Vergelijkende planeetwetenschap
alle aardse planeten (en sommige satellieten, zoals de maan) zijn in wezen samengesteld uit silicaten rond ijzeren kernen. De grote buitenste manen van het zonnestelsel en Pluto hebben meer ijs, en minder steen en metaal, maar ondergaan nog steeds analoge processen.Vulkanisme
vulkanisme
vulkanisme op aarde is grotendeels gebaseerd op lava. Andere aardse planeten vertonen vulkanische kenmerken waarvan wordt aangenomen dat ze op lava gebaseerd zijn, geëvalueerd in de context van analogen die gemakkelijk op aarde worden bestudeerd. Jupiter ‘ s maan Io vertoont bijvoorbeeld vulkanisme, inclusief lavastromen. Deze stromen werden aanvankelijk meestal samengesteld uit verschillende vormen van gesmolten elementair zwavel, gebaseerd op analyse van beeldvorming gedaan door de Voyager sondes. Echter, aarde-gebaseerde infrarood studies gedaan in de jaren 1980 en 1990 veroorzaakt de consensus om te verschuiven in het voordeel van een primair silicaat-gebaseerd model, met zwavel spelen een secundaire rol.Een groot deel van het oppervlak van Mars bestaat uit verschillende basalten die analoog worden geacht aan Hawaïaanse basalten, door hun spectra en in situ chemische analyses (waaronder Mars meteorieten). Mercurius en de maan van de aarde hebben ook grote gebieden van basalten, gevormd door oude vulkanische processen. Oppervlakken in de poolgebieden vertonen veelhoekige morfologieën, die ook op aarde te zien zijn.Naast basaltstromen is Venus de thuisbasis van een groot aantal vulkanen die ontstaan door zeer viskeuze lavastromen die rijk zijn aan silica. Deze koepels missen een bekende aarde analoog. Ze hebben wel enige morfologische gelijkenis met terrestrische rhyoliet-daciet lava koepels, hoewel de pannenkoekenkoepels veel platter en uniform rond van aard zijn.Sommige gebieden verder in het zonnestelsel vertonen cryovulkanisme, een proces dat nergens op aarde voorkomt. Cryovolcanisme wordt bestudeerd door middel van laboratoriumexperimenten, conceptuele en numerieke modellering, en door vergelijking met andere voorbeelden in het veld. Voorbeelden van lichamen met cryovolcanische kenmerken zijn kometen, sommige asteroïden en Centauren, Mars, Europa, Enceladus, Triton, en mogelijk Titan, Ceres, Pluto en Eris.De sporen van het ijs van Europa worden momenteel verondersteld zwavel te bevatten. Dit wordt geëvalueerd via een Canadese sulfaatveer als analoog, ter voorbereiding op toekomstige Europa-sondes.Kleine lichamen zoals kometen, sommige asteroïde types, en stofkorrels, aan de andere kant, dienen als tegenvoorbeeld. Aangenomen dat deze materialen weinig of geen verwarming hebben ervaren, kunnen deze materialen monsters bevatten (of zijn) die het vroege zonnestelsel vertegenwoordigen, die sindsdien zijn gewist van de aarde of een ander groot lichaam.
sommige exoplaneten zijn volledig bedekt met lava oceanen, en sommige zijn tidaal vergrendelde planeten, waarvan de ster gerichte hemisfeer is volledig lava.
