Vertaileva planeettatiede

kaikki maanpäälliset planeetat (ja jotkin satelliitit, kuten kuu) koostuvat pääosin rautaytimien ympärille kiedotuista silikaateista. Aurinkokunnan suurissa ulommissa kuissa ja Plutossa on enemmän jäätä ja vähemmän kiveä ja metallia, mutta ne käyvät silti läpi vastaavia prosesseja.

vulkanismi

vulkanismi maapallolla on suurelta osin laavapohjaista. Muilla maanpäällisillä planeetoilla on vulkaanisia piirteitä, joiden oletetaan olevan laavapohjaisia ja joita arvioidaan maassa helposti tutkittavien analogien yhteydessä. Esimerkiksi Jupiterin Io-kuussa näkyy jatkuvaa tuliperäisyyttä, kuten laavavirtoja. Voyager-luotaimien kuvantamistutkimusten perusteella näiden virtausten pääteltiin aluksi koostuvan pääosin erilaisista sulan alkuaineen rikin muodoista. 1980-ja 1990-luvuilla tehdyt maassa tehdyt infrapunatutkimukset saivat kuitenkin konsensuksen siirtymään ensisijaisesti silikaattipohjaisen mallin hyväksi rikin ollessa toissijaisessa roolissa.

suuri osa Marsin pinnasta koostuu erilaisista basalteista, joita niiden spektri-ja In situ-kemiallisten analyysien perusteella pidetään Havaijin basaltteja vastaavina (mm.Marsin meteoriitit). Merkuriuksessa ja maan kuussa on vastaavasti suuria alueita basaltteja, jotka ovat syntyneet muinaisten vulkaanisten prosessien seurauksena. Napaseutujen pinnoilla esiintyy monikulmaisia morfologioita, joita nähdään myös maapallolla.

Venuksessa sijaitsee basalttivirtojen lisäksi suuri määrä erittäin viskoosisten piipitoisten laavavirtojen synnyttämiä pannukakkukupolivuoria. Näistä kupoleista puuttuu tunnettu maan analogi. Ne muistuttavat morfologisesti jonkin verran maan rhyoliitti-dasiitti-laavakupoleita, vaikka pannukakkukupolit ovatkin luonteeltaan paljon litteämpiä ja tasaisen pyöreitä.

joillakin aurinkokunnan kauempana olevilla alueilla esiintyy kryovolismia, prosessia, jota ei ole nähty missään maapallolla. Kryovolkanismia tutkitaan laboratoriokokeilla, käsitteellisellä ja numeerisella mallinnuksella sekä ristivertailemalla muihin alan esimerkkeihin. Esimerkkejä kryovolkaanisista kappaleista ovat komeetat, jotkut asteroidit ja kentaurit, Mars, Europa, Enceladus, Triton ja mahdollisesti Titan, Ceres, Pluto ja Eris.

Europan jään jälkidopanttien oletetaan tällä hetkellä sisältävän rikkiä. Tätä arvioidaan kanadalaisen sulfaattijousen kautta analogiseksi, valmisteltaessa tulevia Europa-luotaimia.Pienet kappaleet, kuten komeetat, jotkin asteroidityypit ja pölyhiukkaset, taas toimivat vastaesimerkeinä. Nämä materiaalit, joiden oletetaan kuumentuneen vain vähän tai ei lainkaan, saattavat sisältää (tai olla) varhaista aurinkokuntaa edustavia näytteitä, jotka ovat sittemmin hävinneet maasta tai mistä tahansa muusta suuresta kappaleesta.

jotkut ekstrapolaariset planeetat ovat kokonaan laavameren peitossa, ja jotkut ovat tidaalisesti lukittuneita planeettoja, joiden tähteen päin oleva pallonpuolisko on kokonaan laavaa.

