Transferable measurements of heredity in models of the origins of life

We propose a metric which can be used to compute the amount of heritable variation enabled by a given dynamical system. A distribution of selection pressures is used such that each pressure selects a particular fixed point via competitive exclusion in order to determine the corresponding distribution of potential fixed points in the population dynamics. This metric accurately detects the number of species present in artificially prepared test systems, and furthermore can correctly determine the number of heritable sets in clustered transition matrix models in which there are no clearly defined genomes. Finally, we apply our metric to the GARD model and show that it accurately reproduces prior measurements of the model's heritability.Comment: 12 pages, 7 figure

Supplemental Information For: Asymmetric Distribution of Lunar Impact Basins Caused by Variations in Target Properties

Maps of crustal thickness derived from NASA's Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) mission revealed more large impact basins on the nearside hemisphere of the Moon than on its farside. The enrichment in heat-producing elements and prolonged volcanic activity on the lunar nearside hemisphere indicate that the temperature of the nearside crust and uppermantle was hotter than that of the farside at the time of basin formation. Using the iSALE-2D hydrocode to model impact basin formation, we found that impacts on the hotter nearside would have formed basins up to two times larger than similar impacts on the cooler farside hemisphere. The size distribution of lunar impact basins is thus not representative of the earliest inner Solar system impact bombardmen

Asymmetric Distribution of Lunar Impact Basins Caused by Variations in Target Properties

Maps of crustal thickness derived from NASA's Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) mission revealed more large impact basins on the nearside hemisphere of the Moon than on its farside. The enrichment in heat-producing elements and prolonged volcanic activity on the lunar nearside hemisphere indicate that the temperature of the nearside crust and upper mantle was hotter than that of the farside at the time of basin formation. Using the iSALE-2D hydrocode to model impact basin formation, we found that impacts on the hotter nearside would have formed basins up to two times larger than similar impacts on the cooler farside hemisphere. The size distribution of lunar impact basins is thus not representative of the earliest inner Solar system impact bombardment

Évolution thermique de la Lune

This thesis' aim was to study the thermochemical evolution of the Moon following the crystallisation of a magma ocean. Extrusive volcanism is highly asymmetric on the Moon and is strongly correlated with the surface distribution in heat sources (i.e., thorium, uranium, and potassium as mapped by the Lunar Prospector and Kaguya gamma-ray spectrometers). In particular, almost 99% of the Moon's lavas are found to have erupted on the hemisphere that faces Earth. We therefore used a 3-dimensional thermochemical convection code to investigate how an asymmetric distribution in heat sources would affect the Moon's geologic evolution. Our main result is that the observed distribution in extrusive volcanism is a natural consequence of an initial asymmetrical distribution of heat sources in the lower crust (Laneuville et al. 2012). This work has implications for several other observations and phenomena. First, a strong temperature anomaly is still present today below the heat source enrichment on the nearside hemisphere. Depending on several assumptions, this anomaly could affect crustal thickness modeling from gravity data, as well as interpretations of the Apollo seismic data. Another implication concerns impact processes. In particular, the warmer nearside crust gives rise to impact basins that are nearly twice as large as farside bains, consistent with gravity observations from the GRAIL spacecraft (Miljkovic et al. 2013). The peculiar mantle evolution induced by an asymmetric distribution of crustal heat sources distribution also has an influence on the lunar core. In the second part of this thesis, we studied the thermodynamical evolution of the core and how this related to dynamo generation. We have shown that once a dynamo is started by core crystallization, such a dynamo is hard to stop. Therefore, the existence of an inner core (if confirmed by further seismic analyses) offers tight constraints on the core's initial temperature and sulfur content. If no inner core is present, alternative and more exotic models would need to be considered, such as those with an initially stably stratified density profile in the mantle.L'objectif de cette thèse était d'étudier l'évolution thermochimique de la Lune suite à la cristallisation d'un océan magmatique. Le volcanisme extrusif est fortement asymétrique sur la Lune et est fortement corrélé avec la distribution en surface des sources de chaleur (c'est-à-dire le thorium, l'uranium et le potassium tels que cartographiés par les spectromètres de rayons gamma Lunar Prospector et Kaguya). En particulier, près de 99 % des laves de la Lune ont fait éruption dans l'hémisphère qui fait face à la Terre. Nous avons donc utilisé un code de convection thermochimique tridimensionnel pour étudier comment une distribution asymétrique des sources de chaleur affecterait l'évolution géologique de la Lune. Notre principal résultat est que la distribution observée du volcanisme extrusif est une conséquence naturelle d'une distribution initiale asymétrique des sources de chaleur dans la croûte inférieure (Laneuville et al. 2012). Ce travail a des implications pour plusieurs autres observations et phénomènes. Tout d'abord, une forte anomalie de température est toujours présente aujourd'hui sous l'enrichissement en sources de chaleur dans l'hémisphère proche. En fonction de plusieurs hypothèses, cette anomalie pourrait affecter la modélisation de l'épaisseur de la croûte à partir des données gravimétriques, ainsi que l'interprétation des données sismiques d'Apollo. Une autre implication concerne les processus d'impact. En particulier, la croûte plus chaude du côté proche donne lieu à des bassins d'impact qui sont presque deux fois plus grands que les bassins du côté éloigné, ce qui est cohérent avec les observations gravimétriques de la sonde GRAIL (Miljkovic et al. 2013). L'évolution particulière du manteau induite par une distribution asymétrique des sources de chaleur crustales a également une influence sur le noyau lunaire. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons étudié l'évolution thermodynamique du noyau et son lien avec la génération de dynamo. Nous avons montré qu'une fois qu'une dynamo est déclenchée par la cristallisation du noyau, il est difficile de l'arrêter. Par conséquent, l'existence d'un noyau interne (si elle est confirmée par d'autres analyses sismiques) offre des contraintes strictes sur la température initiale du noyau et sa teneur en soufre. S'il n'y a pas de noyau interne, d'autres modèles plus exotiques devront être envisagés, tels que ceux avec un profil de densité initialement stratifié de manière stable dans le manteau

