Ciencia planetaria comparativa
Todos los planetas terrestres (y algunos satélites, como la Luna) están compuestos esencialmente de silicatos envueltos alrededor de núcleos de hierro. Las grandes lunas exteriores del Sistema Solar y Plutón tienen más hielo, y menos roca y metal, pero todavía sufren procesos análogos.
Vulcanismoeditar
El vulcanismo en la Tierra se basa en gran medida en lava. Otros planetas terrestres muestran características volcánicas que se supone que están basadas en lava, evaluadas en el contexto de análogos que se estudian fácilmente en la Tierra. Por ejemplo, la luna de Júpiter Io muestra el vulcanismo existente, incluidos los flujos de lava. Estos flujos se infirieron inicialmente que estaban compuestos principalmente de varias formas de azufre elemental fundido, basado en el análisis de imágenes realizado por las sondas Voyager. Sin embargo, los estudios de infrarrojos basados en la Tierra realizados en las décadas de 1980 y 1990 causaron que el consenso se inclinara a favor de un modelo basado principalmente en silicatos, con azufre jugando un papel secundario.
Gran parte de la superficie de Marte está compuesta por varios basaltos considerados análogos a los basaltos hawaianos, por sus espectros y análisis químicos in situ (incluidos los meteoritos marcianos). Mercurio y la Luna de la Tierra presentan de manera similar grandes áreas de basaltos, formadas por antiguos procesos volcánicos. Las superficies en las regiones polares muestran morfologías poligonales, también vistas en la Tierra.
Además de los flujos de basalto, Venus es el hogar de un gran número de volcanes de cúpula de panqueques creados por flujos de lava ricos en sílice altamente viscosos. Estas cúpulas carecen de un análogo conocido de la Tierra. Tienen cierto parecido morfológico con las cúpulas de lava de riolita-dacita terrestres, aunque las cúpulas de panqueques son mucho más planas y de naturaleza uniformemente redonda.
Ciertas regiones más alejadas del Sistema Solar exhiben criovolcanismo, un proceso que no se ve en ninguna parte de la tierra. El criovolcanismo se estudia a través de experimentos de laboratorio, modelos conceptuales y numéricos, y por comparación cruzada con otros ejemplos en el campo. Ejemplos de cuerpos con características criovolcánicas incluyen cometas, algunos asteroides y Centauros, Marte, Europa, Encelado, Tritón, y posiblemente Titán, Ceres, Plutón y Eris.
Actualmente se postula que los dopantes traza del hielo de Europa contienen azufre. Esto se está evaluando a través de un resorte de sulfato canadiense como análogo, en preparación para futuras sondas Europa.Cuerpos pequeños como cometas, algunos tipos de asteroides y granos de polvo, por otro lado, sirven como contraejemplos. Se supone que han experimentado poco o ningún calentamiento, estos materiales pueden contener (o ser) muestras que representan el Sistema Solar temprano, que desde entonces han sido borradas de la Tierra o de cualquier otro cuerpo grande.
Algunos planetas extrasolares están completamente cubiertos de océanos de lava, y algunos son planetas bloqueados por las mareas, cuyo hemisferio orientado a las estrellas es enteramente de lava.
Cráteroseditar
Los cráteres observados en la Luna se asumieron una vez como volcánicos. La Tierra, en comparación, no mostró un recuento de cráteres similar, ni una alta frecuencia de eventos de meteoros grandes, lo que se esperaría ya que dos cuerpos cercanos experimentarían tasas de impacto similares. Finalmente, este modelo de vulcanismo fue volcado, como numerosos cráteres de la Tierra (demostrado por ejemplo. se encontraron conos rotos, cuarzo conmocionado y otras impactitas, y posiblemente salpicaduras), después de haber sido erosionados a lo largo del tiempo geológico. Los cráteres formados por artefactos cada vez más grandes también sirvieron como modelos. La Luna, por otro lado, no muestra atmósfera ni hidrosfera, y por lo tanto podría acumular y preservar cráteres de impacto durante miles de millones de años a pesar de una baja tasa de impacto en un momento dado. Además, más búsquedas realizadas por más grupos con mejor equipo pusieron de relieve el gran número de asteroides, que se presume que fueron aún más numerosos en períodos anteriores del Sistema Solar.
Como en la Tierra, un recuento bajo de cráteres en otros cuerpos indica superficies jóvenes. Esto es particularmente creíble si las regiones o cuerpos cercanos muestran cráteres más pesados. Las superficies jóvenes, a su vez, indican un procesamiento atmosférico, tectónico o volcánico, o hidrológico en cuerpos grandes y cometas, o redistribución de polvo o una formación relativamente reciente en asteroides (es decir, separación de un cuerpo original).