Krateringedit

kuussa havaitut kraatterit oletettiin aikoinaan vulkaanisiksi. Maassa ei vertailun vuoksi havaittu samanlaista kraatterilukua eikä suurten meteoriittitapahtumien tiheyttä, mikä olisi odotettavissa, koska kahden läheisen kappaleen törmäysnopeudet olisivat samanlaiset. Lopulta tämä vulkaanisuuden malli kumottiin, kuten lukuisat maan kraatterit (osoituksena esim., sirpalekartioita, järkyttyneitä kvartseja ja muita impaktiitteja sekä mahdollisesti spall) löydettiin sen jälkeen, kun ne olivat heikentyneet geologisen ajan kuluessa. Malleina toimivat myös yhä suurempien ja suurempien taisteluvälineiden muodostamat kraatterit. Kuussa sen sijaan ei näy ilmakehää eikä hydrosfääriä, joten se voisi kerääntyä ja säilyttää törmäyskraattereita miljardien vuosien aikana, vaikka törmäysnopeus olisi milloin tahansa pieni. Lisäksi useampien parempivarusteisten ryhmien suorittamat etsinnät korostivat asteroidien suurta määrää, jonka oletettiin olleen vielä runsaslukuisempi aurinkokunnan aiemmilla kausilla.

kuten maapallolla, matala kraatterimäärä muissa kappaleissa viittaa nuoriin pintoihin. Tämä on erityisen uskottavaa, jos lähialueilla tai kehissä näkyy raskaampaa kraatterointia. Nuoret pinnat puolestaan viittaavat ilmakehän, tektonisen tai vulkaanisen tai hydrologisen prosessoinnin suuriin kappaleisiin ja komeettoihin, tai pölyn uudelleenjakautumisen tai suhteellisen tuoreen muodostumisen asteroideihin (eli jakautumisen emokappaleesta).

Kraatterointiennätyksen tutkiminen useilla kappaleilla, useilla aurinkokunnan alueilla, viittaa myöhäiseen raskaaseen pommitukseen, joka puolestaan antaa todisteita aurinkokunnan varhaisesta historiasta. Tämänhetkisen ehdotuksen mukaiseen myöhäiseen raskaaseen pommitukseen liittyy kuitenkin joitakin kysymyksiä, eikä sitä täysin hyväksytä.

yksi malli Merkuriuksen poikkeuksellisen tiheästä tiheydestä muihin maanpäällisiin planeettoihin verrattuna on huomattavan määrän maankuorta ja/tai vaippaa irrottaminen erittäin raskaasta pommituksesta.

Differentiaatioedit

suurena kappaleena maa pystyy tehokkaasti säilyttämään sisäisen lämpönsä (alkumuodostuksestaan ja radioisotooppiensa hajoamisesta lähtien) aurinkokunnan pitkän aikajänteen aikana. Näin se säilyttää sulan ytimen ja on erilaistunut-tiiviit materiaalit ovat uponneet ytimeen, kun taas kevyet materiaalit kelluvat muodostaen kuoren.

muut kappaleet ovat vertailun vuoksi voineet eriytyä tai olla eriytymättä niiden muodostumishistorian, radioisotooppisisällön, pommituksen aiheuttaman lisäenergian, auringon etäisyyden, koon jne.perusteella. Eri kokoisten ja etäisyyksien kappaleiden tutkiminen auringosta tarjoaa esimerkkejä ja asettaa rajoituksia erilaistumisprosessille. Itse erilaistumista arvioidaan epäsuorasti kappaleen pinnan mineralogian ja sen odotetun massatiheyden ja mineralogian avulla tai painovoiman vähäisistä vaihteluista johtuvien muotovaikutusten avulla. Erilaistumista voidaan mitata myös suoraan, kappaleen gravitaatiokentän korkeammalla kertaluvulla mitattuna ohilennolla tai gravitaatioavustimella, ja joissakin tapauksissa libraatioilla.

Reunatapaukset sisältävät Vestan ja joitakin suurempia kuita, jotka osoittavat erilaistumista, mutta joiden oletetaan sittemmin täysin jähmettyneen. Kysymykseen siitä, onko Maan Kuu jähmettynyt vai säilyttääkö se joitakin sulia kerroksia, ei ole saatu lopullista vastausta. Lisäksi eriytymisprosessien odotetaan vaihtelevan jatkumossa. Kappaleet voivat koostua kevyemmistä ja raskaammista kivistä ja metalleista, Runsasvetisestä jäästä ja haihtuvista aineista (joiden mekaaninen lujuus on vähäisempi) aurinkokunnan viileämmillä alueilla tai pääasiassa icesistä, joiden Kivi – /metallipitoisuus on alhainen vielä kauempana Auringosta. Tämän jatkumon arvellaan tallentavan aurinkokunnan alkuaikojen vaihtelevia kemistejä, lämpimillä alueilla säilyneitä tulenkestäviä aineita ja nuoren auringon ulospäin ajamia haihtuvia aineita.

planeettojen ytimet ovat saavuttamattomissa, niitä tutkitaan epäsuorasti seismometrian, gravimetrian ja joissakin tapauksissa magnetometrian avulla. Rauta-ja kivirautameteoriitit ovat kuitenkin todennäköisesti osia emokappaleiden ytimistä, jotka ovat osittain tai kokonaan erilaistuneet ja sitten pirstoutuneet. Nämä meteoriitit ovat siten ainoa keino tutkia suoraan syvien sisäosien materiaaleja ja niiden prosesseja.