Krateredit
de kraters die op de maan werden waargenomen, werden ooit verondersteld vulkanisch te zijn. De aarde, ter vergelijking, vertoonde geen vergelijkbare kratertelling, noch een hoge frequentie van grote meteoor gebeurtenissen, wat te verwachten was omdat twee nabijgelegen lichamen vergelijkbare inslagsnelheden zouden moeten ervaren. Uiteindelijk werd dit vulkanisme model omvergeworpen, zoals vele aardkraters (aangetoond door bijvoorbeeld. , kegels, geschrokken kwarts en andere impactieten, en mogelijk spall) werden gevonden, na te zijn geërodeerd in de loop van de geologische tijd. Kraters gevormd door grotere en grotere munitie dienden ook als model. De maan daarentegen vertoont geen atmosfeer of hydrosfeer en kan dus miljarden jaren inslagkraters accumuleren en behouden ondanks een lage inslagsnelheid op een bepaald moment. Bovendien hebben meer zoekopdrachten van meer groepen met betere apparatuur het grote aantal asteroïden belicht, waarvan wordt aangenomen dat ze in eerdere perioden van het zonnestelsel nog talrijker waren.
net als op aarde wijst een laag aantal kraters op andere lichamen op jonge oppervlakken. Dit is met name geloofwaardig als nabijgelegen regio ‘ s of lichamen zwaardere kratering vertonen. Jonge oppervlakken wijzen op hun beurt op atmosferische, tektonische of vulkanische, of hydrologische verwerking op grote lichamen en kometen, of stofherverdeling of een relatief recente vorming op asteroïden (d.w.z. splitsing van een ouderlichaam).Het onderzoek van de kratering op meerdere lichamen, op meerdere gebieden in het zonnestelsel wijst op een laat zwaar bombardement, wat op zijn beurt het bewijs is van de vroege geschiedenis van het zonnestelsel. Het late zware bombardement zoals dat nu wordt voorgesteld, heeft echter een aantal problemen en wordt niet volledig aanvaard.Een model voor de uitzonderlijk hoge dichtheid van Mercurius in vergelijking met andere aardse planeten is het verwijderen van een aanzienlijke hoeveelheid korst en/of mantel door extreem zwaar bombardement.
Differentiatiedit
als een groot lichaam kan de aarde efficiënt zijn interne warmte behouden (van zijn initiële vorming en verval van zijn radio-isotopen) over de lange tijdschaal van het zonnestelsel. Het behoudt dus een gesmolten kern, en heeft gedifferentieerd-dichte materialen zijn naar de kern gezonken, terwijl lichte materialen zweven om een korst te vormen.
andere lichamen kunnen, ter vergelijking, al dan niet onderscheid hebben gemaakt op basis van hun ontstaansgeschiedenis, het gehalte aan radio-isotopen, de verdere energie-input via bombardementen, de afstand tot de zon, de grootte, enz. Het bestuderen van lichamen van verschillende grootte en afstanden van de zon levert voorbeelden op en legt beperkingen op het differentiatieproces. Differentiatie zelf wordt indirect geëvalueerd, door de mineralogie van het oppervlak van een lichaam, versus de verwachte bulkdichtheid en mineralogie, of via vormeffecten als gevolg van lichte variaties in zwaartekracht. Differentiatie kan ook direct worden gemeten, door de hogere-orde termen van het zwaartekrachtveld van een lichaam zoals gemeten door een flyby of gravitationele assist, en in sommige gevallen door libraties.
Edge gevallen omvatten Vesta en enkele van de grotere manen, die differentiatie vertonen, maar waarvan wordt aangenomen dat ze sindsdien volledig gestold zijn. De vraag of de maan van de aarde gestold is, of bepaalde gesmolten lagen vasthoudt, is niet definitief beantwoord. Daarnaast wordt verwacht dat differentiatieprocessen variëren langs een continuüm. Lichamen kunnen bestaan uit lichtere en zwaardere stenen en metalen, een hoog gehalte aan waterijs en vluchtige stoffen (met minder mechanische sterkte) in koelere gebieden van het zonnestelsel, of voornamelijk ijs met een laag gehalte aan steen/metaal zelfs verder van de zon. Men denkt dat dit continuüm de wisselende chemie van het vroege zonnestelsel registreert, met refractoriën die overleven in warme gebieden, en vluchtige stoffen die naar buiten worden gedreven door de jonge zon.De kernen van planeten zijn ontoegankelijk en worden indirect bestudeerd met behulp van seismometrie, gravimetrie en in sommige gevallen magnetometrie. Echter, ijzer en steen-ijzer meteorieten zijn waarschijnlijk fragmenten uit de kernen van ouderlichamen die gedeeltelijk of volledig gedifferentieerd, dan verbrijzeld. Deze meteorieten zijn dus het enige middel om diepgewortelde materialen en hun processen direct te onderzoeken.Gasreusplaneten vertegenwoordigen een andere vorm van differentiatie, met meerdere vloeistoflagen naar dichtheid. Sommigen maken verder onderscheid tussen echte gasreuzen en ijsreuzen verder van de zon.
