Сравнительная планетология
Сравнительная планетология или сравнительная планетология — это раздел космической науки и планетологии , в котором различные природные процессы и системы изучаются с точки зрения их воздействия и явлений на нескольких телах и между ними . Планетарные процессы, о которых идет речь, включают геологию, гидрологию, физику атмосферы и такие взаимодействия, как образование ударных кратеров, космическое выветривание и физику магнитосферы в солнечном ветре, а также, возможно, биологию через астробиологию .
Сравнение нескольких тел помогает исследователю хотя бы по той причине, что Земля гораздо более доступна, чем любое другое тело. Эти далекие тела затем можно будет оценить в контексте процессов, уже охарактеризованных на Земле. И наоборот, другие тела (в том числе внесолнечные ) могут предоставить дополнительные примеры, крайние случаи и контрпримеры земным процессам; без более широкого контекста изучение этих явлений только применительно к Земле может привести к небольшому размеру выборки и ошибкам наблюдений.
Фон
[ редактировать ]Термин «сравнительная планетология» был придуман Георгием Гамовым , который считал, что для полного понимания нашей собственной планеты мы должны изучать другие. Полдерваарт сосредоточил свое внимание на Луне, заявив: «Адекватная картина этой первоначальной планеты и ее развития до современной Земли имеет большое значение и фактически является конечной целью геологии как науки, ведущей к познанию и пониманию истории Земли». [ 1 ]
Геология, геохимия и геофизика
[ редактировать ]Все планеты земной группы (и некоторые спутники, такие как Луна) по существу состоят из силикатов, обернутых вокруг железных ядер. [ 1 ] [ 2 ] На больших внешних спутниках Солнечной системы и Плутоне больше льда и меньше камня и металла, но они все равно подвергаются аналогичным процессам.
Вулканизм
[ редактировать ]Вулканизм на Земле в основном основан на лаве . На других планетах земной группы наблюдаются вулканические особенности, предположительно основанные на лаве, которые оцениваются в контексте аналогов, которые легко изучаются на Земле. Например, спутник Юпитера Ио демонстрирует сохранившийся вулканизм , включая потоки лавы. Первоначально предполагалось, что эти потоки состоят в основном из различных форм расплавленной элементарной серы , основываясь на анализе изображений, сделанных зондами Вояджер" " . [ 3 ] Однако наземные инфракрасные исследования, проведенные в 1980-х и 1990-х годах, привели к смещению консенсуса в пользу модели, основанной преимущественно на силикатах, где сера играла второстепенную роль. [ 4 ]
Большая часть поверхности Марса состоит из различных базальтов, считаются аналогами гавайских базальтов которые, судя по их спектрам и химическому анализу на месте, (включая марсианские метеориты ). [ 5 ] [ 6 ] Меркурий и Луна также имеют большие площади базальтов , образовавшихся в результате древних вулканических процессов. Поверхности в полярных регионах имеют полигональную морфологию , также наблюдаемую на Земле. [ 7 ] [ 8 ]
Помимо базальтовых потоков, на Венере находится большое количество вулканов с блинчатыми куполами , созданных потоками лавы с высокой вязкостью, богатой кремнеземом. Этим куполам не хватает известного земного аналога. Они действительно имеют некоторое морфологическое сходство с земными риолит-дацитовыми лавовыми куполами , хотя блинчатые купола по своей природе гораздо более плоские и равномерно круглые. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]
В некоторых регионах Солнечной системы наблюдается криовулканизм — процесс, которого нет нигде на Земле. Криовулканизм изучается посредством лабораторных экспериментов, концептуального и численного моделирования, а также путем перекрестного сравнения с другими примерами в этой области. Примеры тел с криовулканическими характеристиками включают кометы , некоторые астероиды и кентавры , Марс , Европу , Энцелад , Тритон и, возможно, Титан , Цереру , Плутон и Эриду .
В настоящее время предполагается, что следовые примеси льда Европы содержат серу. [ 12 ] Это оценивается с помощью канадского сульфатного источника в качестве аналога в рамках подготовки к будущим исследованиям в Европе. [ 13 ] С другой стороны, небольшие тела, такие как кометы, некоторые типы астероидов и пылинки, служат контрпримерами. Предполагается, что эти материалы подвергались незначительному нагреву или вообще не подвергались ему, но могут содержать (или представлять собой) образцы, представляющие раннюю Солнечную систему, которые с тех пор были стерты с Земли или любого другого крупного тела.
Некоторые внесолнечные планеты полностью покрыты океанами лавы , а некоторые являются планетами, запертыми приливами , чье полушарие, обращенное к звезде, полностью покрыто лавой.