Évolution thermique de la Lune

This thesis' aim was to study the thermochemical evolution of the Moon following the crystallisation of a magma ocean. Extrusive volcanism is highly asymmetric on the Moon and is strongly correlated with the surface distribution in heat sources (i.e., thorium, uranium, and potassium as mapped by the Lunar Prospector and Kaguya gamma-ray spectrometers). In particular, almost 99% of the Moon's lavas are found to have erupted on the hemisphere that faces Earth. We therefore used a 3-dimensional thermochemical convection code to investigate how an asymmetric distribution in heat sources would affect the Moon's geologic evolution. Our main result is that the observed distribution in extrusive volcanism is a natural consequence of an initial asymmetrical distribution of heat sources in the lower crust (Laneuville et al. 2012). This work has implications for several other observations and phenomena. First, a strong temperature anomaly is still present today below the heat source enrichment on the nearside hemisphere. Depending on several assumptions, this anomaly could affect crustal thickness modeling from gravity data, as well as interpretations of the Apollo seismic data. Another implication concerns impact processes. In particular, the warmer nearside crust gives rise to impact basins that are nearly twice as large as farside bains, consistent with gravity observations from the GRAIL spacecraft (Miljkovic et al. 2013). The peculiar mantle evolution induced by an asymmetric distribution of crustal heat sources distribution also has an influence on the lunar core. In the second part of this thesis, we studied the thermodynamical evolution of the core and how this related to dynamo generation. We have shown that once a dynamo is started by core crystallization, such a dynamo is hard to stop. Therefore, the existence of an inner core (if confirmed by further seismic analyses) offers tight constraints on the core's initial temperature and sulfur content. If no inner core is present, alternative and more exotic models would need to be considered, such as those with an initially stably stratified density profile in the mantle.L'objectif de cette thèse était d'étudier l'évolution thermochimique de la Lune suite à la cristallisation d'un océan magmatique. Le volcanisme extrusif est fortement asymétrique sur la Lune et est fortement corrélé avec la distribution en surface des sources de chaleur (c'est-à-dire le thorium, l'uranium et le potassium tels que cartographiés par les spectromètres de rayons gamma Lunar Prospector et Kaguya). En particulier, près de 99 % des laves de la Lune ont fait éruption dans l'hémisphère qui fait face à la Terre. Nous avons donc utilisé un code de convection thermochimique tridimensionnel pour étudier comment une distribution asymétrique des sources de chaleur affecterait l'évolution géologique de la Lune. Notre principal résultat est que la distribution observée du volcanisme extrusif est une conséquence naturelle d'une distribution initiale asymétrique des sources de chaleur dans la croûte inférieure (Laneuville et al. 2012). Ce travail a des implications pour plusieurs autres observations et phénomènes. Tout d'abord, une forte anomalie de température est toujours présente aujourd'hui sous l'enrichissement en sources de chaleur dans l'hémisphère proche. En fonction de plusieurs hypothèses, cette anomalie pourrait affecter la modélisation de l'épaisseur de la croûte à partir des données gravimétriques, ainsi que l'interprétation des données sismiques d'Apollo. Une autre implication concerne les processus d'impact. En particulier, la croûte plus chaude du côté proche donne lieu à des bassins d'impact qui sont presque deux fois plus grands que les bassins du côté éloigné, ce qui est cohérent avec les observations gravimétriques de la sonde GRAIL (Miljkovic et al. 2013). L'évolution particulière du manteau induite par une distribution asymétrique des sources de chaleur crustales a également une influence sur le noyau lunaire. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons étudié l'évolution thermodynamique du noyau et son lien avec la génération de dynamo. Nous avons montré qu'une fois qu'une dynamo est déclenchée par la cristallisation du noyau, il est difficile de l'arrêter. Par conséquent, l'existence d'un noyau interne (si elle est confirmée par d'autres analyses sismiques) offre des contraintes strictes sur la température initiale du noyau et sa teneur en soufre. S'il n'y a pas de noyau interne, d'autres modèles plus exotiques devront être envisagés, tels que ceux avec un profil de densité initialement stratifié de manière stable dans le manteau