Kaasujättiläisplaneetat edustavat toista erilaistumismuotoa, jossa on useita nestekerroksia tiheyden mukaan. Jotkut erottavat edelleen todelliset kaasujättiläiset ja kauempana Auringosta olevat jääjättiläiset.

Tektoniikka

puolestaan sula ydin voi mahdollistaa laattatektoniikan, josta maapallolla on merkittäviä piirteitä. Marsissa, maata pienempänä kappaleena, ei esiinny nykyistä tektonista aktiivisuutta,eikä vuorten harjanteita geologisesti tuoreesta aktiivisuudesta. Tämän oletetaan johtuvan sisäilmasta, joka on jäähtynyt nopeammin kuin maa (katso geomagnetismi alla). Reunatapaus voi olla Venus, jolla ei näytä olevan olemassa olevaa tektoniikkaa. Historiansa aikana sillä on kuitenkin todennäköisesti ollut tektonista toimintaa, mutta se on hävinnyt. On mahdollista, että tektoninen aktiivisuus Venuksessa voi vielä riittää käynnistymään uudelleen pitkän kasautumisen jälkeen.

Io: ssa ei ole runsaasta vulkaanisuudesta huolimatta mannerlaattojen aktiivisuutta, mikä mahdollisesti johtuu rikkipohjaisista magmoista, joiden lämpötila on korkeampi, tai yksinkertaisesti suuremmista volumetrisista virtauksista. Samaan aikaan Vestan fosseeta voidaan pitää laattatektoniikan muotona, huolimatta sen pienestä koosta ja viileästä lämpötilasta.

Europa on ulkoplaneettojen keskeinen demonstraatio. Sen pinnassa näkyy jäälohkareiden tai-lautojen liikkeitä, lakonluisteluvikoja ja mahdollisesti diapiirejä. Kysymys olemassa olevasta tektoniikasta on paljon epävarmempi, sillä se on mahdollisesti korvattu paikallisella kryomagmatismilla. Ganymede ja Triton voivat sisältää tektonisesti tai kryovolkaanisesti Pinnoitettuja alueita, ja Mirandan epäsäännölliset maastot voivat olla tektonisia.

maanjäristyksiä tutkitaan maapallolla hyvin, sillä useiden seismometrien tai suurten ryhmien avulla voidaan johtaa järistysaaltoja moniulotteisina. Kuu on ainoa muu kappale, joka on onnistuneesti vastaanottanut seismometriryhmän;” Mars-järistykset ” ja Marsin sisukset perustuvat yksinkertaisiin malleihin ja maasta johdettuihin oletuksiin. Venus on saanut mitättömän seismometrian.

Kaasujättiläisillä voi puolestaan esiintyä erilaisia lämmönsiirron ja sekoittumisen muotoja. Lisäksi kaasujättiläisillä on erilaisia lämpövaikutuksia koon ja auringon etäisyyden perusteella. Uranuksella on negatiivinen nettolämpöbudjetti avaruuteen, mutta muut (mukaan lukien Neptunus, kauempana) ovat nettopositiivisia.

GeomagnetismEdit

kahdella maanpäällisellä planeetalla (maa ja Merkurius) on magnetosfäärejä, joten niissä on sulia metallikerroksia. Samoin kaikilla neljällä kaasujättiläisellä on magnetosfäärejä, jotka kertovat johtavien nesteiden kerroksista. Ganymedeessä näkyy myös heikko magnetosfääri, jota pidetään todisteena maanalaisesta suolaisen veden kerroksesta, kun taas Rhean ympärillä oleva tilavuus osoittaa symmetrisiä vaikutuksia, jotka voivat olla renkaita tai magneettinen ilmiö. Näistä maan magnetosfääri on ylivoimaisesti helpoin, myös pinnalta katsottuna. Siksi sitä tutkitaan eniten, ja maapallon ulkopuolisia magnetosfäärejä tutkitaan aiempien maa-tutkimusten valossa.

magnetosfäärien välillä on silti eroja, mikä viittaa jatkotutkimusta vaativiin alueisiin. Jupiterin magnetosfääri on vahvempi kuin muilla kaasujättiläisillä, kun taas maan magnetosfääri on vahvempi kuin Merkuriuksen. Uranuksen kallistunut akseli aiheuttaa sen magnetotailin korkkiruuvin planeetan takana, eikä siitä tunneta analogia. Tulevissa Uranilaisissa tutkimuksissa saattaa näkyä uusia magnetosfäärin ilmiöitä.