Кратерирование
[ редактировать ]Кратеры, наблюдаемые на Луне, когда-то считались вулканическими. На Земле, для сравнения, не было ни такого количества кратеров, ни высокой частоты крупных метеоритных явлений , чего можно было бы ожидать, поскольку два близлежащих тела должны испытывать одинаковую частоту столкновений. В конце концов эта модель вулканизма была опровергнута, поскольку были обнаружены многочисленные земные кратеры (продемонстрированные, например, конусами разрушения , потрясенным кварцем и другими импактитами и, возможно, отколами ), подвергшиеся эрозии в течение геологического времени. Моделью также служили воронки, образовавшиеся от все более крупных боеприпасов. На Луне, с другой стороны, нет ни атмосферы, ни гидросферы, и поэтому она может накапливать и сохранять ударные кратеры в течение миллиардов лет, несмотря на низкую частоту столкновений в любой момент времени. Кроме того, дополнительные поиски большего количества групп с лучшим оборудованием выявили большое количество астероидов, которых, предположительно, было еще больше в более ранние периоды Солнечной системы. [ 14 ] [ 15 ]
Как и на Земле, небольшое количество кратеров на других телах указывает на молодость поверхности. Это особенно правдоподобно, если в близлежащих регионах или телах наблюдаются более тяжелые кратеры. Молодые поверхности, в свою очередь, указывают на атмосферную, тектоническую или вулканическую, или гидрологическую обработку на крупных телах и кометах, или на перераспределение пыли, или на относительно недавнее образование на астероидах (т. е. на отделение от материнского тела). [ 16 ]
Изучение записей о кратерах на нескольких телах в различных областях Солнечной системы указывает на позднюю тяжелую бомбардировку , которая, в свою очередь, свидетельствует о ранней истории Солнечной системы. Однако предложенная в настоящее время поздняя тяжелая бомбардировка имеет некоторые проблемы и не полностью принята. [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]
Одна модель исключительно высокой плотности Меркурия по сравнению с другими планетами земной группы. [ 20 ] Это снятие значительного количества коры и/или мантии в результате чрезвычайно сильной бомбардировки. [ 21 ] [ 22 ]
Дифференциация
[ редактировать ]Как большое тело, Земля может эффективно сохранять свое внутреннее тепло (от образования и распада радиоизотопов первоначального ) в течение длительного времени существования Солнечной системы. Таким образом, он сохраняет расплавленное ядро и дифференцируется : плотные материалы опустились к ядру, а легкие материалы всплывают, образуя корку.
Другие тела, для сравнения, могли дифференцироваться, а могли и не дифференцироваться в зависимости от истории их формирования, содержания радиоизотопов, дальнейшего поступления энергии в результате бомбардировки, расстояния от Солнца, размера и т. д. Изучение тел различных размеров и расстояний от Солнца дает примеры и накладывает ограничения на процесс дифференциации. Сама дифференциация оценивается косвенно, по минералогии поверхности тела в сравнении с его ожидаемой объемной плотностью и минералогией, или по эффектам формы, возникающим из-за небольших изменений силы тяжести. [ 23 ] Дифференциацию также можно измерить напрямую, с помощью членов гравитационного поля высшего порядка тела, измеренных с помощью пролета или гравитационной помощи , а в некоторых случаях - с помощью либраций . [ 24 ]
Крайние случаи включают Весту и некоторые более крупные спутники, которые демонстрируют дифференциацию, но, как предполагается, с тех пор полностью затвердели. На вопрос о том, затвердела ли Луна Земли или сохранила несколько расплавленных слоев, окончательного ответа не дано. Кроме того, ожидается, что процессы дифференциации будут меняться в континууме. Тела могут состоять из более легких и тяжелых пород и металлов, с высоким содержанием водяного льда и летучих веществ (с меньшей механической прочностью) в более холодных регионах Солнечной системы или в основном из льдов с низким содержанием камней и металлов даже дальше от Солнца. Считается, что этот континуум отражает различные химические процессы ранней Солнечной системы: огнеупоры сохранились в теплых регионах, а летучие вещества вытесняются наружу молодым Солнцем.
Ядра планет недоступны, изучаются косвенно методами сейсмометрии, гравиметрии, а в некоторых случаях и магнитометрии. Однако железные и каменно-железные метеориты, скорее всего, представляют собой фрагменты ядер родительских тел, которые частично или полностью дифференцировались, а затем распались. Таким образом, эти метеориты являются единственным средством непосредственного изучения глубинных материалов и процессов, происходящих в них.
Газовые планеты-гиганты представляют собой еще одну форму дифференциации с несколькими слоями жидкости по плотности. Некоторые различают настоящие газовые гиганты и ледяные гиганты, находящиеся дальше от Солнца. [ 25 ] [ 26 ]
Тектоника
[ редактировать ]В свою очередь, расплавленное ядро может способствовать возникновению тектоники плит, основные черты которой проявляются на Земле. Марс, как тело меньшего размера, чем Земля, не демонстрирует ни текущей тектонической активности, ни горных хребтов, образовавшихся в результате геологически недавней активности. Предполагается, что это связано с тем, что недра остыли быстрее, чем Земля (см. Геомагнетизм ниже). Крайним случаем может быть Венера, на которой, по-видимому, нет сохранившейся тектоники. Однако в своей истории он, вероятно, имел тектоническую активность, но утратил ее. [ 27 ] [ 28 ] Вполне возможно, что тектонической активности на Венере все еще будет достаточно, чтобы возобновить ее после долгой эпохи накопления. [ 29 ]
Ио, несмотря на высокий уровень вулканизма, не проявляет никакой тектонической активности, возможно, из-за магмы на основе серы с более высокими температурами или просто более высокими объемными потоками. [ 30 ] Весты Между тем, ямки можно считать формой тектоники, несмотря на небольшой размер этого тела и низкие температуры. [ 31 ]
Европа является ключевой демонстрацией тектоники внешней планеты. На его поверхности видно движение ледяных глыб или плотов , сдвиги и, возможно, диапиры . Вопрос о существующей тектонике гораздо менее однозначен, возможно, он был заменен локальным криомагматизмом. [ 32 ] Ганимед и Тритон могут содержать области с тектонической или криовулканической поверхностью, а Миранды неровная местность может быть тектонической.
