Superfície planetária - Planetary surface
- ( imagem em tamanho real )
Uma superfície planetária é onde o material sólido (ou líquido) da crosta externa em certos tipos de objetos astronômicos entra em contato com a atmosfera ou o espaço sideral . As superfícies planetárias são encontradas em objetos sólidos de massa planetária , incluindo planetas terrestres (incluindo a Terra ), planetas anões , satélites naturais , planetesimais e muitos outros pequenos corpos do Sistema Solar (SSSBs). O estudo de superfícies planetárias é um campo da geologia planetária conhecido como geologia de superfície , mas também enfoca vários campos, incluindo cartografia planetária , topografia , geomorfologia , ciências atmosféricas e astronomia . Terra (ou solo ) é o termo dado às superfícies planetárias não líquidas. O termo pouso é usado para descrever a colisão de um objeto com uma superfície planetária e geralmente ocorre a uma velocidade na qual o objeto pode permanecer intacto e permanecer preso.
Em corpos diferenciados , a superfície é onde a crosta encontra a camada limite planetária . Qualquer coisa abaixo disso é considerada sub-superfície ou submarina. A maioria dos corpos mais massivos do que as super-Terras , incluindo estrelas e gigantes gasosos , bem como anãs gasosas menores , transitam de forma contígua entre as fases, incluindo gás, líquido e sólido. Como tal, são geralmente considerados como superfícies deficientes.
As superfícies planetárias e a vida superficial são de particular interesse para os humanos , pois é o habitat principal da espécie, que evoluiu para se mover sobre a terra e respirar ar . A exploração espacial humana e a colonização espacial, portanto, se concentram fortemente neles. Os humanos exploraram diretamente a superfície da Terra e da Lua. As vastas distâncias e complexidades do espaço tornam a exploração direta mesmo de objetos próximos à Terra perigosa e cara. Como tal, todas as outras explorações foram indiretas por meio de sondas espaciais .
As observações indiretas por sobrevôo ou órbita atualmente fornecem informações insuficientes para confirmar a composição e as propriedades das superfícies planetárias. Muito do que se sabe vem do uso de técnicas como espectroscopia astronômica e retorno de amostras . A nave espacial Lander explorou as superfícies dos planetas Marte e Vênus . Marte é o único outro planeta que teve sua superfície explorada por uma sonda de superfície móvel (rover). Titã é o único objeto não planetário de massa planetária que foi explorado pela sonda. Landers exploraram vários corpos menores, incluindo 433 Eros (2001), 25143 Itokawa (2005), Tempel 1 (2005), 67P / Churyumov – Gerasimenko (2014), 162173 Ryugu (2018) e 101955 Bennu (2020). Amostras de superfície foram coletadas da Lua (devolvido em 1969), 25143 Itokawa (devolvido em 2010), 162173 Ryugu e 101955 Bennu.
Distribuição e condições
As superfícies planetárias são encontradas em todo o Sistema Solar , desde os planetas terrestres internos ao cinturão de asteróides , os satélites naturais dos planetas gigantes gasosos e além dos objetos Trans-Neptunianos . As condições da superfície, as temperaturas e o terreno variam significativamente devido a uma série de fatores, incluindo o Albedo, frequentemente gerado pelas próprias superfícies. As medidas das condições da superfície incluem a área da superfície , a gravidade da superfície , a temperatura da superfície e a pressão da superfície . A estabilidade da superfície pode ser afetada pela erosão por meio de processos eólicos , hidrologia , subducção , vulcanismo , sedimento ou atividade sísmica . Algumas superfícies são dinâmicas, enquanto outras permanecem inalteradas por milhões de anos.
Exploração
Distância, gravidade, condições atmosféricas ( pressão atmosférica extremamente baixa ou extremamente alta ) e fatores desconhecidos tornam a exploração cara e arriscada. Para isso, são necessárias sondas espaciais para a exploração inicial das superfícies planetárias. Muitas sondas são estacionárias têm um alcance de estudo limitado e geralmente sobrevivem em superfícies extraterrestres por um curto período, no entanto sondas móveis (rovers) pesquisaram áreas de superfície maiores. As missões de retorno de amostra permitem que o cientista estude materiais da superfície extraterrestre na Terra sem ter que enviar uma missão tripulada, no entanto, geralmente só é viável para objetos com baixa gravidade e atmosfera.
Mapa de imagem interativo da topografia global de Marte , sobreposto com localizações de locais Mars Lander e Rover . Passe o mouse sobre a imagem para ver os nomes de mais de 60 características geográficas proeminentes e clique para criar um link para elas. A coloração do mapa base indica elevações relativas , com base nos dados do Mars Orbiter Laser Altimeter no Mars Global Surveyor da NASA . Brancos e marrons indicam as maiores elevações (+12 a +8 km ); seguido por rosas e vermelhos (+8 a +3 km ); amarelo é0 km ; verdes e azuis são elevações mais baixas (até-8 km ). Os eixos são latitude e longitude ; As regiões polares são anotadas.