TectonicsEdit
een gesmolten kern kan plaattektoniek toestaan, waarvan de aarde belangrijke kenmerken vertoont. Mars, als een kleiner lichaam dan de aarde, vertoont geen huidige tektonische activiteit, noch bergruggen van Geologisch recente activiteit. Er wordt aangenomen dat dit te wijten is aan een interieur dat sneller is afgekoeld dan de aarde (zie geomagnetisme hieronder). Een randgeval kan Venus zijn, die geen bestaande tektoniek lijkt te hebben. Echter, in zijn geschiedenis, heeft het waarschijnlijk tektonische activiteit gehad, maar verloor het. Het is mogelijk dat tektonische activiteit op Venus nog voldoende is om opnieuw te beginnen na een lange tijd van accumulatie.
Io vertoont, ondanks het hoge vulkanisme, geen tektonische activiteit, mogelijk als gevolg van zwavelhoudende magma ‘ s met hogere temperaturen of gewoon hogere volumetrische fluxen. Ondertussen kan Vesta ‘ s fossae worden beschouwd als een vorm van tektoniek, ondanks de kleine omvang van dat lichaam en de koele temperaturen.Europa is een belangrijke demonstratie van de buitenplaneet tektoniek. Het oppervlak toont beweging van ijsblokken of vlotten, strike-slip fouten, en mogelijk diapirs. De kwestie van de bestaande tektoniek is veel minder zeker, mogelijk vervangen door lokaal cryomagmatisme. Ganymedes en Triton kunnen tektonisch of cryovolcanisch opgedoken gebieden bevatten, en Miranda ‘ s onregelmatige terreinen kunnen tektonisch zijn.Aardbevingen zijn goed bestudeerd op Aarde, omdat meerdere seismometers of grote arrays kunnen worden gebruikt om aardbevingen in meerdere dimensies af te leiden. De maan is het enige andere lichaam dat met succes een seismometerreeks heeft ontvangen; “marsbevingen” en het interieur van mars zijn gebaseerd op eenvoudige modellen en van de aarde afgeleide veronderstellingen. Venus heeft verwaarloosbare seismometrie gekregen.
gasreuzen kunnen op hun beurt verschillende vormen van warmteoverdracht en vermenging vertonen. Bovendien vertonen gasreuzen verschillende warmte-effecten door grootte en afstand tot de zon. Uranus toont een netto negatief warmtebudget naar de ruimte, maar de anderen (inclusief Neptunus, verder weg) zijn netto positief.
GeomagnetismEdit
twee aardse planeten (aarde en Mercurius) vertonen magnetosferen en hebben dus gesmolten Metaallagen. Op dezelfde manier hebben alle vier gasreuzen magnetosferen, die lagen van geleidende vloeistoffen aangeven. Ganymedes vertoont ook een zwakke magnetosfeer, genomen als bewijs van een ondergrondlaag van zout water, terwijl het volume rond Rhea symmetrische effecten vertoont die ringen of een magnetisch fenomeen kunnen zijn. Hiervan is de magnetosfeer van de aarde veruit het meest toegankelijk, ook vanaf het oppervlak. Het is daarom de meest bestudeerde, en buitenaardse magnetosferen worden onderzocht in het licht van eerdere aarde studies.
