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Superficie planetaria

El astronauta del Apolo 11 Buzz Aldrin caminando sobre la superficie de la Luna , que está formada por regolito lunar (fotografiado por Neil Armstrong , julio de 1969).
OSIRIS-REx recopila una muestra de 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 ), los planetas enanos , los satélites naturales , los planetesimales y muchos otros pequeños cuerpos 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 se centra en una serie de 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 utiliza para describir la colisión de un objeto con una superficie planetaria y suele producirse a una velocidad en la que el objeto puede permanecer intacto y adherido.

En los cuerpos diferenciados , la superficie es donde la corteza se encuentra con la capa límite planetaria . Todo lo que esté por debajo de esto se considera subterráneo o submarino. La mayoría de los cuerpos más masivos que las súper Tierras , incluidas las estrellas y los gigantes gaseosos , así como las enanas gaseosas más pequeñas , realizan una transición contigua entre fases, incluidas la gaseosa, la líquida y la sólida. Por lo tanto, 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 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 sólo 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 mediante 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 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 recolectado muestras de 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

Primera sonda extraterrestre voladora autopropulsada, Ingenuity, en Marte, flotando sobre su superficie y siendo observada por su rover matriz, Perseverance .

La distancia, la gravedad, las condiciones atmosféricas ( presión atmosférica extremadamente baja o extremadamente alta ) y factores desconocidos hacen que la exploración sea costosa y arriesgada. Esto requiere sondas espaciales para la exploración temprana de las superficies planetarias. Muchas sondas son estacionarias, tienen un alcance de estudio limitado y generalmente sobreviven en superficies extraterrestres durante un corto período, sin embargo, las sondas móviles (rovers) han estudiado superficies 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.

Misiones pasadas

La primera superficie planetaria extraterrestre explorada fue la superficie lunar realizada 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 planetas extraterrestres. muestras de 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 el 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 regresó 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 Fobos .

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

Formularios

Las superficies de los objetos del Sistema Solar, aparte de los cuatro planetas gaseosos del Sistema Solar exterior , son en su mayoría sólidas y pocos tienen superficies líquidas.

En general, los planetas terrestres tienen superficies de hielo o cortezas superficiales de roca o regolito , con terrenos distintos . El hielo de agua predomina en las superficies del Sistema Solar más allá de la línea de escarcha en el Sistema Solar Exterior, con una variedad de cuerpos celestes helados . Las rocas 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, cuya superficie oceánica global 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 está formada por compuestos ricos en carbono y silicio, rocosos u orgánicos .

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

Además de en la Tierra, el agua líquida en la superficie sólo se ha encontrado como flujos estacionales en las laderas cálidas de Marte , así como en el pasado, y se sospecha que se encuentra en las zonas habitables de otros sistemas planetarios . Se ha encontrado líquido superficial, de cualquier tipo, notablemente en Titán , teniendo 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 mayor es el flujo (volcán) Amirani en Io). Muchas de las rocas ígneas de la Tierra se forman mediante procesos poco comunes en otros lugares, como la presencia de magma volcánico y agua. Los depósitos minerales superficiales como olivino y 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 sólo son orgánicos sino que se han formado debido a la presencia de vida; entre ellos se incluyen suelos duros de carbonato , piedra caliza , vegetación y estructuras artificiales, aunque esta última 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 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 complejas de carbono pueden formarse a través de diversas interacciones químicas complejas o entregarse 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 residuos de grandes cantidades de material orgánico conservado en circunstancias especiales durante más de 10 años. escalas de tiempo geológicas o una fuente extrínseca (como una colisión pasada o reciente con otros objetos). [6] La radiación dificulta la detección de materia orgánica, lo que hace extremadamente difícil su detección en objetos sin atmósfera más cercanos al Sol. [7]

Ejemplos de sucesos probables incluyen:

En Marte

La exploración marciana, incluidas muestras tomadas en vehículos terrestres y espectroscopía de satélites en órbita, ha 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 Encelado

En el cometa 67P

La sonda espacial Philae (nave espacial) 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 órbita o sobrevuelo.

Inorgánicos raros

Hielos de carbono

Accidentes geográficos

La Región Tombaugh de Plutón (fotografiada por el sobrevuelo de New Horizons el 14 de julio de 2015) parece exhibir características geomorfológicas que antes se pensaba que eran exclusivas de la Tierra. [52]

Las características comunes de las superficies rígidas incluyen:

Superficie de gigantes gaseosos

Normalmente se considera que los gigantes gaseosos no tienen superficie, aunque sí 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 y 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 y la presión en la superficie de Venus aumenta muy por encima de la presión atmosférica de la Tierra.

Vida

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

Chovinismo superficial y superficialismo

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

De manera similar, el enfoque en la defensa del espacio territorial y de la superficie , particularmente para la colonización espacial como la de Marte , ha sido denominado surfacismo , descuidando el interés por las atmósferas y la posible habitación humana atmosférica, como sobre 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 Titán, la luna de Saturno (fotografiadas por la sonda Huygens, 14 de enero de 2005), compuestas de estados de hielo de agua muy comprimidos. Esta es la única fotografía tomada desde tierra de una superficie planetaria exterior del Sistema Solar
    Llanuras de guijarros de Titán , la luna de Saturno (fotografiadas por la sonda Huygens , 14 de enero de 2005), compuestas por estados de hielo de agua muy comprimidos. Esta es la única fotografía tomada desde tierra de una superficie planetaria exterior del Sistema Solar
  • 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 arcillas, carbonatos, sodio y silicatos cristalinos ricos en agua y dióxido de carbono.

Ver también

Referencias

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