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Modellierung der thermischen Entwicklung von Asteroiden unter Berücksichtigung geochronologischer Daten aus Meteoriten

Henke, Stephan-Markus

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Abstract

Es wurde ein numerisches Modell der thermischen Entwicklung von Asteroiden wie den Mutterkörpern gewöhnlicher Chondriten, einer Meteoritenklasse, entwickelt, in dem sowohl das Sintern als auch, neben 26Al, der Einfluss von 60Fe als Wärmequelle berücksichtigt wird. Das Modell wurde mittels eines genetischen Algorithmus unter Annahme des Zwiebelschalenmodells an empirische Abkühlalter von H-Chondriten angepasst, um die Parameter des H-Chondritenmutterkörpers zu bestimmen.Weiterhin wurden die Auswirkungen des Körperwachstums auf die thermische Entwicklung untersucht. Die Modelle zeigen, dass bereits wenige km groÿe poröse Planetesimale die für das Schmelzen erforderlichen Zentraltemperaturen entwickeln können. Aus der Angleichung des Modells an die H-Chondritenabkühlalter ergibt sich, dass das Zwiebelschalenmodell die thermische Entwicklungsgeschichte aller verwendeten H-Chondriten gröÿtenteils exzellent reproduziert. Die rekonstruierten Eigenschaften des Mutterkörpers sind dabei mit denen aus anderen Modellen vergleichbar. 60Fe scheint für die thermische Entwicklung des H-Chondritenmutterkörpers als Wärmequelle keine nennenswerte Rolle zu spielen. Die Untersuchung verschiedener Akkretionsdauern ergab, dass nur ein schnelles Wachstum mit der Thermochronologie der H-Chondriten verträglich zu sein scheint. Für den Fall kurzer Akkretionszeiten ist auÿerdem der Einfluss der Vorheizung in den zum Wachstum beitragenden Körpern gering. Die Verwendung der Instantanbildungsnäherung ist daher in künftigen Modellen gerechtfertigt.

Translation of abstract (English)

A numerical model is developed for the thermal evolution of asteroids and is applied to parent bodies of a meteorite class known as ordinary chondrites. This model includes sintering, as well as the influence of 60Fe as a heat source, additional to 26Al. The model is fitted to empirically determined cooling ages of H chondrites using a genetical algorithm under the assumption of an onion shell model to determine the parameters of the H chondrite parent body. Furthermore, the influence of parent body growth on the thermal evolution is examined. The results demonstrate that porous planetesimals of a few km in size are able to develop central temperatures high enough for melting. For the most part, the results of the fit to the H chondrite cooling ages show that the onion shell model excellently reproduces the thermal evolution history of all H chondrites used. The reconstructed properties of the parent body are comparable to those of models of others. According to the fitting results, 60Fe does not play a role in the thermal evolution of the H chondrite parent body. The examination of different accretion times yields that only rapid growth is compatible with the thermochronology of the H chondrites. Also, the influence of preheated building blocks is low for the case of short accretion times. As a result, the usage of the instantaneous accretion approximation in future models is justified.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Gail, Prof. Dr. Hans-Peter
Place of Publication: Heidelberg
Date of thesis defense: 16 October 2013
Date Deposited: 04 Nov 2013 13:04
Date: 2013
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Institute for Theoretical Physics
Subjects: 520 Astronomy and allied sciences
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