Землетрясения хорошо изучены на Земле, поскольку несколько сейсмометров для получения сигналов землетрясений в различных измерениях можно использовать или большие массивы. Луна — единственное тело, успешно получившее установку сейсмометров; «Марсотрясения» и внутренняя часть Марса основаны на простых моделях и предположениях, полученных с Земли. На Венере было получено незначительное количество сейсмометрических данных.
Газовые гиганты, в свою очередь, могут демонстрировать разные формы теплопередачи и смешивания. [ 33 ] Кроме того, газовые гиганты демонстрируют различные тепловые эффекты в зависимости от размера и расстояния до Солнца. Уран показывает чистый отрицательный тепловой баланс для космоса, но остальные (включая Нептун, расположенный дальше) имеют чистый положительный баланс.
Геомагнетизм
[ редактировать ]Две планеты земной группы (Земля и Меркурий) имеют магнитосферу и, следовательно, имеют слои расплавленного металла. Точно так же все четыре газовых гиганта имеют магнитосферы, которые указывают на слои проводящих жидкостей. На Ганимеде также наблюдается слабая магнитосфера, что свидетельствует о наличии подповерхностного слоя соленой воды, в то время как в объеме вокруг Реи наблюдаются симметричные эффекты, которые могут быть кольцами или магнитным явлением. Из них магнитосфера Земли на сегодняшний день является наиболее доступной, в том числе с поверхности. Поэтому она является наиболее изученной, и внеземные магнитосферы изучаются в свете предыдущих исследований Земли.
Тем не менее, между магнитосферами существуют различия, указывающие на области, требующие дальнейших исследований. Магнитосфера Юпитера сильнее, чем у других газовых гигантов, а у Земли сильнее, чем у Меркурия. У Меркурия и Урана произошло смещение магнитосферы, чему пока нет удовлетворительного объяснения. Наклоненная ось Урана заставляет его магнитосферу вращаться за планетой, аналогов чему нет. Будущие исследования Урана могут показать новые магнитосферные явления.
На Марсе видны остатки более раннего магнитного поля планетарного масштаба с полосами, как на Земле . Это рассматривается как свидетельство того, что в предыдущей истории у планеты было ядро из расплавленного металла, что позволяло иметь как магнитосферу, так и тектоническую активность (как на Земле). Оба из них с тех пор рассеялись. На Луне Земли наблюдаются локализованные магнитные поля, что указывает на какой-то процесс, отличный от большого расплавленного металлического ядра. Это может быть источником лунных вихрей , невиданных на Земле. [ 34 ]
Геохимия
[ редактировать ]Помимо расстояния до Солнца, различные тела демонстрируют химические различия, указывающие на их формирование и историю. Нептун плотнее Урана, что рассматривается как одно из доказательств того, что они могли поменяться местами в ранней Солнечной системе. Кометы демонстрируют как высокое содержание летучих веществ, так и зерна, содержащие тугоплавкие материалы. Это также указывает на некоторое смешение материалов в Солнечной системе во время формирования этих комет. Перечень материалов Меркурия по летучести используется для оценки различных моделей его образования и/или последующей модификации.
Содержание изотопов указывает на процессы, произошедшие в истории Солнечной системы. В некоторой степени все тела образовались из предсолнечной туманности. Различные последующие процессы изменяют соотношение элементов и изотопов. Газовые гиганты, в частности, обладают достаточной гравитацией, чтобы сохранять первичные атмосферы, взятые в основном из предсолнечной туманности, в отличие от более позднего выделения газа и реакций вторичных атмосфер. Различия в атмосферах газовых гигантов по сравнению с атмосферой Солнца указывают на некоторый процесс в истории этой планеты. Между тем, газы на малых планетах, таких как Венера и Марс, имеют изотопные различия, указывающие на процессы выхода из атмосферы . {Соотношение изотопов аргона в метеорите планеты {Соотношение изотопов неона в метеорите}
Различные модификации поверхностных минералов или космическое выветривание используются для оценки типов и возраста метеоритов и астероидов. Камни и металлы, защищенные атмосферой (особенно толстой) или другими минералами, менее подвержены выветриванию и меньшему количеству химических имплантаций и следов космических лучей . В настоящее время астероиды классифицируются по их спектрам, указывающим на свойства поверхности и минералогию. Некоторые астероиды, по-видимому, подвергаются меньшему космическому выветриванию из-за различных процессов, включая относительно недавнюю дату образования или событие «освежения». Поскольку минералы Земли хорошо защищены, космическое выветривание изучается с помощью внеземных тел, желательно на нескольких примерах.
Объекты пояса Койпера имеют очень выветрившуюся, а в некоторых случаях и очень свежую поверхность. Поскольку большие расстояния приводят к низкому пространственному и спектральному разрешению, химический состав поверхности КБО в настоящее время оценивается с помощью аналогичных лун и астероидов, находящихся ближе к Земле.
Аэрономия и физика атмосферы
[ редактировать ]Атмосфера Земли намного толще, чем у Марса, и намного тоньше, чем у Венеры. В свою очередь, оболочки газовых гигантов относятся к совершенно другому классу и имеют свои градации. Между тем, меньшие тела имеют разреженную атмосферу («связанные с поверхностью экзосферы»), за исключением Титана и, возможно, Тритона. Кометы различаются между незначительными атмосферами во внешней части Солнечной системы и активными комами диаметром в миллионы миль в перигелии. Экзопланеты, в свою очередь, могут обладать атмосферными свойствами, известными и неизвестными в Галактике Млечный Путь.