Missões anteriores
A primeira superfície planetária extraterrestre a ser explorada foi a superfície lunar por Luna 2 em 1959. A primeira e única exploração humana de uma superfície extraterrestre foi a Lua, o programa Apollo incluiu o primeiro passeio lunar em 20 de julho de 1969 e o retorno bem-sucedido de extraterrestres amostras de superfície para a Terra. Venera 7 foi o primeiro pouso de uma sonda em outro planeta em 15 de dezembro de 1970. Mars 3 "pousou suavemente" e retornou dados de Marte em 22 de agosto de 1972, o primeiro rover em Marte foi o Mars Pathfinder em 1997, o Mars Exploration Rover tem estudado a superfície do planeta vermelho desde 2004. NEAR Shoemaker foi o primeiro a pousar suavemente em um asteróide - 433 Eros em fevereiro de 2001, enquanto Hayabusa foi o primeiro a devolver amostras de 25143 Itokawa em 13 de junho de 2010. Huygens pousou suavemente e retornou dados da Titan em 14 de janeiro de 2005.
Houve muitas tentativas fracassadas, mais recentemente Fobos-Grunt , uma missão de retorno de amostra destinada a explorar a superfície de Fobos .
![Venera 9 retornou a primeira imagem da superfície de outro planeta em 1975 (Vênus). [5]](https://wikipedia.org/wiki/File:Foto_de_Venera_9.png)
Materiais de superfície
A superfície seca, rochosa e gelada do planeta Marte (fotografado por Viking Lander 2 , maio de 1979) é composta de regolito rico em óxido de ferro
Planícies de seixos da lua de Saturno, Titã (fotografado pela sonda Huygens , 14 de janeiro de 2005) compostas de estados fortemente comprimidos de gelo de água. Esta é a única fotografia terrestre de uma superfície planetária externa do Sistema Solar
A superfície do cometa Tempel 1 (fotografado pela sonda Deep Impact ) consiste em um pó fino que contém água e argilas ricas em dióxido de carbono, carbonatos, sódio e silicatos cristalinos.
O material da superfície planetária mais comum no Sistema Solar parece ser gelo de água . O gelo da superfície é encontrado tão perto do Sol quanto Mercúrio, mas é mais abundante além de Marte. Outras superfícies incluem matéria sólida em combinações de rocha , regolito e elementos químicos congelados e compostos químicos . Em geral, o gelo predomina nas superfícies planetárias além da linha de geada , enquanto mais perto do Sol predominam as rochas e o regolito. Minerais e hidratos também podem estar presentes em quantidades menores em muitas superfícies planetárias.
Ocorrências de superfície raras
O líquido de superfície, embora abundante na Terra (o maior corpo de líquido de superfície sendo o Oceano Mundial ) é raro em outros lugares, uma exceção notável sendo Titã, que tem o maior sistema de lago de hidrocarboneto conhecido enquanto água de superfície, abundante na Terra e essencial para todas as formas conhecidas de acredita-se que a vida existe apenas à medida que flui sazonalmente nas encostas quentes de Marte e nas zonas habitáveis de outros sistemas planetários .
O vulcanismo pode causar fluxos como lava na superfície de corpos geologicamente ativos (o maior sendo o fluxo Amirani (vulcão) em Io). Muitas das rochas ígneas da Terra são formadas por processos raros em outros lugares, como a presença de magma vulcânico e água. Depósitos minerais de superfície como olivina e hematita descobertos em Marte por rovers lunares fornecem evidências diretas de água estável no passado na superfície de Marte .
Além da água, muitos outros materiais de superfície abundantes são exclusivos da Terra no Sistema Solar, pois não são apenas orgânicos, mas se formaram devido à presença de vida - estes incluem solos de carbonato , calcário , vegetação e estruturas artificiais , embora o último esteja presente devido para sondar a exploração (ver também Lista de objetos artificiais em superfícies extraterrestres ).
Compostos orgânicos extraterrestres
Cada vez mais compostos orgânicos estão sendo encontrados em objetos em todo o Sistema Solar. Embora seja improvável que indique a presença de vida extraterrestre, todas as formas de vida conhecidas são baseadas nesses compostos. Moléculas de carbono complexas podem se formar por meio de várias interações químicas complexas ou distribuídas por meio de impactos com pequenos objetos do sistema solar e podem se combinar para formar os "blocos de construção" da vida baseada em carbono . Como os compostos orgânicos são frequentemente voláteis , sua persistência como sólido ou líquido em uma superfície planetária é de interesse científico, pois indicaria uma fonte intrínseca (como do interior do objeto) ou resíduo de grandes quantidades de material orgânico preservado por meio de circunstâncias especiais sobre escalas de tempo geológicas ou uma fonte extrínseca (como colisão anterior ou recente com outros objetos). A radiação dificulta a detecção de matéria orgânica, tornando sua detecção em objetos sem atmosfera próximos ao Sol extremamente difícil.
