Superficie planetaria

Una superficie planetaria es donde el material sólido (o líquido) de la corteza exterior de ciertos tipos de objetos astronómicos entra en contacto 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), los planetas enanos, los satélites naturales, los planetesimales y muchos otros cuerpos pequeños del Sistema Solar (SSSB). El estudio de las superficies planetarias es un campo de la geología planetaria conocido como geología de superficie, pero también un foco de una serie de campos que incluyen cartografía planetaria, topografía, geomorfología, ciencias atmosféricas y astronomía. Tierra (o suelo) es el término dado a las superficies planetarias no líquidas. El término aterrizajese 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 unido.

En cuerpos diferenciados, la superficie es donde la corteza se encuentra con la capa límite planetaria. Cualquier cosa por debajo de esto se considera subsuperficial o submarina. La mayoría de los cuerpos más masivos que las supertierras, incluidas las estrellas y los gigantes gaseosos, así como las enanas gaseosas más pequeñas, pasan de forma contigua entre fases, incluidas las gaseosas, líquidas y sólidas. Como tales, generalmente se les considera carentes de superficies.

Las superficies planetarias y la vida en 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. Por lo tanto, la exploración espacial humana y la colonización espacial se centran en gran medida en ellos. Los humanos solo han explorado directamente la superficie de la Tierra y la Luna. Las grandes distancias y las 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 actualmente brindan información insuficiente para confirmar la composición y las propiedades de las superficies planetarias. Gran parte de lo que se sabe 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 que a menudo genera la propia superficie. Las medidas de las condiciones de la superficie incluyen el área de la superficie, 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 los factores desconocidos hacen que la exploración sea costosa y riesgosa. Esto requiere las sondas espaciales para la exploración temprana de las superficies planetarias. Muchas sondas son estacionarias, tienen un rango de estudio limitado y generalmente sobreviven en superficies extraterrestres por un período corto, sin embargo, las sondas móviles (rovers) han inspeccionado áreas de superficie más grandes. Las misiones de retorno de muestras permiten a los científicos estudiar materiales superficiales extraterrestres en la Tierra sin tener que enviar una misión tripulada; sin embargo, generalmente solo es factible para objetos con baja gravedad y atmósfera.

(ver • discutir) Mapa interactivo de imágenes de la topografía global de Marte, superpuesto con las ubicaciones de los sitios Mars Lander y Rover. Pase

el mouse sobre la imagen para ver los nombres de más de 60 características geográficas destacadas y haga clic para vincularlas. La coloración del mapa base indica elevaciones relativas, según los datos del altímetro láser Mars Orbiter en el

Mars Global Surveyor de la NASA. Los blancos y marrones indican las elevaciones más altas (

+12 a +8 km); seguido de rosas y rojos (

+8 a +3 km); amarillo es

0 kilómetros; verdes y azules son elevaciones más bajas (hasta

−8 km). Los ejes son latitud y longitud; Se observan las regiones polares.

(Ver también: mapa de Marte; mapa / lista de Mars Memorials)

(ROVER activo • Inactivo • LANDER activo • Inactivo • futuro)

← Beagle 2 (2003)

Curiosidad (2012) →

Espacio Profundo 2 (1999) →

Rosalind Franklin rover (2023) ↓

Visión (2018) →

Marte 2 (1971) →

← 3 de marzo (1971)

6 de marzo (1973) →

Módulo de aterrizaje polar (1999) ↓

↑ Oportunidad (2004)

← Perseverancia (2021)

← Fénix (2008)

Schiaparelli EDM (2016) →

← Viajero (1997)

Espíritu (2004) ↑

↓ Zhurong (2021)

Vikingo 1 (1976) →

Vikingo 2 (1976) →

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 el primer paseo lunar el 20 de julio de 1969 y el regreso exitoso de extraterrestres. muestras de la superficie a la Tierra. Venera 7 fue el primer aterrizaje de una sonda en otro planeta el 15 de diciembre de 1970. Mars 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. Huygensaterrizó suavemente y devolvió 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).

Materiales de superficie

Algunas superficies planetarias del Sistema Solar y sus composiciones

• La superficie seca, rocosa y helada del planeta Marte (fotografiada por Viking Lander el 2 de mayo de 1979) está compuesta de regolito rico en óxido de hierro.
• Llanuras de guijarros de la luna Titán de Saturno (fotografiadas por la sonda Huygens, 14 de enero de 2005) compuestas de 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 superficie planetaria más común en el Sistema Solar parece ser 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 congelación, mientras que más cerca del Sol predominan las rocas y el regolito. Los minerales y los hidratos también pueden estar presentes en cantidades más pequeñas en muchas superficies planetarias.

Ocurrencias 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 existe únicamente 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 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 magma volcánico y agua. Los depósitos minerales de la superficie, como el olivino y la hematita, descubiertos en Marte por los rovers lunares, proporcionan evidencia directa de agua estable en el pasado en la superficie de Marte.