toch bestaan er verschillen tussen magnetosferen, die wijzen op gebieden die verder onderzoek vereisen. De magnetosfeer van Jupiter is sterker dan die van de andere gasreuzen, terwijl die van de aarde sterker is dan die van Mercurius. Uranus’ getipte as zorgt ervoor dat zijn magnetotail kurkentrekt achter de planeet, zonder bekende analoog. Toekomstige Uraniaanse studies kunnen nieuwe magnetosferische verschijnselen aan het licht brengen.Mars vertoont overblijfselen van een vroeger magnetisch veld op planetaire schaal, met strepen zoals op aarde. Dit wordt beschouwd als bewijs dat de planeet een gesmolten metalen kern had in zijn eerdere geschiedenis, waardoor zowel een magnetosfeer als tektonische activiteit mogelijk was (zoals op aarde). Beide zijn sindsdien verdwenen. De maan van de aarde toont gelokaliseerde magnetische velden, wat wijst op een ander proces dan een grote, gesmolten metalen kern. Dit kan de bron zijn van maanwervelingen, die niet op aarde te zien zijn.
GeochemistryEdit
behalve de afstand tot de zon vertonen verschillende lichamen chemische variaties die hun vorming en geschiedenis aangeven. Neptunus is dichter dan Uranus, genomen als een bewijs dat de twee van plaats zijn veranderd in het vroege zonnestelsel. Kometen vertonen zowel een hoog gehalte aan vluchtige stoffen als korrels die vuurvaste materialen bevatten. Dit wijst ook op het mengen van materialen door het zonnestelsel toen die kometen gevormd. De materiaalinventaris van kwik op basis van volatiliteit wordt gebruikt om verschillende modellen voor de vorming en/of latere wijziging ervan te evalueren.
Isotopenabundanties duiden op processen in de geschiedenis van het zonnestelsel. Tot op zekere hoogte werden alle lichamen gevormd uit de presolaire nevel. Verschillende daaropvolgende processen veranderen vervolgens de elementaire en isotopische verhoudingen. Met name de gasreuzen hebben voldoende zwaartekracht om primaire atmosferen te behouden, die grotendeels uit de presolaire nevel afkomstig zijn, in tegenstelling tot de latere ontgassing en reacties van secundaire atmosferen. Verschillen in gasreusatmosferen in vergelijking met zonne-abundanties wijzen dan op een proces in de geschiedenis van die planeet. Ondertussen hebben gassen op kleine planeten zoals Venus en Mars isotopische verschillen die wijzen op atmosferische ontsnappingsprocessen.{argon isotopenverhouding planet meteorite}{neon isotopenverhouding meteoriet}
de verschillende wijzigingen van oppervlakte-mineralen, of de verwering van de ruimte, worden gebruikt om meteoriet en asteroïde types en leeftijden te evalueren. Rotsen en metalen afgeschermd door atmosferen (vooral dikke), of andere mineralen, ervaren minder verwering en minder implantatie chemistries en kosmische straal tracks. Asteroïden worden momenteel gesorteerd naar hun spectra, wat de oppervlakte-eigenschappen en mineralogieën aangeeft. Sommige asteroïden lijken minder ruimte verwering te hebben, door verschillende processen, waaronder een relatief recente formatie datum of een” verfrissing ” gebeurtenis. Omdat de mineralen van de aarde goed afgeschermd zijn, wordt verwering van de ruimte bestudeerd via buitenaardse lichamen, en bij voorkeur meerdere voorbeelden.Kuipergordelobjecten vertonen zeer verweerde of in sommige gevallen zeer verse oppervlakken. Aangezien de lange afstanden resulteren in lage ruimtelijke en spectrale resoluties, worden KBO Oppervlaktechemie momenteel geëvalueerd via analoge manen en asteroïden dichter bij de aarde.
