Сравнительная планетология
Сходства и различия между планетами

Сравнительная планетология или сравнительная планетология — это раздел космической науки и планетологии , в котором различные естественные процессы и системы изучаются по их влиянию и явлениям на и между несколькими телами . Рассматриваемые планетарные процессы включают геологию, гидрологию, физику атмосферы и взаимодействия, такие как ударное кратерирование, космическое выветривание и магнитосферная физика в солнечном ветре, и, возможно, биологию через астробиологию .

Сравнение нескольких тел помогает исследователю, хотя бы потому, что Земля гораздо более доступна, чем любое другое тело. Эти далекие тела затем могут быть оценены в контексте процессов, уже охарактеризованных на Земле. И наоборот, другие тела (включая внесолнечные ) могут предоставить дополнительные примеры, пограничные случаи и контрпримеры для земных процессов; без большего контекста изучение этих явлений в отношении только Земли может привести к малым размерам выборки и смещению наблюдений.

Фон

Термин «сравнительная планетология» был придуман Георгием Гамовым , который рассуждал, что для полного понимания нашей собственной планеты мы должны изучать другие. Полдерваарт сосредоточился на Луне, заявив: «Адекватная картина этой изначальной планеты и ее развития до современной Земли имеет большое значение, фактически является конечной целью геологии как науки, ведущей к знанию и пониманию истории Земли». [1]

Геология, геохимия и геофизика

Все планеты земной группы (и некоторые спутники, такие как Луна) по сути состоят из силикатов , обернутых вокруг железных ядер. [1] [2] Крупные внешние луны Солнечной системы и Плутон содержат больше льда и меньше камней и металлов, но все равно подвергаются аналогичным процессам.

Вулканизм

Вулканизм на Земле в основном основан на лаве . Другие планеты земной группы демонстрируют вулканические особенности, предположительно основанные на лаве, оцененные в контексте аналогов, легко изучаемых на Земле. Например, спутник Юпитера Ио демонстрирует сохранившийся вулканизм, включая потоки лавы. Первоначально предполагалось, что эти потоки состоят в основном из различных форм расплавленной элементарной серы , на основе анализа изображений, полученных зондами Voyager . [3] Однако инфракрасные исследования Земли, проведенные в 1980-х и 1990-х годах, привели к тому, что консенсус сместился в пользу модели, основанной в первую очередь на силикате, а сера играет второстепенную роль. [4]

Большая часть поверхности Марса состоит из различных базальтов , которые считаются аналогами гавайских базальтов по их спектрам и химическому анализу in situ (включая марсианские метеориты ). [5] [6] Меркурий и Луна Земли также имеют большие площади базальтов , образованных древними вулканическими процессами. Поверхности в полярных регионах демонстрируют полигональную морфологию , также наблюдаемую на Земле. [7] [8]

В дополнение к базальтовым потокам, Венера является домом для большого количества блинчатых купольных вулканов, созданных потоками лавы, богатой кремнеземом и очень вязкими. Эти купола не имеют известных аналогов на Земле. Они действительно имеют некоторое морфологическое сходство с земными риолит-дацитовыми лавовыми куполами , хотя блинчатые купола гораздо более плоские и однородно круглые по своей природе. [9] [10] [11]

В некоторых регионах, расположенных дальше в Солнечной системе, наблюдается криовулканизм — процесс, не наблюдаемый нигде на Земле. Криовулканизм изучается с помощью лабораторных экспериментов, концептуального и численного моделирования, а также путем перекрестного сравнения с другими примерами в этой области. Примерами тел с криовулканическими особенностями являются кометы , некоторые астероиды и кентавры , Марс , Европа , Энцелад , Тритон и, возможно , Титан , Церера , Плутон и Эрида .

В настоящее время постулируется, что следовые примеси льда Европы содержат серу. [12] Это оценивается с помощью канадского сульфатного источника в качестве аналога в рамках подготовки к будущим зондам Европы. [13] С другой стороны, небольшие тела, такие как кометы, некоторые типы астероидов и пылевые частицы, служат контрпримерами. Предполагается, что эти материалы подверглись небольшому или отсутствующему нагреву, и могут содержать (или быть) образцами, представляющими раннюю Солнечную систему, которые с тех пор были стерты с Земли или любого другого крупного тела.

Некоторые внесолнечные планеты полностью покрыты океанами лавы , а некоторые являются планетами, находящимися в приливном захвате , чье полушарие, обращенное к звездам, полностью покрыто лавой.