El examen del registro de cráteres en múltiples cuerpos, en múltiples áreas del Sistema Solar, apunta a un Bombardeo Intenso Tardío, que a su vez da evidencia de la historia temprana del Sistema Solar. Sin embargo, el Bombardeo Intenso Tardío, tal como se propone actualmente, tiene algunos problemas y no se acepta del todo.
Un modelo para la densidad excepcionalmente alta de Mercurio en comparación con otros planetas terrestres es el desprendimiento de una cantidad significativa de corteza y/o manto de bombardeos extremadamente pesados.
Diferenciacióneditar
Como un cuerpo grande, la Tierra puede retener eficientemente su calor interno (desde su formación inicial más la descomposición de sus radioisótopos) a lo largo de la larga escala de tiempo del Sistema Solar. Por lo tanto, retiene un núcleo fundido y tiene materiales densos diferenciados que se han hundido en el núcleo, mientras que los materiales ligeros flotan para formar una corteza.
Otros cuerpos, en comparación, pueden o no haberse diferenciado, en función de su historia de formación, contenido de radioisótopos, aporte de energía adicional a través del bombardeo, distancia al Sol, tamaño, etc. El estudio de cuerpos de varios tamaños y distancias del Sol proporciona ejemplos y pone restricciones en el proceso de diferenciación. La diferenciación en sí se evalúa indirectamente, por la mineralogía de la superficie de un cuerpo, versus su densidad aparente y mineralogía esperadas, o a través de efectos de forma debido a ligeras variaciones en la gravedad. La diferenciación también se puede medir directamente, por los términos de orden superior del campo gravitatorio de un cuerpo, medido por un sobrevuelo o asistencia gravitacional, y en algunos casos por libraciones.
Los casos de borde incluyen Vesta y algunas de las lunas más grandes, que muestran diferenciación pero se supone que desde entonces se solidificaron completamente. La pregunta de si la Luna de la Tierra se ha solidificado, o retiene algunas capas fundidas, no ha sido contestada definitivamente. Además, se espera que los procesos de diferenciación varíen a lo largo de un continuo. Los cuerpos pueden estar compuestos de rocas y metales más ligeros y pesados, un alto contenido de hielo de agua y volátiles (con menos resistencia mecánica) en regiones más frías del Sistema Solar, o principalmente hielos con un bajo contenido de roca/metal incluso más lejos del Sol. Se cree que este continuum registra las variables químicas del Sistema Solar primitivo, con refractarios que sobreviven en regiones cálidas y volátiles impulsados hacia el exterior por el Sol joven.
Los núcleos de los planetas son inaccesibles, estudiados indirectamente por sismometría, gravimetría y, en algunos casos, magnetometría. Sin embargo, los meteoritos de hierro y hierro pedregoso son probablemente fragmentos de los núcleos de los cuerpos padres que se han diferenciado parcial o completamente y luego se han roto. Por lo tanto, estos meteoritos son el único medio de examinar directamente los materiales del interior profundo y sus procesos.
Los planetas gigantes gaseosos representan otra forma de diferenciación, con múltiples capas de fluido por densidad. Algunos distinguen aún más entre los verdaderos gigantes gaseosos y los gigantes de hielo más alejados del Sol.
Tectónicaeditar
A su vez, un núcleo fundido puede permitir la tectónica de placas, de la cual la Tierra muestra características principales. Marte, como un cuerpo más pequeño que la Tierra, no muestra actividad tectónica actual, ni cordilleras de actividad geológicamente reciente. Se supone que esto se debe a un interior que se ha enfriado más rápido que la Tierra (ver geomagnetismo a continuación). Un caso de borde puede ser Venus, que no parece tener tectónica existente. Sin embargo, en su historia, es probable que haya tenido actividad tectónica pero la haya perdido. Es posible que la actividad tectónica en Venus aún sea suficiente para reiniciarse después de una larga era de acumulación.
Io, a pesar de tener un alto vulcanismo, no muestra ninguna actividad tectónica, posiblemente debido a magmas a base de azufre con temperaturas más altas, o simplemente flujos volumétricos más altos. Mientras tanto, las fosas de Vesta pueden considerarse una forma de tectónica, a pesar del pequeño tamaño y las temperaturas frías de ese cuerpo.
Europa es una demostración clave de la tectónica de los planetas exteriores. Su superficie muestra movimiento de bloques de hielo o balsas, fallas de deslizamiento y posiblemente diapiros. La cuestión de la tectónica existente es mucho menos cierta, posiblemente habiendo sido reemplazada por criomagmatismo local. Ganímedes y Tritón pueden contener áreas resurvadas tectónicamente o criovolcánicamente, y los terrenos irregulares de Miranda pueden ser tectónicos.
Los terremotos están bien estudiados en la Tierra, ya que se pueden usar múltiples sismómetros o grandes conjuntos para derivar formas de onda sísmica en múltiples dimensiones. La Luna es el único otro cuerpo que recibió con éxito un conjunto de sismómetros; “marsquakes” y el interior de Marte se basan en modelos simples y suposiciones derivadas de la Tierra. Venus ha recibido una sismometría insignificante.
