Fu, Roger R. and Ermakov, A.I. and Marchi, S. and Castillo-Rogez, J. and Raymond, C.A. and Hager, Bradford H. and Zuber, Maria T. and King, S.D. and Bland, M. T. and De Sanctis, M.C. and Preusker, Frank and Park, R.S. and Russell, C.T. (2017) The interior structure of Ceres as revealed by surface topography. Earth and Planetary Science Letters, 476, pp. 153-164. Elsevier. doi: 10.1016/j.epsl.2017.07.053. ISSN 0012-821X.
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Official URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X17304405?via%3Dihub
Abstract
Ceres, the largest body in the asteroid belt (940 km diameter), provides a unique opportunity to study the interior structure of a volatile-rich dwarf planet. Variations in a planetary body's subsurface rheology and density affect the rate of topographic relaxation. Preferential attenuation of long wavelength topography (>= 150 km) on Ceres suggests that the viscosity of its crust decreases with increasing depth. We present finite element (FE) geodynamical simulations of Ceres to identify the internal structures and compositions that best reproduce its topography as observed by the NASA Dawn mission. We infer that Ceres has a mechanically strong crust with maximum effective viscosity similar to 10(25) Pas. Combined with density constraints, this rheology suggests a crustal composition of carbonates or phyllosilicates, water ice, and at least 30 volume percent (vol.%) low-density, high-strength phases most consistent with salt and/or clathrate hydrates. The inference of these crustal materials supports the past existence of a global ocean, consistent with the observed surface composition. Meanwhile, we infer that the uppermost >= 60 km of the silicate-rich mantle is mechanically weak with viscosity <10(21) Pas, suggesting the presence of liquid pore fluids in this region and a low temperature history that avoided igneous differentiation due to late accretion or efficient heat loss through hydrothermal processes. (C) 2017 Elsevier B.V. All rights reserved.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/115201/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | The interior structure of Ceres as revealed by surface topography | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | October 2017 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Earth and Planetary Science Letters | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 476 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1016/j.epsl.2017.07.053 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | pp. 153-164 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | Elsevier | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 0012-821X | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Ceres; geodynamics, geophysics, rheology, internal structure, Differentiation, topography | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Space Exploration | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R EW - Space Exploration | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - Project DAWN (old) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Berlin-Adlershof | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Planetary Research > Planetary Geodesy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Scholten, Dipl.-Ing. Frank | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 10 Nov 2017 12:54 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 10 Jan 2019 15:47 |
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