Jämförande planetvetenskap

alla markplaneter (och vissa satelliter, såsom månen) består i huvudsak av silikater lindade runt järnkärnor. De stora yttre solsystemets månar och Pluto har mer IS och mindre sten och metall, men genomgår fortfarande analoga processer.

VolcanismEdit

vulkanism på jorden är till stor del lavabaserad. Andra markplaneter uppvisar vulkaniska egenskaper som antas vara lavabaserade, utvärderade i samband med analoger som lätt studerats på jorden. Till exempel visar Jupiters måne Io existerande vulkanism, inklusive lavaflöden. Dessa flöden härleddes ursprungligen att bestå mestadels av olika former av smält elementärt svavel, baserat på analys av avbildning gjord av Voyager-sonderna. Men jordbaserade infraröda studier gjorda på 1980-och 1990-talet orsakade konsensus att skifta till förmån för en främst silikatbaserad modell, med svavel som spelar en sekundär roll.

mycket av Mars yta består av olika basalter som anses vara Analoga med hawaiiska basalter, genom deras spektra och in situ kemiska analyser (inklusive mars meteoriter). Kvicksilver och jordens måne har på samma sätt stora områden av basalter, bildade av gamla vulkaniska processer. Ytor i polarområdena visar polygonala morfologier, som också ses på jorden.

förutom basaltflöden är Venus hem för ett stort antal pannkaka kupol vulkaner skapade av mycket viskösa kiseldioxidrika lavaflöden. Dessa kupoler saknar en känd jordanalog. De bär vissa morfologiska likheter med mark rhyolite-dacite lava kupoler, även om pannkaka kupoler är mycket plattare och enhetligt runda i naturen.

vissa regioner längre ut i solsystemet uppvisar kryovolkanism, en process som inte ses någonstans på jorden. Cryovolcanism studeras genom laboratorieexperiment, konceptuell och numerisk modellering, och genom kors jämförelse med andra exempel inom området. Exempel på kroppar med kryovolkaniska funktioner inkluderar kometer, några asteroider och centaurer, Mars, Europa, Enceladus, Triton och eventuellt Titan, Ceres, Pluto och Eris.

spårdopanterna i Europas is postuleras för närvarande för att innehålla svavel. Detta utvärderas via en kanadensisk sulfatfjäder som en analog, som förberedelse för framtida Europa-sonder.Små kroppar som kometer, vissa asteroidtyper och dammkorn fungerar å andra sidan som motprov. Antas ha upplevt liten eller ingen uppvärmning, kan dessa material innehålla (eller vara) prover som representerar det tidiga solsystemet, som sedan har raderats från jorden eller någon annan stor kropp.

vissa extrasolära planeter är helt täckta i lavahav, och vissa är tidally låsta planeter, vars stjärnvända halvklot är helt lava.

CrateringEdit

kratrarna som observerades på månen antogs en gång vara vulkaniska. Jorden visade i jämförelse inte ett liknande kraterantal eller en hög frekvens av stora meteorhändelser, vilket skulle förväntas eftersom två närliggande kroppar skulle uppleva liknande slagfrekvenser. Så småningom vändes denna vulkanismmodell, som många Jordkratrar (demonstreras av t.ex. chockade kvarts och andra slagverk, och eventuellt spall) hittades efter att ha eroderats över geologisk tid. Kratrar bildade av större och större ordnance fungerade också som modeller. Månen, å andra sidan, visar ingen atmosfär eller hydrosfär, och kan därmed ackumulera och bevara slagkratrar över miljarder år trots en låg slaghastighet vid någon tidpunkt. Dessutom markerade fler sökningar av fler grupper med bättre utrustning det stora antalet asteroider, som antas ha varit ännu fler i tidigare Solsystemperioder.

som på jorden indikerar en låg kraterräkning på andra kroppar unga ytor. Detta är särskilt trovärdigt om närliggande regioner eller organ visar tyngre kratering. Unga ytor indikerar i sin tur atmosfärisk, tektonisk eller vulkanisk eller hydrologisk bearbetning på stora kroppar och kometer, eller omfördelning av damm eller en relativt ny bildning på asteroider (dvs splittring från en moderkropp).

undersökning av krateringsrekordet på flera kroppar, vid flera områden i solsystemet, pekar på ett sent tungt bombardemang, vilket i sin tur ger bevis på solsystemets tidiga historia. Det sena tunga bombardemanget som för närvarande föreslås har dock vissa problem och accepteras inte helt.

en modell för Mercurys exceptionellt höga densitet jämfört med andra markplaneter är att avlägsna en betydande mängd skorpa och/eller mantel från extremt tungt bombardemang.