Аэрономия
[ редактировать ]Утечка атмосферы - это в основном термический процесс. Таким образом, атмосфера, которую может удерживать тело, варьируется от более теплых внутренних областей Солнечной системы до более холодных внешних регионов. Различные тела в разных регионах Солнечной системы представляют собой аналогичные или противоположные примеры. Атмосфера Титана считается аналогом ранней и более холодной Земли; атмосферу Плутона считают аналогом огромной кометы. [ 35 ] [ 36 ]
Наличие или отсутствие магнитного поля влияет на верхние слои атмосферы и, в свою очередь, на всю атмосферу. Воздействие частиц солнечного ветра приводит к химическим реакциям и ионным частицам, которые, в свою очередь, могут влиять на магнитосферные явления. Земля служит контрпримером Венере и Марсу, у которых нет планетарной магнитосферы, и Меркурию, у которого есть магнитосфера, но ничтожная атмосфера.
Спутник Юпитера Ио создает выбросы серы, а также наличие серы и некоторого количества натрия вокруг этой планеты. Точно так же земная Луна имеет следы выбросов натрия и гораздо более слабый хвост . У Меркурия также есть следы натрия в атмосфере .
Предполагается, что сам Юпитер обладает некоторыми характеристиками внесолнечных «суперюпитеров» и коричневых карликов .
Времена года
[ редактировать ]Предполагается, что Уран, перевернутый набок, оказывает гораздо более сильное сезонное воздействие , чем на Земле. Точно так же постулируется, что Марс менял наклон своей оси на протяжении тысячелетий, причем в гораздо большей степени, чем на Земле. Предполагается, что это резко изменило не только времена года, но и климат на Марсе, чему были обнаружены некоторые доказательства. [ 37 ] Венера имеет незначительный наклон, исключающий времена года, и медленное ретроградное вращение, вызывающее иные суточные эффекты, чем на Земле и Марсе.
Облака и слои дымки
[ редактировать ]С Земли облачный слой по всей планете является доминирующей чертой Венеры в видимом спектре; это также верно и для Титана. Облачный слой Венеры состоит из частиц диоксида серы, а слой Титана представляет собой смесь органики .
На газовых планетах-гигантах имеются облака или пояса различного состава, включая аммиак и метан. [ 38 ]
Циркуляция и ветры
[ редактировать ]Венера, Титан и, в меньшей степени, Земля являются суперротаторами: атмосфера вращается вокруг планеты быстрее, чем поверхность под ней. Хотя в этих атмосферах происходят общие физические процессы, они обладают разными характеристиками. [ 39 ]
Клетки Хэдли , впервые постулированные и подтвержденные на Земле, в различных формах наблюдаются и в других атмосферах. На Земле есть ячейки Хэдли к северу и югу от экватора, что приводит к появлению дополнительных ячеек по широте. Циркуляция Хэдли на Марсе смещена от его экватора. [ 40 ] Титан, гораздо меньшее тело, вероятно, имеет одну огромную ячейку, меняющую полярность с северной на южную в зависимости от времени года. [ 41 ] [ 42 ]
Считается, что полосы Юпитера представляют собой многочисленные ячейки типа Хэдли по широте.
Штормы и циклоническая деятельность
[ редактировать ]Сильные штормы, наблюдаемые на газовых гигантах, считаются аналогом земных циклонов . Однако, как и ожидалось, это несовершенная метафора из-за больших различий в размерах, температуре и составе Земли и газовых гигантов, и даже между газовыми гигантами.
Полярные вихри наблюдались на Венере и Сатурне . В свою очередь, более тонкая атмосфера Земли демонстрирует более слабую полярную завихренность и эффекты.
Молнии и полярные сияния
[ редактировать ]И молния , и полярное сияние наблюдались на других телах после обширных исследований на Земле. Молния была обнаружена на Венере и может быть признаком активного вулканизма на этой планете, поскольку вулканические молнии . на Земле известны [ 43 ] [ 44 ] Полярные сияния наблюдались на Юпитере и его спутнике Ганимеде. [ 45 ]
Сравнительная климатология
[ редактировать ]Понимание истории эволюции и нынешнего состояния климата Венеры и Марса имеет непосредственное отношение к изучению прошлого, настоящего и будущего климата Земли. [ 46 ]
Гидрология
[ редактировать ]Все большее число тел демонстрирует реликтовые или текущие гидрологические модификации. Земля, «планета-океан», является ярким примером. Другие тела демонстрируют меньшие модификации, указывающие на их сходства и различия. Это можно определить как включающее жидкости, отличные от воды, такие как легкие углеводороды на Титане или, возможно, сверхкритический углекислый газ на Марсе, которые не сохраняются в земных условиях. Древние потоки лавы, в свою очередь, можно рассматривать как форму гидрологической модификации, которую можно путать с другими жидкостями. [ 47 ] В настоящее время на Ио есть кальдеры лавы и озера. Модификация жидкости могла произойти на таких маленьких телах, как Веста; [ 48 ] в целом наблюдается гидратация. [ 49 ]
Если жидкости включают грунтовые воды и пар , то в список тел с гидрологическими изменениями входят Земля, Марс и Энцелад, в меньшей степени кометы и некоторые астероиды, вероятно, Европа и Тритон, а также, возможно, Церера, Титан и Плутон. Венера, возможно, имела гидрологию в своей ранней истории, которая впоследствии была стерта .
