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Superficie planetaria

El astronauta del Apolo 11 , Buzz Aldrin, camina sobre la superficie de la Luna , que consiste en regolito lunar (fotografiado por Neil Armstrong , julio de 1969).
OSIRIS-REx recoge una muestra de la superficie del asteroide 101955 Bennu en 2020
( imagen de tamaño completo )

Una superficie planetaria es donde el material sólido o líquido 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 ), planetas enanos , satélites naturales , planetesimales y muchos otros cuerpos pequeños del Sistema Solar (SSSB). [1] [2] [3] El estudio de las superficies planetarias es un campo de la geología planetaria conocido como geología de superficie , pero también un enfoque en varios campos que incluyen cartografía planetaria , topografía , geomorfología , ciencias atmosféricas y astronomía . Tierra (o suelo ) es el término que se le da a las superficies planetarias no líquidas. El término aterrizaje se usa para describir la colisión de un objeto con una superficie planetaria y generalmente se produce a una velocidad en la que el objeto puede permanecer intacto y permanecer adherido.

En los cuerpos diferenciados , la superficie es donde la corteza se encuentra con la capa límite planetaria . Todo lo que se encuentra por debajo de esta se considera subsuperficial o submarino. La mayoría de los cuerpos más masivos que las supertierras , incluidas las estrellas y los planetas gigantes , así como los enanos gaseosos más pequeños , pasan de forma contigua entre fases, incluidas las de gas, líquido y sólido. Por ello, generalmente se los 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 desplazarse sobre la tierra y respirar aire . Por lo tanto, la exploración espacial humana y la colonización espacial se centran en gran medida en ellas. Los humanos solo han explorado directamente la superficie de la Tierra y la Luna. Las enormes distancias y 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 proporcionan información insuficiente para confirmar la composición y 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. Los módulos de aterrizaje han 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 recogido muestras de la superficie de la Luna (regresada en 1969), 25143 Itokawa (regresada 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 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 , a menudo generado por las propias superficies. 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 , sedimento o actividad sísmica . Algunas superficies son dinámicas, mientras que otras permanecen sin cambios durante millones de años.

Exploración

La primera sonda extraterrestre autopropulsada voladora, Ingenuity, en Marte, flotando sobre su superficie y siendo observada por su rover original, el rover Perseverance .

La distancia, la gravedad, las condiciones atmosféricas ( presión atmosférica extremadamente baja o extremadamente alta ) y otros factores desconocidos hacen que la exploración sea costosa y riesgosa. Esto hace necesarias 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 estudiado áreas de superficie más grandes. Las misiones de retorno de muestras permiten a los científicos estudiar materiales de la superficie extraterrestre en la Tierra sin tener que enviar una misión tripulada, sin embargo, generalmente solo es factible para objetos con baja gravedad y atmósfera.

Historia

Misiones pasadas

La primera superficie planetaria extraterrestre que se exploró fue la superficie lunar por la sonda Luna 2 en 1959. La primera y única exploración humana de una superficie extraterrestre fue la Luna, el programa Apolo incluyó la primera caminata lunar el 20 de julio de 1969 y el exitoso regreso de muestras de la superficie extraterrestre 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. Huygens aterrizó suavemente y devolvió datos de Titán el 14 de enero de 2005.

Ha habido muchos intentos fallidos, el más reciente Fobos-Grunt , una misión de retorno de muestras destinada a explorar la superficie de Fobos .

  • Venera 9 devolvió la primera vista y esta primera imagen clara de la superficie de otro planeta en 1975 (Venus).[5]
    La primera visión y la primera imagen clara de la superficie de otro planeta fue devuelta por Venera 9 en 1975 ( Venus ). [4]

Formularios

Las superficies de los objetos del Sistema Solar, a excepción de los cuatro planetas gigantes del Sistema Solar Exterior , son en su mayoría sólidas y pocas tienen superficies líquidas.

En general, los planetas terrestres tienen superficies de hielo o cortezas superficiales de roca o regolito , con terrenos diferenciados . El hielo de agua predomina en las superficies del Sistema Solar más allá de la línea de congelación en el Sistema Solar Exterior, con una variedad de cuerpos celestes helados . La roca y el regolito son comunes en el Sistema Solar Interior hasta Marte.

El único objeto del Sistema Solar que tiene una superficie mayoritariamente líquida es la Tierra, con su superficie oceánica global que comprende el 70,8 % de la superficie de la Tierra , llenando sus cuencas oceánicas y cubriendo la corteza oceánica de la Tierra , lo que convierte a la Tierra en un mundo oceánico . La parte restante de su superficie consiste en compuestos rocosos u orgánicos ricos en carbono y silicio .