Marsissa näkyy jäänteitä aiemmasta, planetaarisesta magneettikentästä, jossa on raitoja kuin Maassa. Tätä pidetään todisteena siitä, että planeetalla oli sen aiemman historian aikana sula metalliydin, joka mahdollisti sekä magnetosfäärin että tektonisen toiminnan (kuten Maassa). Molemmat näistä ovat sittemmin haihtuneet. Maan kuussa näkyy paikallisia magneettikenttiä, mikä viittaa johonkin muuhun prosessiin kuin suureen, sulaan metalliytimeen. Tämä saattaa olla kuunkierteiden lähde, jota ei ole nähty maassa.

GeochemistryEdit

niiden etäisyyttä aurinkoon lukuun ottamatta eri kappaleissa esiintyy kemiallisia variaatioita, jotka kertovat niiden muodostumisesta ja historiasta. Neptunus on tiheämpi kuin Uranus, mikä on otettu yhdeksi todisteeksi siitä, että nämä kaksi saattoivat vaihtaa paikkaa aurinkokunnan alkuaikoina. Komeetoissa on sekä runsaasti haihtuvia aineita että tulenkestäviä aineita sisältäviä jyviä. Tämä osoittaa myös jonkin verran aineiden sekoittumista aurinkokunnan läpi, kun nämä komeetat muodostuivat. Elohopean inventaariota materiaaleista volatiliteetin mukaan käytetään arvioimaan erilaisia malleja sen muodostumiselle ja / tai myöhemmälle muutokselle.

Isotooppipitoisuudet kertovat aurinkokunnan historian prosesseista. Jossain määrin kaikki kappaleet ovat muodostuneet presolaarisesta tähtisumusta. Erilaiset myöhemmät prosessit muuttavat sitten alkuaine-ja isotooppisuhteita. Erityisesti kaasujättiläisillä on tarpeeksi painovoimaa säilyttääkseen primääriset ilmakehät, jotka on otettu suurelta osin presolaarisesta tähtisumusta, toisin kuin sekundaaristen kaasujättiläisten myöhemmät ulosmenot ja reaktiot. Kaasujättiläisten ilmatilojen erot verrattuna auringon pitoisuuksiin viittaavat jonkinlaiseen prosessiin planeetan historiassa. Samaan aikaan Venuksen ja Marsin kaltaisten pikkuplaneettojen kaasuissa on isotooppieroja, jotka viittaavat ilmakehän pakoprosesseihin.{argonisotooppisuhde planeetta meteoriitti}{neonisotooppisuhde meteoriitti}

pintamineraalien eri muunnoksia eli avaruuden sääolosuhteita käytetään meteoriitti-ja asteroidityyppien ja-ikien arviointiin. Ilmakehien (erityisesti paksujen) suojaamat kivet ja metallit tai muut mineraalit kokevat vähemmän sään heikkenemistä ja vähemmän istutuskemikaaleja ja kosmisia säteitä. Asteroidit luokitellaan tällä hetkellä niiden spektrien perusteella, mikä osoittaa pinnan ominaisuuksia ja mineralogioita. Joillakin asteroideilla näyttää olevan vähemmän avaruuden rapautumista, mikä johtuu erilaisista prosesseista, kuten suhteellisen tuoreesta muodostumispäivämäärästä tai” raikastumisesta”. Koska maan mineraalit ovat hyvin suojattuja, avaruuden sään heikkenemistä tutkitaan maan ulkopuolisten kappaleiden ja mielellään useiden esimerkkien avulla.

Kuiperin vyöhykkeen kohteissa näkyy hyvin rapautuneita tai paikoin hyvin tuoreita pintoja. Koska pitkät etäisyydet johtavat alhaisiin avaruus-ja spektriresoluutioihin, KBO-pintakemikaaleja arvioidaan nykyisin analogisten kuiden ja lähempänä maata olevien asteroidien kautta.