Differentieringredigera

som en stor kropp kan jorden effektivt behålla sin inre värme (från dess ursprungliga bildning plus sönderfall av dess radioisotoper) över solsystemets långa tidsskala. Det behåller således en smält kärna och har differentierat – täta material har sjunkit till kärnan, medan lätta material flyter för att bilda en skorpa.

andra kroppar, som jämförelse, kan eller inte ha differentierat, baserat på deras bildningshistoria, radioisotopinnehåll, ytterligare energiinmatning via bombardemang, avstånd från solen, storlek etc. Att studera kroppar av olika storlekar och avstånd från solen ger exempel och ställer begränsningar för differentieringsprocessen. Differentiering i sig utvärderas indirekt, genom mineralogi av en kropps yta, kontra dess förväntade bulkdensitet och mineralogi, eller via formeffekter på grund av små variationer i tyngdkraften. Differentiering kan också mätas direkt, av de högre ordningens termer av en kropps gravitationsfält mätt med en flyby eller gravitationsassistent, och i vissa fall av librations.

kantfall inkluderar Vesta och några av de större månarna, som visar differentiering men antas ha sedan dess fullständigt stelnat. Frågan om jordens måne har stelnat eller behåller några smälta lager har inte besvarats definitivt. Dessutom förväntas differentieringsprocesser variera längs ett kontinuum. Kroppar kan bestå av lättare och tyngre stenar och metaller, en hög vattenis och flyktiga ämnen (med mindre mekanisk hållfasthet) i svalare områden i solsystemet, eller främst is med lågt berg/metallinnehåll ännu längre från solen. Detta kontinuum tros registrera de olika kemierna i det tidiga solsystemet, med eldfasta material som överlever i varma områden och flyktiga ämnen som drivs utåt av den unga solen.

planeternas kärnor är otillgängliga, studeras indirekt av seismometri, gravimetri och i vissa fall magnetometri. Emellertid är järn-och steniga järnmeteoriter sannolikt fragment från kärnorna i moderkroppar som delvis eller helt har differentierats och sedan krossats. Dessa meteoriter är således det enda sättet att direkt undersöka djupinteriörmaterial och deras processer.

gasjättplaneter representerar en annan form av differentiering, med flera vätskeskikt genom densitet. Vissa skiljer vidare mellan sanna gasjättar och isjättar längre från solen.

TectonicsEdit

i sin tur kan en smält kärna tillåta plattektonik, varav jorden visar viktiga funktioner. Mars, som en mindre kropp än jorden, visar ingen aktuell tektonisk aktivitet eller bergskanter från geologiskt ny aktivitet. Detta antas bero på ett interiör som har svalnat snabbare än jorden (se geomagnetism nedan). Ett kantfall kan vara Venus, som inte verkar ha existerande tektonik. Men i sin historia har den troligen haft tektonisk aktivitet men förlorat den. Det är möjligt tektonisk aktivitet på Venus kan fortfarande vara tillräcklig för att starta om efter en lång era av ackumulering.

Io, trots att den har hög vulkanism, visar ingen tektonisk aktivitet, möjligen på grund av svavelbaserade magmas med högre temperaturer eller helt enkelt högre volymetriska flöden. Under tiden kan Vestas fossae betraktas som en form av tektonik, trots kroppens lilla storlek och svala temperaturer.

Europa är en viktig demonstration av yttre planet tektonik. Dess yta visar rörelse av isblock eller flottar, strejkfel och eventuellt diapirer. Frågan om existerande tektonik är mycket mindre säker, möjligen har ersatts av lokal kryomagmatism. Ganymede och Triton kan innehålla tektoniskt eller kryovolkaniskt återuppbyggda områden, och Mirandas oregelbundna terräng kan vara tektoniska.

jordbävningar är väl studerade på jorden, eftersom flera seismometrar eller stora matriser kan användas för att härleda jordbävningsvågformer i flera dimensioner. Månen är den enda andra kroppen som framgångsrikt får en seismometeruppsättning; “marsquakes” och mars-interiören är baserade på enkla modeller och jordbaserade antaganden. Venus har fått försumbar seismometri.

gasjättar kan i sin tur visa olika former av värmeöverföring och blandning. Dessutom visar gasjättar olika värmeeffekter efter storlek och Avstånd till solen. Uranus visar en netto negativ värmebudget till rymden, men de andra (inklusive Neptun, längre ut) är netto positiva.