Vista de radar en perspectiva del lago de Bolsena en Titán (abajo a la derecha) y otros lagos de hidrocarburos del hemisferio norte

El agua líquida superficial, además de en la Tierra, sólo se ha encontrado en forma de flujos estacionales en las laderas cálidas de Marte , así como en apariciones pasadas y se sospecha que se encuentra en las zonas habitables de otros sistemas planetarios . Se ha encontrado líquido superficial de cualquier tipo, sobre todo en Titán , que tiene grandes lagos de metano , algunos de los cuales son los lagos más grandes conocidos en el Sistema Solar .

El vulcanismo puede provocar flujos como la lava en la superficie de cuerpos geológicamente activos (el más grande es el flujo de Amirani (volcán) en Ío). Muchas de las rocas ígneas de la Tierra se forman a través de procesos poco comunes en otras partes, como la presencia de magma volcánico y agua. Los depósitos minerales superficiales como el olivino y la hematita descubiertos en Marte por vehículos lunares proporcionan evidencia directa de agua estable en el pasado en la superficie de Marte .

Aparte del agua, muchos otros materiales superficiales abundantes 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 estas últimas están presentes debido a la exploración de la sonda (ver también Lista de objetos artificiales en superficies extraterrestres ).

Compuestos orgánicos extraterrestres

Cada vez se encuentran más compuestos orgánicos en objetos de todo el Sistema Solar. Si bien es poco probable que indiquen la presencia de vida extraterrestre, toda la vida conocida se basa en estos compuestos. Las moléculas complejas de carbono pueden formarse a través de diversas interacciones químicas complejas o liberarse 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 . Como los compuestos orgánicos suelen ser volátiles , su persistencia como sólido o líquido en una superficie planetaria es de interés científico, ya que indicaría una fuente intrínseca (como del interior del objeto) o un residuo de grandes cantidades de material orgánico preservado a través de circunstancias especiales en escalas de tiempo geológicas, o una fuente extrínseca (como de una colisión pasada o reciente con otros objetos). [6] 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. [7]

Algunos ejemplos de posibles ocurrencias incluyen:

En Marte

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

Sobre Ceres

En Encélado

Sobre el cometa 67P

La sonda espacial Philae descubrió los siguientes compuestos orgánicos en la superficie del cometa 67P:. [24] [25] [26]

Materiales inorgánicos

Dunas de arena en el desierto de Namib en la Tierra (arriba), comparadas con las dunas de Belet en Titán

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 mediante espectroscopia o imágenes directas desde la órbita o desde un sobrevuelo.

Inorgánicos raros

Hielo de carbono

Formas del relieve

La región Tombaugh de Plutón (fotografiada durante el sobrevuelo de New Horizons el 14 de julio de 2015) parece exhibir características geomorfológicas que anteriormente se creía que eran exclusivas de la Tierra. [52]

Las características comunes de las superficies rígidas incluyen:

Superficie de planetas gigantes

Normalmente, se considera que los planetas gigantes 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 realmente 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] si el planeta no tiene un terreno rígido claro. Por lo tanto, la ubicación de la superficie de los planetas terrestres no depende de una presión atmosférica de 1 bar, incluso si, por ejemplo, Venus tiene una atmósfera espesa con presiones en la superficie de Venus que aumentan muy por encima de la presión atmosférica de la Tierra.

Vida

Las superficies planetarias se investigan en busca de la presencia de vida extraterrestre pasada o presente . Thomas Gold amplió el campo al proponer la posibilidad de vida y de una denominada biosfera profunda debajo de la superficie de un cuerpo celeste, y no solo en la superficie. [53]

Chovinismo de superficie y surfacismo

Además, Thomas Gold ha criticado a la ciencia que sólo se centra en la superficie y no debajo en su búsqueda de vida, calificándola de chovinismo superficial . [53]

De manera similar, el enfoque en la defensa del espacio territorial y de la superficie , en particular 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 . [54] [55]

Galería

Algunas superficies planetarias del Sistema Solar y sus composiciones
  • La superficie seca, rocosa y helada del planeta Marte (fotografiada por Viking Lander 2, mayo de 1979) está compuesta de regolito rico en óxido de hierro.
    La superficie seca, rocosa y helada del planeta Marte (fotografiada por Viking Lander 2 , 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 el 14 de enero de 2005) compuestas de hielo de agua muy comprimido. Esta es la única fotografía terrestre de la superficie de un planeta del Sistema Solar exterior
    Llanuras de guijarros de la luna Titán de Saturno (fotografiadas por la sonda Huygens el 14 de enero de 2005) compuestas de hielo de agua muy comprimido. Esta es la única fotografía terrestre de la superficie de un planeta del Sistema Solar exterior
  • Moneda de plata brillante con perfil del busto de Washington.
    La superficie del cometa Tempel 1 (fotografiada por la sonda Deep Impact ) está formada por un polvo fino que contiene agua y arcillas ricas en dióxido de carbono, carbonatos, sodio y silicatos cristalinos.

Véase también

Referencias

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