple point. Vaporizing collisions between small bodies are an important component of terrestrial planet formation.
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DOI：
10.1088/0004-637x/806/1/23
发表时间：
2015
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
Leinhardt Z
通讯作者：
Leinhardt Z
DOI：
10.1088/0004-637x/751/1/32
发表时间：
2012
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
Stewart S
通讯作者：
Stewart S
影响因子：
5.3
作者：
Carter P
通讯作者：
Carter P
影响因子：
4.9
作者：
Carter, Philip. J.;Leinhardt, Zoe M.;Stewart, Sarah T.
通讯作者：
Stewart, Sarah T.
影响因子：
4.9
作者：
Leinhardt, Zoe M.;Stewart, Sarah T.
通讯作者：
Stewart, Sarah T.