Évolution thermique de la Lune

This thesis' aim was to study the thermochemical evolution of the Moon following the crystallisation of a magma ocean. Extrusive volcanism is highly asymmetric on the Moon and is strongly correlated with the surface distribution in heat sources (i.e., thorium, uranium, and potassium as mapped by the Lunar Prospector and Kaguya gamma-ray spectrometers). In particular, almost 99% of the Moon's lavas are found to have erupted on the hemisphere that faces Earth. We therefore used a 3-dimensional thermochemical convection code to investigate how an asymmetric distribution in heat sources would affect the Moon's geologic evolution. Our main result is that the observed distribution in extrusive volcanism is a natural consequence of an initial asymmetrical distribution of heat sources in the lower crust (Laneuville et al. 2012). This work has implications for several other observations and phenomena. First, a strong temperature anomaly is still present today below the heat source enrichment on the nearside hemisphere. Depending on several assumptions, this anomaly could affect crustal thickness modeling from gravity data, as well as interpretations of the Apollo seismic data. Another implication concerns impact processes. In particular, the warmer nearside crust gives rise to impact basins that are nearly twice as large as farside bains, consistent with gravity observations from the GRAIL spacecraft (Miljkovic et al. 2013). The peculiar mantle evolution induced by an asymmetric distribution of crustal heat sources distribution also has an influence on the lunar core. In the second part of this thesis, we studied the thermodynamical evolution of the core and how this related to dynamo generation. We have shown that once a dynamo is started by core crystallization, such a dynamo is hard to stop. Therefore, the existence of an inner core (if confirmed by further seismic analyses) offers tight constraints on the core's initial temperature and sulfur content. If no inner core is present, alternative and more exotic models would need to be considered, such as those with an initially stably stratified density profile in the mantle.L'objectif de cette thèse était d'étudier l'évolution thermochimique de la Lune suite à la cristallisation d'un océan magmatique. Le volcanisme extrusif est fortement asymétrique sur la Lune et est fortement corrélé avec la distribution en surface des sources de chaleur (c'est-à-dire le thorium, l'uranium et le potassium tels que cartographiés par les spectromètres de rayons gamma Lunar Prospector et Kaguya). En particulier, près de 99 % des laves de la Lune ont fait éruption dans l'hémisphère qui fait face à la Terre. Nous avons donc utilisé un code de convection thermochimique tridimensionnel pour étudier comment une distribution asymétrique des sources de chaleur affecterait l'évolution géologique de la Lune. Notre principal résultat est que la distribution observée du volcanisme extrusif est une conséquence naturelle d'une distribution initiale asymétrique des sources de chaleur dans la croûte inférieure (Laneuville et al. 2012). Ce travail a des implications pour plusieurs autres observations et phénomènes. Tout d'abord, une forte anomalie de température est toujours présente aujourd'hui sous l'enrichissement en sources de chaleur dans l'hémisphère proche. En fonction de plusieurs hypothèses, cette anomalie pourrait affecter la modélisation de l'épaisseur de la croûte à partir des données gravimétriques, ainsi que l'interprétation des données sismiques d'Apollo. Une autre implication concerne les processus d'impact. En particulier, la croûte plus chaude du côté proche donne lieu à des bassins d'impact qui sont presque deux fois plus grands que les bassins du côté éloigné, ce qui est cohérent avec les observations gravimétriques de la sonde GRAIL (Miljkovic et al. 2013). L'évolution particulière du manteau induite par une distribution asymétrique des sources de chaleur crustales a également une influence sur le noyau lunaire. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons étudié l'évolution thermodynamique du noyau et son lien avec la génération de dynamo. Nous avons montré qu'une fois qu'une dynamo est déclenchée par la cristallisation du noyau, il est difficile de l'arrêter. Par conséquent, l'existence d'un noyau interne (si elle est confirmée par d'autres analyses sismiques) offre des contraintes strictes sur la température initiale du noyau et sa teneur en soufre. S'il n'y a pas de noyau interne, d'autres modèles plus exotiques devront être envisagés, tels que ceux avec un profil de densité initialement stratifié de manière stable dans le manteau