Una superficie planetaria es donde el material sólido (o líquido) de la corteza exterior de ciertos tipos de objetos astronómicos contacta con la atmósfera o el espacio exterior . Las superficies planetarias se encuentran en objetos sólidos de masa planetaria , incluidos los planetas terrestres (incluida la Tierra ), planetas enanos , satélites naturales , planetesimales y muchos otros cuerpos pequeños del Sistema Solar (SSSB). [1] [2] [3] El estudio de superficies planetarias es un campo de la geología planetaria conocido comogeología de superficie , sino también un foco de una serie de campos que incluyen cartografía planetaria , topografía , geomorfología , ciencias atmosféricas y astronomía . Tierra (o suelo ) es el término que se le da a las superficies planetarias no líquidas. El término aterrizaje se usa para describir la colisión de un objeto con una superficie planetaria y generalmente tiene una velocidad en la que el objeto puede permanecer intacto y permanecer adherido.
En los cuerpos diferenciados , la superficie es donde la corteza se encuentra con la capa límite planetaria . Todo lo que esté debajo de esto se considera subterráneo o submarino. La mayoría de los cuerpos más masivos que las super-Tierras , incluidas las estrellas y los gigantes gaseosos , así como las enanas gaseosas más pequeñas , realizan una transición contigua entre fases, incluidas las de gas, líquido y sólido. Como tales, generalmente se considera que carecen de superficies.
Las superficies planetarias y la vida de la superficie son de particular interés para los humanos, ya que es el hábitat principal de la especie, que ha evolucionado para moverse sobre la tierra y respirar aire . La exploración espacial humana y la colonización espacial, por lo tanto, se centra principalmente en ellos. Los humanos solo han explorado directamente la superficie de la Tierra y la Luna. Las vastas distancias y complejidades del espacio hacen que la exploración directa incluso de objetos cercanos a la Tierra sea peligrosa y costosa. Como tal, todas las demás exploraciones han sido indirectas a través de sondas espaciales .
Las observaciones indirectas por sobrevuelo u órbita proporcionan actualmente información insuficiente para confirmar la composición y propiedades de las superficies planetarias. Gran parte de lo que se conoce proviene del uso de técnicas como la espectroscopia astronómica y el retorno de muestras . Las naves espaciales Lander han explorado las superficies de los planetas Marte y Venus . Marte es el único otro planeta cuya superficie ha sido explorada por una sonda de superficie móvil (rover). Titán es el único objeto no planetario de masa planetaria que ha sido explorado por un módulo de aterrizaje. Landers ha explorado varios cuerpos más pequeños, incluidos 433 Eros (2001), 25143 Itokawa (2005), Tempel 1 (2005), 67P / Churyumov – Gerasimenko (2014), 162173 Ryugu (2018) y 101955 Bennu (2020). Se han recolectado muestras de la superficie de la Luna (devuelta en 1969), 25143 Itokawa (devuelta en 2010), 162173 Ryugu y 101955 Bennu.
Distribución y condiciones
Las superficies planetarias se encuentran en todo el Sistema Solar , desde los planetas terrestres interiores , hasta el cinturón de asteroides , los satélites naturales de los planetas gigantes gaseosos y más allá hasta los objetos transneptunianos . Las condiciones de la superficie, las temperaturas y el terreno varían significativamente debido a una serie de factores, incluido el Albedo, a menudo generado por las propias superficies. Las medidas de las condiciones de la superficie incluyen el área superficial , la gravedad de la superficie , la temperatura de la superficie y la presión de la superficie . La estabilidad de la superficie puede verse afectada por la erosión a través de procesos eólicos , hidrología , subducción , vulcanismo , sedimentos o actividad sísmica . Algunas superficies son dinámicas mientras que otras permanecen sin cambios durante millones de años.
Exploración
La distancia, la gravedad, las condiciones atmosféricas ( presión atmosférica extremadamente baja o extremadamente alta ) y factores desconocidos hacen que la exploración sea costosa y arriesgada. Esto requiere las sondas espaciales para la exploración temprana de superficies planetarias. Muchas sondas estacionarias tienen un rango de estudio limitado y generalmente sobreviven en superficies extraterrestres durante un período corto, sin embargo, las sondas móviles (rovers) han estudiado áreas de superficie más grandes. Las misiones de retorno de muestra permiten a los científicos estudiar materiales de la superficie extraterrestre en la Tierra sin tener que enviar una misión tripulada, sin embargo, generalmente solo es factible para objetos con baja gravedad y atmósfera.