Модификация жидкости и отложение минералов на Марсе, наблюдаемые марсоходами MER и MSL, изучаются с учетом особенностей Земли и минералов. [ 50 ] Минералы, наблюдаемые с орбитальных и спускаемых аппаратов, указывают на образование в водных условиях; [ 51 ] морфология указывает на действие жидкости и отложение. [ 52 ]
Существующая гидрология Марса включает кратковременные сезонные потоки на склонах ; однако большая часть марсианской воды заморожена в ее полярных шапках и недрах, о чем свидетельствуют георадары и кратеры на постаменте . [ 53 ] [ 54 ] Смеси антифризов, такие как соли, пероксиды и перхлораты, могут обеспечивать движение жидкости при марсианских температурах.
Аналогами форм рельефа Марса на Земле являются Сибирские и Гавайские долины, склоны Гренландии, Колумбийское плато и различные пляжи . Аналогами человеческих экспедиций (например, геологических и гидрологических полевых исследований) являются остров Девон в Канаде, Антарктида, Юта, проект Евро-Марс и Аркарула в Южной Австралии. [ 55 ] [ 56 ]
Луна, с другой стороны, является естественной лабораторией процессов реголита и выветривания безводных безвоздушных тел - модификаций и изменений под воздействием метеороидов и микрометеороидов, имплантации солнечных и межзвездных заряженных частиц, радиационных повреждений, расщепления, воздействия ультрафиолетового излучения, и так далее. Знание процессов, которые создают и изменяют лунный реголит, необходимо для понимания композиционных и структурных особенностей других безвоздушных реголитов планет и астероидов. [ 57 ]
Другие возможности включают внесолнечные планеты, полностью покрытые океанами , на которых отсутствуют некоторые земные процессы.
Динамика
[ редактировать ]Земля, единственная среди планет земной группы, обладает большой луной. Считается, что это придает устойчивость наклону оси Земли и, следовательно, временам года и климату. Ближайшим аналогом является система Плутон-Харон, хотя наклон ее оси совершенно другой. Предполагается, что и Луна, и Харон образовались в результате гигантских столкновений .
Предполагается, что гигантские удары объясняют как наклон Урана, так и ретроградное вращение Венеры. Гигантские удары также являются кандидатами на гипотезу марсианского океана и высокую плотность Меркурия.
Большинство планет-гигантов ( за исключением Нептуна ) имеют свиты из спутников, колец, кольцевых пастырей и лунных троянов, аналогичных мини-солнечным системам. Предполагается, что эти системы образовались из аналогичных газовых облаков и, возможно, в результате аналогичных миграций в периоды их формирования. Миссию Кассини защищали на том основании, что динамика системы Сатурна будет способствовать изучению динамики и формирования Солнечной системы.
Исследования кольцевых систем сообщают нам о динамике многих тел. Это применимо к астероидам и поясам Койпера, а также к ранней Солнечной системе, где было больше объектов, пыли и газа. Это имеет отношение к магнитосфере этих тел. Это также имеет отношение к динамике галактики Млечный Путь и других. В свою очередь, хотя система Сатурна легко изучается (с помощью Кассини , наземных и космических телескопов), более простые и меньшие по массе системы колец других гигантов делают их объяснения несколько легче для понимания. Система колец Юпитера, пожалуй, в настоящее время изучена лучше, чем любая из трех других. [ 58 ]
Семейства астероидов и пробелы указывают на их локальную динамику. Они, в свою очередь, указывают на пояс Койпера и его предполагаемый утес Койпера. Троянцы Хильды и Юпитера тогда имеют отношение к троянам Нептуна и Плутиносу, Дватиносу и т. д.
Относительное отсутствие у Нептуна лунной системы предполагает его формирование и динамику. Миграция Тритона объясняет выброс или разрушение конкурирующих лун, аналогичных Горячим Юпитерам (также в редких системах), а также гипотезу Большого Гвозда самого Юпитера, в меньшем масштабе.
Считается, что планеты образовались в результате аккреции все более и более крупных частиц в астероиды и планетезимали, а также в современные тела. Предполагается, что Веста и Церера являются единственными сохранившимися примерами планетезималей и, следовательно, образцами периода формирования Солнечной системы.
Транзиты Меркурия и Венеры наблюдались как аналоги внесолнечных транзитов. Поскольку транзиты Меркурия и Венеры намного ближе и поэтому кажутся «глубже», их можно изучить гораздо более подробно. Точно так же аналоги астероидов Солнечной системы и поясов Койпера наблюдались и вокруг других звездных систем, хотя и гораздо менее подробно.
Астробиология
[ редактировать ]Земля — единственное известное тело, содержащее жизнь; это приводит к появлению геологических и атмосферных признаков жизни помимо самих организмов. метан, наблюдаемый на Марсе, Предполагается, что не может быть окончательно приписан биосигнатуре . На Земле также наблюдаются многочисленные процессы небиологического образования метана. [ 59 ] [ 60 ]
Обнаружение биомаркеров или биосигнатур в других мирах является активной областью исследований. [ 61 ] Хотя кислород и/или озон обычно считаются явными признаками жизни, у них тоже есть альтернативные, небиологические объяснения. [ 62 ]
Миссия Галилео , выполняя гравитационный облет Земли, рассматривала планету как внеземную в ходе проверки методов обнаружения жизни. И наоборот, сканер высокого разрешения миссии Deep Impact, предназначенный для изучения комет, стартующих с больших расстояний, может быть перепрофилирован для наблюдений за экзопланетами в рамках расширенной миссии EPOXI.