Además del agua, muchos otros materiales abundantes en la superficie 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

Cada vez se encuentran más compuestos orgánicos en los objetos de todo el Sistema Solar. Si bien es poco probable que indique la presencia de vida extraterrestre, toda la vida conocida se basa en estos compuestos. Las moléculas de carbono complejas pueden formarse a través de varias interacciones químicas complejas o ser liberadas 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. Dado que los compuestos orgánicos suelen ser volátiles, su persistencia como sólido o líquido en la superficie de un planeta es de interés científico, ya que indicaría una fuente intrínseca (como el interior del objeto) o un residuo de grandes cantidades de material orgánico conservado en circunstancias especiales a lo largo del tiempo. escalas de tiempo geológicas, o una fuente extrínseca (como una colisión pasada o reciente con otros objetos).La radiación dificulta la detección de materia orgánica, lo que hace que su detección en objetos sin atmósfera más cercanos al Sol sea extremadamente difícil.

Ejemplos de ocurrencias probables incluyen:

• Tholins: muchos objetos transneptunianos, incluidos Plutón-Caronte, Titán, Tritón, Eris, Sedna, 28978 Ixion, 90482 Orcus, 24 Themis
• Clatrato de metano (CH ₄ ·5.75H ₂ O) – Oberon, Titania, Umbriel, Pluto, 90482 Orcus, Comet 67P

En Marte

La exploración marciana, incluidas las muestras tomadas por vehículos terrestres y la espectroscopia de los satélites en órbita, han revelado la presencia de una serie de moléculas orgánicas complejas, algunas de las cuales podrían ser firmas biológicas en la búsqueda de vida.

• Tiofeno (C
  ₄H
  ₄S)
• Politiofeno (polímero de C
  ₄H
  ₄S)
• Metanotiol (CH
  ₃SH)
• Sulfuro de dimetilo (CH
  ₂S)

En Ceres

• Bicarbonato de amonio (NH
  ₄HCO
  ₃).
• Gilsonita

En Encelado

• Metilamina/Etilamina (CH ₃ NH ₂)
• Acetaldehído (CH ₃ CHO)

En el cometa 67P

La sonda espacial Philae (nave espacial) descubrió los siguientes compuestos orgánicos en la superficie del cometa 67P:.

• 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 se encuentran 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 la órbita o sobrevuelo.

• Hielo (H
  ₂O) – Mercurio (polar); sistema Tierra-Luna; Marte (polar); Ceres y algunos asteroides como 24 Themis; lunas de Júpiter: Europa, Ganímedes y Calisto; Tritón,; Lunas de Saturno: Titán y Encelado; Lunas de Urano: Miranda, Umbriel, Oberón; 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; Venus, sistema Tierra-Luna; Marte (y sus lunas Fobos y Deimos); asteroides (incluyendo 4 Vesta); Titán
• Hielo de nitrógeno (N) - Plutón-Caronte, Tritón, objetos del cinturón de Kuiper, Plutinos
• Azufre (S) – Mercurio; Tierra; Marte; Lunas de Júpiter: Io y Europa

Inorgánicos raros

• Sales: Tierra, Marte, Ceres, Europa y Júpiter Troyanos, Encelado
• Arcillas – Tierra; Marte; asteroides como Ceres y Tempel 1; Europa
• Arena – Tierra, Marte, Titán
• Carbonato de calcio (CaCO
  ₃) – Tierra, Marte
• Carbonato de sodio (Na
  ₂CO
  ₃) – Tierra, Ceres

Hielos de carbono

• Hielo seco (CO
  ₂) – Marte (polar); ariel; umbriel; titania; Ganímedes; Calisto
• Hielo de monóxido de carbono (CO) - Tritón

Accidentes geográficos

Las características comunes de la superficie incluyen:

• Cráteres de impacto (aunque más raros en cuerpos con atmósferas espesas, siendo el más grande Hellas Planitia en Marte)
• Dunas que se encuentran en Venus, la Tierra, Marte y Titán
• volcanes y criovolcanes
• Rieles
• Montañas (la más alta es Rheasilvia en 4 Vesta)
• escarpas
• 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]

La vida

Las superficies planetarias se investigan en busca de vida extraterrestre pasada o presente. Thomas Gold amplió el campo al promover la posibilidad de vida y la llamada biosfera profunda debajo de la superficie de un cuerpo celeste, y no solo en la superficie.

Chovinismo superficial y superficialismo

Además, Thomas Gold ha criticado la ciencia que solo se enfoca en la superficie y no en la parte inferior en su búsqueda de vida como chovinismo superficial.

De manera similar, el enfoque en la defensa del espacio territorial y limitado a la superficie, particularmente para la colonización espacial como la de Marte, se ha denominado surfacismo, descuidando el interés por las atmósferas y la posible habitación humana atmosférica, como por encima de la superficie de Venus.