Misiones pasadas
La primera superficie planetaria extraterrestre que se exploró fue la superficie lunar por Luna 2 en 1959. La primera y única exploración humana de una superficie extraterrestre fue la Luna, el programa Apolo incluyó la primera caminata lunar el 20 de julio de 1969 y el regreso exitoso de la superficie extraterrestre. muestras a la Tierra. Venera 7 fue el primer aterrizaje de una sonda en otro planeta el 15 de diciembre de 1970. Marte 3 "aterrizó suavemente" y devolvió datos de Marte el 22 de agosto de 1972, el primer rover en Marte fue Mars Pathfinder en 1997, el Mars Exploration Rover ha estado estudiando la superficie del planeta rojo desde 2004. NEAR Shoemaker fue el primero en aterrizar suavemente en un asteroide - 433 Eros en febrero de 2001, mientras que Hayabusa fue el primero en devolver muestras de 25143 Itokawa el 13 de junio de 2010. Huygens aterrizó suavemente y regresó datos de Titán el 14 de enero de 2005.
Ha habido muchos intentos fallidos, más recientemente Fobos-Grunt , una misión de retorno de muestra destinada a explorar la superficie de Phobos .
Venera 9 devolvió la primera imagen de la superficie de otro planeta en 1975 ( Venus ). [4]
Materiales de superficie
La superficie seca, rocosa y helada del planeta Marte (fotografiada por Viking Lander 2 , mayo de 1979) está compuesta de regolito rico en óxido de hierro.
Llanuras de guijarros de Titán, la luna de Saturno (fotografiadas por la sonda Huygens , 14 de enero de 2005) compuestas por estados muy comprimidos de hielo de agua. Esta es la única fotografía terrestre de una superficie planetaria exterior del Sistema Solar
La superficie del cometa Tempel 1 (fotografiada por la sonda Deep Impact ) consiste en un polvo fino que contiene agua y arcillas ricas en dióxido de carbono, carbonatos, sodio y silicatos cristalinos.
El material de la superficie planetaria más común en el Sistema Solar parece ser el hielo de agua . El hielo superficial se encuentra tan cerca del Sol como Mercurio, pero es más abundante más allá de Marte. Otras superficies incluyen materia sólida en combinaciones de roca , regolito y elementos químicos congelados y compuestos químicos . En general, el hielo predomina en las superficies planetarias más allá de la línea de escarcha , mientras que más cerca del Sol, predominan las rocas y el regolito. Los minerales e hidratos también pueden estar presentes en cantidades más pequeñas en muchas superficies planetarias.
Incidencias superficiales raras
El líquido superficial, aunque abundante en la Tierra (el cuerpo más grande de líquido superficial es el Océano Mundial ) es raro en otros lugares, una excepción notable es Titán, que tiene el sistema de lagos de hidrocarburos más grande conocido , mientras que el agua superficial, abundante en la Tierra y esencial para todas las formas conocidas de se cree que la vida sólo existe como flujos estacionales en las cálidas laderas marcianas y en las zonas habitables de otros sistemas planetarios .
El vulcanismo puede causar flujos como lava en la superficie de cuerpos geológicamente activos (el más grande es el flujo de Amirani (volcán) en Io). Muchas de las rocas ígneas de la Tierra se forman a través de procesos raros en otros lugares, como la presencia de agua y magma volcánico. Los depósitos minerales superficiales como el olivino y la hematita descubiertos en Marte por los rovers lunares proporcionan evidencia directa de agua estable pasada en la superficie de Marte .
Además del agua, muchos otros materiales superficiales abundantes son exclusivos de la Tierra en el Sistema Solar, ya que no solo son orgánicos sino que se han formado debido a la presencia de vida; estos incluyen suelos duros de carbonato , piedra caliza , vegetación y estructuras artificiales , aunque este último está presente debido a para sondear la exploración (ver también Lista de objetos artificiales en superficies extraterrestres ).
Compuestos orgánicos extraterrestres
Se encuentran cada vez más compuestos orgánicos en los objetos de todo el Sistema Solar. Aunque es poco probable que indique la presencia de vida extraterrestre, toda la vida conocida se basa en estos compuestos. Las moléculas complejas de carbono pueden formarse a través de diversas interacciones químicas complejas o liberarse a través de impactos con pequeños objetos del sistema solar y pueden combinarse para formar los "bloques de construcción" de la vida basada en el carbono . Como los compuestos orgánicos son a menudo volátiles , su persistencia como sólido o líquido en una superficie planetaria es de interés científico, ya que indicaría una fuente intrínseca (como del interior del objeto) o residuo de grandes cantidades de material orgánico conservado a través de circunstancias especiales durante escalas de tiempo geológicas, o una fuente extrínseca (como una colisión pasada o reciente con otros objetos). [6] La radiación dificulta la detección de materia orgánica, lo que dificulta enormemente su detección en objetos sin atmósfera más cercanos al Sol. [7]
Algunos ejemplos de sucesos probables incluyen:
- Tholins : muchos objetos transneptunianos, incluidos Plutón-Caronte, [8] Titán, [9] Tritón, [10] Eris , [11] Sedna , [12] 28978 Ixion, [13] 90482 Orcus, [14] 24 Themis [15 ] [16]
- Clatrato de metano (CH 4 · 5.75H 2 O) - Oberon , Titania , Umbriel , Plutón , 90482 Orcus, Comet 67P
En Marte
La exploración marciana, incluidas muestras tomadas por vehículos terrestres y la espectroscopia de satélites en órbita, han revelado la presencia de una serie de moléculas orgánicas complejas, algunas de las cuales podrían ser biofirmas en la búsqueda de vida.