И наоборот, обнаружение жизни влечет за собой идентификацию тех процессов, которые способствуют или препятствуют жизни. Это происходит в первую очередь посредством изучения земной жизни и земных процессов. [ 63 ] хотя на самом деле это размер выборки, равный одному. Необходимо проявлять осторожность, чтобы избежать ошибок наблюдения и отбора. Астробиологи рассматривают альтернативную химию жизни и изучают на Земле экстремофильные организмы , которые расширяют потенциальные определения обитаемых миров.
См. также
[ редактировать ]- Европланета [ 64 ]
- Список аналогов Марса
- Лунный кратер — национальный природный памятник
- Сайты наземных аналогов
Библиография
[ редактировать ]- Мюррей, Б. Планеты, подобные Земле (1981) WH Freeman and Company ISBN 0-7167-1148-6 [ 2 ]
- Консольманьо, Г.; Шефер, М. (1994). Раздельные миры: Учебник планетарных наук . Прентис Холл. ISBN 978-0-13-964131-2 .
- Каттермоул, П. (1995). Земля и другие планеты . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-521138-2 .
- Петерсен, К.; Битти, К.; Чайкин, А. (1999). Новая Солнечная система, 4-е издание . Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521645874 .
- К. Конди (2005). Земля как развивающаяся планетарная система . Эльзевир. ISBN 978-0-12-088392-9 .
- К. Кокелл (2007). Космос на Земле . Макмиллан. ISBN 978-0-230-00752-9 .
- Дж. Беннетт; и др. (2012). Космическая перспектива, 7-е издание . Аддисон-Уэсли. ISBN 9780321841063 .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Лоуман, П. (15 августа 2002 г.). «6.1». Исследование космоса, исследование Земли: новое понимание Земли на основе космических исследований . Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета . ISBN 978-0-521-89062-5 .
- ^ Jump up to: а б Мюррей, Брюс; Малин, Майкл С.; Грили, Рональд (1981). Планеты земного типа: поверхности Меркурия, Венеры, Земли, Луны, Марса . Сан-Франциско, Калифорния: WH Freeman & Co. ISBN 978-0716711483 .
- ^ Саган, К. (1979). «Сера течет на Ио». Природа . 280 (5725): 750–53. Бибкод : 1979Natur.280..750S . дои : 10.1038/280750a0 .
- ^ Спенсер-младший; Шнайдер, Нью-Мексико (1996). «Ио накануне миссии Галилея». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 24 : 125–90. Бибкод : 1996AREPS..24..125S . дои : 10.1146/annurev.earth.24.1.125 .
- ^ Чемтоб, С.; Джоллифф, Б.; и др. (1 апреля 2010 г.). «Покрытия из кремнезема в пустыне Кау, Гавайи, аналог Марса: микроморфологическое, спектральное, химическое и изотопное исследование» (PDF) . Журнал геофизических исследований: Планеты . 115 (Е4): E04001. Бибкод : 2010JGRE..115.4001C . дои : 10.1029/2009JE003473 .
- ^ «Алоха, Марс» .
- ^ Леви, Дж.; Маршан, Д.; Хед, Дж. (12 сентября 2009 г.). «Многоугольники трещин термического сжатия на Марсе: синтез исследований HiRISE, Phoenix и земных аналогов». Икар . 206 (1): 229–252. Бибкод : 2010Icar..206..229L . дои : 10.1016/j.icarus.2009.09.005 .
- ^ «Вечная мерзлота на Марсе и Земле» . Проверено 26 апреля 2015 г.
- ^ де Патер, Имке; Лиссауэр, Джек Дж. (31 декабря 2014 г.). Планетарные науки (2-е, исправленное изд.). Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1-316-19569-7 .
- ^ «Блинный купол: Венера» . Проверено 26 апреля 2015 г.
- ^ «Необычные вулканы на Венере» . Проверено 26 апреля 2015 г.
- ^ «НАСА - Скрытая химия льда Европы» . Проверено 26 апреля 2015 г.
- ^ «Миссия НАСА к спутнику Юпитера Европе получила импульс от ледника Нунавут» . Проверено 26 апреля 2015 г.
- ^ Вильгельмс, Д. (1993). «1-3». К скалистой луне: история исследования Луны геологом . Издательство Университета Аризоны.
- ^ Керберл, К. (2000). Кратеры на Луне от Галилея до Вегенера: краткая история гипотезы удара и последствий для изучения земных ударных кратеров . Клювер.
- ^ «Сравнительные процессы образования кратеров» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 20 мая 2015 года . Проверено 26 апреля 2015 г.
- ^ Хартманн, В.К. (2003). «Эволюция мегаголита и модели кратерного катаклизма - Лунный катаклизм как заблуждение (28 лет спустя)» . Метеоритика и планетология . 38 (4): 579–593. Бибкод : 2003M&PS...38..579H . дои : 10.1111/j.1945-5100.2003.tb00028.x .