GeomagnetismEdit

två jordplaneter (jord och kvicksilver) visar magnetosfärer och har därmed smälta metallskikt. På samma sätt har alla fyra gasjättarna magnetosfärer, vilket indikerar lager av ledande vätskor. Ganymede visar också en svag magnetosfär, taget som bevis på ett underjordiskt lager av saltvatten, medan volymen runt Rhea visar symmetriska effekter som kan vara ringar eller ett magnetiskt fenomen. Av dessa är jordens magnetosfär den överlägset mest tillgängliga, inklusive från ytan. Det är därför det mest studerade, och utomjordiska magnetosfärer undersöks i ljuset av tidigare Jordstudier.

fortfarande finns skillnader mellan magnetosfärer, vilket pekar på områden som behöver ytterligare forskning. Jupiters magnetosfär är starkare än de andra gasjättarna, medan jordens är starkare än Merkurius. kvicksilver och Uranus har kompenserat magnetosfärer, som ännu inte har någon tillfredsställande förklaring. Uranus tippade axel får sin magnetotail att korkskruva bakom planeten, utan någon känd analog. Framtida Uraniska studier kan visa nya magnetosfäriska fenomen.

Mars visar rester av ett tidigare magnetfält i planetskala, med ränder som på jorden. Detta tas som bevis för att planeten hade en smält metallkärna i sin tidigare historia, vilket möjliggjorde både en magnetosfär och tektonisk aktivitet (som på jorden). Båda dessa har sedan dess försvunnit. Jordens måne visar lokaliserade magnetfält, vilket indikerar någon annan process än en stor smält metallkärna. Detta kan vara källan till månvirvlar, inte sett på jorden.

Geokemiredigera

bortsett från deras avstånd till solen visar olika kroppar kemiska variationer som indikerar deras bildning och historia. Neptunus är tätare än Uranus, taget som ett bevis på att de två kan ha bytt plats i det tidiga solsystemet. Kometer visar både högt flyktigt innehåll och korn som innehåller eldfasta material. Detta indikerar också en viss blandning av material genom solsystemet när dessa kometer bildades. Merkurius inventering av material genom volatilitet används för att utvärdera olika modeller för dess bildning och/eller efterföljande modifiering.

Isotopiska överflöd indikerar processer över solsystemets historia. I en utsträckning bildades alla kroppar från presolar nebula. Olika efterföljande processer förändrar sedan elementära och isotopförhållanden. I synnerhet gasjättarna har tillräcklig tyngdkraft för att behålla primära atmosfärer, som till stor del tas från den presolar nebulosan, i motsats till senare utgasning och reaktioner från sekundära atmosfärer. Skillnader i gasjättatmosfärer jämfört med solöverskott indikerar sedan en viss process i planetens historia. Samtidigt har gaser vid små planeter som Venus och Mars isotopskillnader som indikerar atmosfäriska flyktprocesser.{argon isotop ratio planet meteorite}{neon isotop ratio meteorite}

de olika modifieringarna av ytmineraler, eller rymdväder, används för att utvärdera meteorit-och asteroidtyper och åldrar. Stenar och metaller avskärmade av atmosfärer (särskilt tjocka) eller andra mineraler, upplever mindre förväxling och färre implantationskemier och kosmiska strålspår. Asteroider klassificeras för närvarande av deras spektra, vilket indikerar ytegenskaper och mineralogier. Vissa asteroider verkar ha mindre utrymme vittring, av olika processer, inklusive en relativt ny formation datum eller en “freshening” händelse. Eftersom jordens mineraler är väl avskärmade studeras rymdväder via utomjordiska kroppar, och helst flera exempel.

Kuiper Belt-objekt visar mycket väderbitna eller i vissa fall mycket färska ytor. Eftersom de långa avstånden resulterar i låga rumsliga och spektrala upplösningar utvärderas KBO-ytkemi för närvarande via analoga månar och asteroider närmare jorden.