- Tiofeno ( C
4H
4S ) [17] - Politiofeno (polímero de C
4H
4S ) [18] - Metanotiol ( CH
3SH ) [19] - Sulfuro de dimetilo ( CH
2S ) [19]
En Ceres
- Bicarbonato de amonio ( NH
4HCO
3). [20] [21] - Gilsonita [22]
En Encelado
- Metilamina / Etilamina [23] ( CH 3 NH 2 )
- Acetaldehído [23] ( CH 3 CHO )
En el cometa 67P
La sonda espacial Philae (nave espacial) descubrió los siguientes compuestos orgánicos en la superficie del cometa 67P :. [24] [25] [26]
- Acetamida ( CH
3CONH
2) - Acetona (CH 3 ) 2 CO
- Isocianato de metilo ( CH
3Suboficial ) - Propionaldehído ( CH
3CH
2CHO )
Materiales inorgánicos
La siguiente es una lista no exhaustiva de materiales superficiales que ocurren en más de una superficie planetaria junto con sus ubicaciones en orden de distancia al Sol. Algunos han sido detectados por espectroscopia o imágenes directas desde órbita o sobrevuelo.
- Hielo ( H
2O ) - Mercurio (polar); Sistema Tierra-Luna; [27] Marte (polar); Ceres [28] y algunos asteroides como 24 Themis ; [29] Lunas de Júpiter: Europa , [30] Ganímedes y Calisto ; Triton ,; [31] Lunas de Saturno - Titán y Encelado ; Lunas de Urano: Miranda , Umbriel , Oberon ; Objetos del cinturón de Kuiper , incluido el sistema Plutón - Caronte , Haumea , 28978 Ixion , 90482 Orcus , 50000 Quaoar - Roca de silicato : Mercurio, Venus, Tierra, Marte, asteroides, Ganímedes , Calisto , Luna, Tritón
- Regolito - Mercurio; [32] Venus, [33] sistema Tierra-Luna; Marte (y sus lunas Fobos y Deimos ); asteroides (incluidos 4 Vesta [34] ); Titán
- Hielo de nitrógeno ( N ) - Plutón –Charon, [35] Tritón , [36] Objetos del cinturón de Kuiper , Plutinos
- Azufre ( S ) - Mercurio; Tierra; Marte; Lunas de Júpiter - Io y Europa
Inorgánicos raros
- Sales - Troyanos de la Tierra, Marte, Ceres, Europa y Júpiter, [37] Encelado [38]
- Arcillas - Tierra; Marte; [39] asteroides incluidos Ceres [40] y Tempel 1 ; [41] Europa [42]
- Arena - Tierra, Marte, Titán
- Carbonato de calcio ( CaCO
3) - Tierra, Marte [43] [44] - Carbonato de sodio ( Na
2CO
3) - Tierra, Ceres [45] [46] [47]
Hielo de carbono
- Hielo seco ( CO
2) - Marte (polar); [48] Ariel; [49] Umbriel; [49] Titania; [49] Ganimedes; [50] Calisto [50]
- Hielo de monóxido de carbono ( CO ) - Triton [51]
Accidentes geográficos
Las características comunes de la superficie incluyen:
- Cráteres de impacto (aunque más raros en cuerpos con atmósferas gruesas, el más grande es Hellas Planitia en Marte )
- Dunas que se encuentran en Venus, la Tierra, Marte y Titán
- volcanes y criovolcanes
- Rilles
- Montañas (la más alta es Rheasilvia en 4 Vesta ) [ cita requerida ]
- Escarpes
- Cañones y valles (el más grande es Valles Marineris en Marte)
- Cuevas
- Tubos de lava , encontrados en Venus, la Tierra, la Luna y Marte
Superficie de gigantes gaseosos
Normalmente, se considera que los gigantes gaseosos no tienen superficie, aunque pueden tener un núcleo sólido de roca o varios tipos de hielo, o un núcleo líquido de hidrógeno metálico . Sin embargo, el núcleo, si existe, no incluye suficiente masa del planeta para ser considerado una superficie. Algunos científicos consideran que el punto en el que la presión atmosférica es igual a 1 bar , equivalente a la presión atmosférica en la superficie de la Tierra, es la superficie del planeta. [1]
Ver también
- Radio planetario
- Geoide planetario
Referencias
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