- ^ Аррениус, Г.; Хилл, Дж. (26 апреля 2010 г.). «Поздняя тяжелая бомбардировка Луны - развивающаяся проблема». Научная конференция по астробиологии 2010 . 1538 : 5519. Бибкод : 2010LPICo1538.5519A .
- ^ «Датирование планетарных поверхностей с кратерами, почему нет кризиса в датировании подсчета кратеров» . 22 октября 2008 г. Проверено 26 апреля 2015 г.
- ^ «Вопрос 1: Почему Меркурий такой плотный? — МЕССЕНДЖЕР» . Архивировано из оригинала 4 сентября 2014 года . Проверено 26 апреля 2015 г.
- ^ «Почему Меркурий — ярко-оранжевый, а не мягкий персиковый» . Проверено 26 апреля 2015 г.
- ^ Джесси Эмспак (6 июля 2014 г.). «Огромный удар сформировал планету Меркурий?» . Space.com . Архивировано из оригинала 1 июня 2015 года . Проверено 26 апреля 2015 г.
- ^ Томас, П.; Паркер, Дж.; и др. (8 сентября 2005 г.). «Дифференциация астероида Церера, показываемая по его форме». Природа . 437 (7056): 224–226. Бибкод : 2005Natur.437..224T . дои : 10.1038/nature03938 . ПМИД 16148926 .
- ^ Пил, С.; Стэнтон, Р.; и др. (2002). «Процедура определения природы ядра Меркурия». Метеоритика и планетология . 37 (9): 1269–1283. Бибкод : 2002M&PS...37.1269P . дои : 10.1111/j.1945-5100.2002.tb00895.x .
- ^ Босс, А. (30 сентября 2002 г.). «Образование газовых и ледяных планет-гигантов». Письма о Земле и планетологии . 202 (3–4): 513–523. Бибкод : 2002E&PSL.202..513B . дои : 10.1016/S0012-821X(02)00808-7 .
- ^ Ламбрехтс, М.; Йохансен, А.; Морбиделли, А. (25 ноября 2014 г.). «Разделение планет-газовых гигантов и планет-ледяных гигантов путем остановки нарастания гальки». Астрономия и астрофизика . 572 : А35. arXiv : 1408.6087 . Бибкод : 2014A&A...572A..35L . дои : 10.1051/0004-6361/201423814 .
- ^ Черкашина О.; Гусева Е.; Красильников А. (15 марта 2004 г.). «Картирование рифтовых зон на Венере, предварительные результаты: пространственное распределение, связь с региональными равнинами, морфология трещиноватости, топография и стиль вулканизма». 35-я конференция по науке о Луне и планетах : 1525. Бибкод : 2004LPI....35.1525C .
- ^ «Особенности поверхности Венеры» . Проверено 26 апреля 2015 г.
- ^ Соломон, С. (1993). «Модель тектонического обновления поверхности Венеры». ЛПСК XXIV .
- ^ Дэвис, А. Вулканизм на Ио . Издательство Кембриджского университета. п. 292.
- ^ Бучовский, Д.; Уайрик, Д.; Айер, К.; Кан, Э.; Скалли, Дж.; Натюс, А.; Гаскелл, Р.; Роатч, Т.; и др. (29 сентября 2012 г.). «Крупномасштабные впадины на Весте: признак планетарной тектоники» . Письма о геофизических исследованиях . 39 (18): 205. Бибкод : 2012GeoRL..3918205B . дои : 10.1029/2012gl052959 . S2CID 33459478 .
- ^ Паппалардо, Р.; Маккиннон, В.; Хурана, К. Европа .
- ^ Ли, К.; Ингерсолл, А. (13 апреля 2015 г.). «Влажная конвекция в водородных атмосферах и частота гигантских штормов Сатурна» (PDF) . Природа Геонауки . 8 (5): 398–403. Бибкод : 2015NatGe...8..398L . дои : 10.1038/ngeo2405 .
- ^ «Магнитные и спектральные свойства лунных вихрей и новый механизм их формирования» (PDF) . Проверено 26 апреля 2015 г.
- ^ Гривз, Дж.; Хеллинг, К. (2011). «Открытие окиси углерода в верхних слоях атмосферы Плутона» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 414 (1): Л36. arXiv : 1104.3014 . Бибкод : 2011MNRAS.414L..36G . дои : 10.1111/j.1745-3933.2011.01052.x .
- ^ «Является ли Плутон гигантской кометой?» . Проверено 9 мая 2015 г.
- ^ «Орбитальный аппарат НАСА обнаружил марсианский рок-рекорд с 10 ударами в такт» . Проверено 9 мая 2015 г.
- ^ Адумитроайе, В; Гулкис, С; Ояфусо, Ф (2014). Облачное моделирование планет-гигантов с помощью аммиачно-водного раствора с помощью расчетов фазового равновесия, на аэрокосмической конференции IEEE 2014 года . IEEE.
- ^ «Динамика планетарной физики атмосферы: сравнительные исследования экваториального супервращения Венеры, Титана и Земли» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 3 марта 2016 года . Проверено 26 апреля 2015 г.
- ^ Де Патерис, я; Лиссауэр, Дж. Планетарные науки . Издательство Кембриджского университета.
- ^ Ранну, П; Монмессен, Ф. (январь 2006 г.). «Широтое распределение облаков на Титане». Наука . 311 (5758): 201–5. Бибкод : 2006Sci...311..201R . дои : 10.1126/science.1118424 . ПМИД 16410519 .