Exemplos de ocorrências prováveis incluem:
- Tholins - muitos objetos trans netunianos incluindo Plutão-Caronte, Titã, Tritão, Eris , Sedna , 28978 Ixion, 90482 Orcus, 24 Themis
- Clatrato de metano (CH 4 · 5,75H 2 O) - Oberon , Titania , Umbriel , Plutão , 90482 Orcus, Comet 67P
Em Marte
A exploração marciana, incluindo amostras coletadas nos rovers terrestres e espectroscopia de satélites em órbita, revelou a presença de uma série de moléculas orgânicas complexas, algumas das quais poderiam ser bioassinaturas em busca de vida.
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Tiofeno ( C
4H
4S ) -
Politiofeno (polímero de C
4H
4S ) -
Metanotiol ( CH
3SH ) -
Sulfeto de dimetila ( CH
2S )
Em Ceres
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Bicarbonato de amônio ( NH
4HCO
3) - Gilsonite
Em Encélado
- Metilamina / Etilamina ( CH 3 NH 2 )
- Acetaldeído ( CH 3 CHO )
No Comet 67P
A sonda espacial Philae (nave espacial) descobriu os seguintes compostos orgânicos na superfície do cometa 67P :.
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Acetamida ( CH
3CONH
2) - Acetona (CH 3 ) 2 CO
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Isocianato de metila ( CH
3NCO ) -
Propionaldeído ( CH
3CH
2CHO )
Materiais inorgânicos
A seguir está uma lista não exaustiva de materiais de superfície que ocorrem em mais de uma superfície planetária junto com suas localizações em ordem de distância do sol. Alguns foram detectados por espectroscopia ou imagem direta em órbita ou sobrevôo.
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Gelo ( H
2O ) - Mercúrio (polar); Sistema Terra-Lua; Marte (polar); Ceres e alguns asteróides como 24 Themis ; Luas de Júpiter - Europa , Ganimedes e Calisto ; Triton ,; Luas de Saturno - Titã e Encélado ; Luas de Urano - Miranda , Umbriel , Oberon ; Objetos do cinturão de Kuiper incluindo sistema Plutão - Caronte , Haumea , 28978 Ixion , 90482 Orcus , 50000 Quaoar - Rocha de silicato - Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, asteróides, Ganimedes , Calisto , Lua, Tritão
- Regolith - Mercúrio; Vênus, sistema Terra-Lua; Marte (e suas luas Fobos e Deimos ); asteróides (incluindo 4 Vesta ); Titã
- Gelo de nitrogênio ( N ) - Plutão - Charon, Tritão , objetos do cinturão de Kuiper , Plutinos
- Enxofre ( S ) - Mercúrio; Terra; Marte; Luas de Júpiter - Io e Europa
Inorgânicos raros
- Sais - Troianos Terra, Marte, Ceres, Europa e Júpiter, Enceladus
- Argilas - Terra; Marte; asteróides incluindo Ceres e Tempel 1 ; Europa
- Areia - Terra, Marte, Titã
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Carbonato de cálcio ( CaCO
3) - Terra, Marte -
Carbonato de sódio ( Na
2CO
3) - Terra, Ceres
Gelo de carbono
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Gelo seco ( CO
2) - Marte (polar); Ariel; Umbriel; Titania; Ganimedes; Calisto
Landforms
As características de superfície comuns incluem:
- Crateras de impacto (embora mais raras em corpos com atmosferas densas, sendo a maior Hellas Planitia em Marte )
- Dunas encontradas em Vênus, Terra, Marte e Titã
- vulcões e criovulcões
- Rilles
- Montanhas (a mais alta sendo Rheasilvia em 4 Vesta )
- Escarpas
- Cânions e vales (o maior sendo Valles Marineris em Marte)
- Cavernas
- Tubos de lava , encontrados em Vênus, Terra, Lua e Marte
Superfície de gigantes gasosos
Normalmente, os gigantes gasosos são considerados como não tendo uma superfície, embora possam ter um núcleo sólido de rocha ou vários tipos de gelo, ou um núcleo líquido de hidrogênio metálico . No entanto, o núcleo, se existir, não inclui o suficiente da massa do planeta para ser realmente considerado uma superfície. Alguns cientistas consideram o ponto em que a pressão atmosférica é igual a 1 bar , equivalente à pressão atmosférica na superfície da Terra, a superfície do planeta. [1]
Vida
As superfícies planetárias são investigadas quanto à presença de vida extraterrestre passada ou presente . Thomas Gold expandiu o campo, avançando a possibilidade de vida e uma chamada biosfera profunda abaixo da superfície de um corpo celeste, e não apenas na superfície.
Superfície chauvinismo e superfície
Além disso, Thomas Gold criticou a ciência que se concentra apenas na superfície e não abaixo em sua busca da vida como chauvinismo superficial .
Da mesma forma, o foco na defesa dos limites da superfície e do espaço territorial , particularmente para colonização espacial como a de Marte , foi chamado de surfacismo , negligenciando o interesse por atmosferas e potenciais habitações humanas atmosféricas, como acima da superfície de Vênus .