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Constraints on the lunar core viscosity from tidal deformation

Briaud, Arthur und Fienga, Agnès und Melini, Daniele und Rambaux, Nicolas und Mémin, Anthony und Spada, Giorgio und Saliby, Christelle und Hussmann, Hauke und Stark, Alexander und Viswanathan, Vishnu und Baguet, Daniel (2023) Constraints on the lunar core viscosity from tidal deformation. Icarus, 394, Seite 115426. Elsevier. doi: 10.1016/j.icarus.2023.115426. ISSN 0019-1035.

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2MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0019103523000039

Kurzfassung

We use the tidal deformations of the Moon induced by the Earth and the Sun as a tool for studying the inner structure of our satellite. Based on measurements of the degree-two tidal Love numbers and and dissipation coefficients from the GRAIL mission, Lunar Laser Ranging and Laser Altimetry on board of the LRO spacecraft, we perform Monte Carlo samplings for 120,000 possible combinations of thicknesses and viscosities for two classes of the lunar models. The first one includes a uniform core, a low viscosity zone (LVZ) at the core–mantle boundary, a mantle and a crust. The second one has an additional inner core. All models are consistent with the lunar total mass as well as its moment of inertia. By comparing predicted and observed parameters for the tidal deformations we find that the existence of an inner core cannot be ruled out. Furthermore, by deducing temperature profiles for the LVZ and an Earth-like mantle, we obtain stringent constraints on the radius (500 ± 1) km, viscosity, Pa s and the density (3400 ± 10) kg/m of the LVZ. We also infer the first estimation for the outer core viscosity, (2.07 ± 1.03) 1017 Pa s, for two different possible structures: a Moon with a 70 km thick outer core and large inner core (290 km radius with a density of 6000 kg/m3), and a Moon with a thicker outer core (169 km thick) but a denser and smaller inner core (219 km radius for 8000 kg/m3).

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/195476/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Constraints on the lunar core viscosity from tidal deformation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Briaud, ArthurGéoazur, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Université Côte d’Azur, Valbonne, Francehttps://orcid.org/0000-0001-5891-9376NICHT SPEZIFIZIERT
Fienga, AgnèsGéoazur, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Université Côte d’Azur, Valbonne, France ; IMCCE, Observatoire de Paris, PSL University, CNRS, Sorbonne Université, Paris, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Melini, DanieleIstituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rambaux, NicolasIMCCE, CNRS, Observatoire de Paris, PSL Université, Sorbonne Université, Paris, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mémin, AnthonyGéoazur, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Université Côte d’Azur, Valbonne, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Spada, GiorgioDipartimento di Fisica e Astronomia “Augusto Righi” (DIFA), Alma Mater Studiorum, Università di Bologna, Bologna, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Saliby, ChristelleGéoazur, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Université Côte d’Azur, Valbonne, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hussmann, HaukeHauke.Hussmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3816-0232NICHT SPEZIFIZIERT
Stark, AlexanderAlexander.Stark (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9110-1138NICHT SPEZIFIZIERT
Viswanathan, VishnuCenter for Space Sciences and Technology, University of Maryland Baltimore County, 1000 Hilltop Circle, Baltimore, MD 21250, USA ; NASA Goddard Space Flight Center, 8800 Greenbelt Road, Greenbelt, MD 20771, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Baguet, DanielIMCCE, Observatoire de Paris, PSL University, CNRS, Sorbonne Université, Paris, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:16 Januar 2023
Erschienen in:Icarus
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:394
DOI:10.1016/j.icarus.2023.115426
Seitenbereich:Seite 115426
Verlag:Elsevier
ISSN:0019-1035
Status:veröffentlicht
Stichwörter:tidal deformation, Moon, rheology, dissipation
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
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DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt BepiColombo - MERTIS und BELA, R - Projekt JUICE - JANUS und GALA
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Planetengeodäsie
Hinterlegt von: Stark, Dr. Alexander
Hinterlegt am:14 Jun 2023 11:54
Letzte Änderung:18 Nov 2024 14:30

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