- ^ «Вестники ледяного облака падают на Южный полюс Титана» . 08.06.2013 . Проверено 9 мая 2015 г.
- ^ «ДОКАЗАТЕЛЬСТВА МОЛНИИ НА ВЕНЕРЕ» . Проверено 9 мая 2015 г.
- ^ «Молния ударяет в Венеру» . 19 декабря 2014 г. Проверено 9 мая 2015 г.
- ^ «Сравнительная планетарная авроралогия» (PDF) . Проверено 26 апреля 2015 г.
- ^ «Декадное исследование: Информационный документ по сравнительной климатологии» (PDF) . Проверено 26 апреля 2015 г.
- ^ Леверингтон, Д. (сентябрь 2011 г.). «Вулканическое происхождение каналов оттока Марса: ключевые доказательства и основные последствия». Геоморфология . 132 (3–4): 51–75. Бибкод : 2011Geomo.132...51L . дои : 10.1016/j.geomorph.2011.05.022 .
- ^ Скалли, Дж.; Рассел, К.; и др. (1 февраля 2015 г.). «Геоморфологические свидетельства временного течения воды на Весте». Письма о Земле и планетологии . 411 : 151–163. Бибкод : 2015E&PSL.411..151S . дои : 10.1016/j.epsl.2014.12.004 .
- ^ Де Санктис, М.; Комб, Дж.; Амманито, Э.; Паломба, Э.; Ломбардо, А.; МакКорд, Т.; Марчи, С.; Капаччиони, Ф.; Каприя, М.; и др. (3 октября 2012 г.). «Обнаружение широко распространенных гидратированных материалов на Весте с помощью спектрометра визуализации ВИР на борту миссии Dawn» . Письма астрофизического журнала . 758 (2): L36. Бибкод : 2012ApJ...758L..36D . дои : 10.1088/2041-8205/758/2/l36 .
- ^ Бриджес, Натан Т.; Мухс, Дэниел Р. (2012). «Пылевые камни на Марсе: источник, транспорт, отложение и эрозия» . Пылевой камень на Марсе: источник, транспорт, отложение и эрозия . стр. 169–182. дои : 10.2110/pec.12.102.0169 . ISBN 978-1-56576-312-8 . Проверено 12 мая 2015 г.
- ^ «Марсоход НАСА Curiosity нашел подходящий минерал» . НАСА/Лаборатория реактивного движения . 4 ноября 2014 г.
- ^ Арвидсон, Р.; Сквайрс, С.; и др. (24 января 2014 г.). «Древняя водная среда в кратере Индевор, Марс» (PDF) . Наука . 343 (6169): 1248097. Бибкод : 2014Sci...343G.386A . дои : 10.1126/science.1248097 . ПМИД 24458648 .
- ^ Кадиш, С.; Барлоу, Н. (январь 2006 г.). «Распределение кратеров на пьедестале и последствия для новой модели формирования». 37-я ежегодная конференция по науке о Луне и планетах : 1254. Бибкод : 2006LPI....37.1254K .
- ^ Кадиш, С.; Руководитель (август 2008 г.). «Марсианские кратеры на пьедестале: краевые ямы сублимации указывают на механизм формирования, связанный с климатом» . Письма о геофизических исследованиях . 35 (16): L16104. Бибкод : 2008GeoRL..3516104K . дои : 10.1029/2008gl034990 .
- ^ Чепмен, М. (2011). Геология Марса: данные земных аналогов . Издательство Кембриджского университета.
- ^ Кларк, Дж. (ред.). Аналоговые исследования Марса . Астронавтическое общество.
- ^ Национальный исследовательский совет (2007). Научный контекст исследования Луны .
- ^ Майнер, Э.; Вессен, Р.; Куцци, Дж. (2007). Планетарные кольцевые системы . Практика Спрингера.
- ^ Мюнтенер, Отмар (2010). «Змеевик и серпентинизация: связь между формированием планет и жизнью» . Геология . 38 (10): 959–960. Бибкод : 2010Гео....38..959М . дои : 10.1130/focus102010.1 .
- ^ Вельбель, М. (декабрь 2010 г.). Выветривание оливина и пироксена на Марсе: данные миссий, метеоритов и земных минеральных аналогов, в Американском геофизическом союзе, осеннее собрание 2010 г. Американский геофизический союз.
- ^ «Биосигнатуры Fe-окисляющих микробов» . Университет штата Делавэр . Архивировано из оригинала 19 мая 2015 года . Проверено 17 мая 2015 г.
- ^ «Новая углеродная обсерватория НАСА поможет нам понять инопланетные миры» . 04.09.2014 . Проверено 26 апреля 2015 г.
- ^ Лим, Д.; и др. «Проект исследования озера Павильон» (PDF) . Лунно-планетарный институт . Проверено 17 мая 2015 г.
- ^ «Общество Европланета» .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- НАСА Астробиология [ 1 ]
- Журнал Astrobiology - Сравнительная планетология [ 2 ]
- Лаборатория сравнительной планетологии Института Вернадского [ 3 ]
- ^ «Астробиология НАСА» . Проверено 2 мая 2015 г.
- ^ «Журнал астробиологии – сравнительная планетология» . Проверено 2 мая 2015 г.
- ^ «Лаборатория сравнительной планетологии Института Вернадского» . Проверено 2 мая 2015 г.