Los gigantes gaseosos pueden a su vez mostrar diferentes formas de transferencia de calor y mezcla. Además, los gigantes gaseosos muestran diferentes efectos de calor por tamaño y distancia al Sol. Urano muestra un presupuesto de calor negativo neto para el espacio, pero los otros (incluido Neptuno, más lejos) son positivos netos.
Geomagnetismeditar
Dos planetas terrestres (Tierra y Mercurio) muestran magnetosferas, y por lo tanto tienen capas de metal fundido. De manera similar, los cuatro gigantes gaseosos tienen magnetosferas, que indican capas de fluidos conductores. Ganímedes también muestra una magnetosfera débil, tomada como evidencia de una capa subterránea de agua salada, mientras que el volumen alrededor del ñandú muestra efectos simétricos que pueden ser anillos o un fenómeno magnético. De ellos, la magnetosfera de la Tierra es, con mucho, la más accesible, incluso desde la superficie. Por lo tanto, es la más estudiada, y las magnetosferas extraterrestres se examinan a la luz de estudios anteriores de la Tierra.
Aún así, existen diferencias entre las magnetosferas, que apuntan a áreas que necesitan más investigación. La magnetosfera de Júpiter es más fuerte que los otros gigantes gaseosos, mientras que la de la Tierra es más fuerte que la de Mercurio. Mercurio y Urano tienen magnetosferas compensadas, que aún no tienen una explicación satisfactoria. El eje inclinado de Urano hace que su cola magnética se sacacorchos detrás del planeta, sin un análogo conocido. Estudios futuros en Urano podrían mostrar nuevos fenómenos magnetosféricos.
Marte muestra restos de un campo magnético a escala planetaria anterior, con rayas como en la Tierra. Esto se toma como evidencia de que el planeta tenía un núcleo de metal fundido en su historia anterior, permitiendo tanto una magnetosfera como una actividad tectónica (como en la Tierra). Ambos se han disipado desde entonces. La Luna de la Tierra muestra campos magnéticos localizados, indicando algún proceso que no sea un gran núcleo de metal fundido. Esta puede ser la fuente de remolinos lunares, que no se ven en la Tierra.
GeoquímicaedItar
Aparte de su distancia al Sol, diferentes cuerpos muestran variaciones químicas que indican su formación e historia. Neptuno es más denso que Urano, tomado como una pieza de evidencia de que los dos pueden haber cambiado de lugar en el Sistema Solar temprano. Los cometas muestran un alto contenido volátil y granos que contienen materiales refractarios. Esto también indica cierta mezcla de materiales a través del Sistema Solar cuando se formaron esos cometas. El inventario de materiales de Mercurio por volatilidad se está utilizando para evaluar diferentes modelos para su formación y / o modificación posterior.
Las abundancias isotópicas indican procesos a lo largo de la historia del Sistema Solar. Hasta cierto punto, todos los cuerpos se formaron a partir de la nebulosa presolar. Varios procesos posteriores alteran las relaciones elementales e isotópicas. Los gigantes gaseosos, en particular, tienen suficiente gravedad para retener atmósferas primarias, tomadas en gran parte de la nebulosa presolar, en oposición a la desgasificación posterior y las reacciones de las atmósferas secundarias. Las diferencias en las atmósferas gigantes gaseosas comparadas con las abundancias solares indican entonces algún proceso en la historia de ese planeta. Mientras tanto, los gases en planetas pequeños como Venus y Marte tienen diferencias isotópicas que indican procesos de escape atmosférico.{relación de isótopos de argón meteorito planetario}{relación de isótopos de neón meteorito}
Las diversas modificaciones de los minerales de la superficie, o meteorización espacial, se utilizan para evaluar los tipos y edades de meteoritos y asteroides. Las rocas y los metales protegidos por atmósferas (particularmente gruesas), u otros minerales, experimentan menos intemperie y menos químicos de implantación y huellas de rayos cósmicos. Los asteroides están clasificados actualmente por sus espectros, lo que indica las propiedades de la superficie y las mineralogías. Algunos asteroides parecen tener menos erosión espacial, por varios procesos, incluida una fecha de formación relativamente reciente o un evento” refrescante”. Como los minerales de la Tierra están bien protegidos, la meteorización espacial se estudia a través de cuerpos extraterrestres, y preferiblemente múltiples ejemplos.
Los objetos del cinturón Kuiper muestran superficies muy desgastadas o, en algunos casos, muy frescas. Como las largas distancias resultan en bajas resoluciones espaciales y espectrales, las químicas superficiales de KBO se evalúan actualmente a través de lunas y asteroides análogos más cercanos a la Tierra.