Кратерообразование

Кратеры, наблюдаемые на Луне, когда-то считались вулканическими. Земля, для сравнения, не показала похожего количества кратеров, ни высокой частоты крупных метеоритных событий , которые можно было бы ожидать, поскольку два близлежащих тела должны испытывать схожие частоты столкновений. В конце концов эта модель вулканизма была опровергнута, поскольку были обнаружены многочисленные кратеры на Земле (продемонстрированные, например, конусами осколков , ударным кварцем и другими ударными частицами , и, возможно, осколками ), после того, как они были разрушены в течение геологического времени. Кратеры, образованные все более крупными боеприпасами, также служили моделями. Луна, с другой стороны, не показывает никакой атмосферы или гидросферы и, таким образом, могла накапливать и сохранять ударные кратеры в течение миллиардов лет, несмотря на низкую частоту столкновений в любой момент времени. Кроме того, больше поисков большим количеством групп с лучшим оборудованием выявили большое количество астероидов, которые, как предполагается, были еще более многочисленными в более ранние периоды Солнечной системы. [14] [15]

Как и на Земле, низкое количество кратеров на других телах указывает на молодые поверхности. Это особенно вероятно, если близлежащие регионы или тела показывают более сильное кратерирование. Молодые поверхности, в свою очередь, указывают на атмосферную, тектоническую, вулканическую или гидрологическую обработку на крупных телах и кометах, или перераспределение пыли или относительно недавнее образование на астероидах (т. е. отделение от родительского тела). [16]

Изучение кратерных записей на нескольких телах, в нескольких областях Солнечной системы, указывает на позднюю тяжелую бомбардировку , которая в свою очередь дает доказательства ранней истории Солнечной системы. Однако поздняя тяжелая бомбардировка, как она предлагается в настоящее время, имеет некоторые проблемы и не полностью принята. [17] [18] [19]

Одной из моделей исключительно высокой плотности Меркурия по сравнению с другими планетами земной группы [20] является удаление значительного количества коры и/или мантии в результате чрезвычайно интенсивной бомбардировки. [21] [22]

Дифференциация

Как крупное тело, Земля может эффективно сохранять свое внутреннее тепло (от своего первоначального формирования и распада своих радиоизотопов ) в течение длительного времени Солнечной системы. Таким образом, она сохраняет расплавленное ядро ​​и имеет дифференциацию - плотные материалы опускаются к ядру, в то время как легкие материалы всплывают, образуя кору.

Другие тела, для сравнения, могли или не могли дифференцироваться, в зависимости от истории их формирования, содержания радиоизотопов, дальнейшего поступления энергии через бомбардировку, расстояния от Солнца, размера и т. д. Изучение тел различных размеров и расстояний от Солнца дает примеры и накладывает ограничения на процесс дифференциации. Сама дифференциация оценивается косвенно, по минералогии поверхности тела, по сравнению с его ожидаемой объемной плотностью и минералогией, или через эффекты формы из-за небольших изменений силы тяжести. [23] Дифференциация также может быть измерена напрямую, по более высоким порядковым членам гравитационного поля тела, как измерено с помощью пролета или гравитационного маневра , а в некоторых случаях и по либрациям . [24]

Крайние случаи включают Весту и некоторые из более крупных лун, которые показывают дифференциацию, но, как предполагается, с тех пор полностью затвердели. Вопрос о том, затвердела ли Луна Земли или сохранила некоторые расплавленные слои, окончательно не решен. Кроме того, ожидается, что процессы дифференциации будут меняться вдоль континуума. Тела могут состоять из более легких и тяжелых пород и металлов, высокого содержания водяного льда и летучих веществ (с меньшей механической прочностью) в более холодных регионах Солнечной системы или в основном из льдов с низким содержанием камней/металлов еще дальше от Солнца. Считается, что этот континуум регистрирует изменяющуюся химию ранней Солнечной системы, с огнеупорными веществами, выживающими в теплых регионах, и летучими веществами, вытесняемыми наружу молодым Солнцем.

Ядра планет недоступны, изучаются косвенно с помощью сейсмометрии, гравиметрии и в некоторых случаях магнитометрии. Однако железные и каменно-железные метеориты, вероятно, являются фрагментами ядер родительских тел, которые частично или полностью дифференцировались, а затем разбились. Таким образом, эти метеориты являются единственным средством прямого исследования материалов глубоких недр и их процессов.

Газовые гигантские планеты представляют собой другую форму дифференциации, с несколькими слоями жидкости по плотности. Некоторые различают далее истинных газовых гигантов и ледяных гигантов дальше от Солнца. [25] [26]

Тектоника

В свою очередь, расплавленное ядро ​​может допускать тектонику плит, основные черты которой демонстрирует Земля. Марс, как меньшее тело, чем Земля, не проявляет текущей тектонической активности, а также горных хребтов от геологически недавней активности. Предполагается, что это связано с тем, что внутренняя часть остыла быстрее, чем Земля (см. геомагнетизм ниже). Крайним случаем может быть Венера, которая, по-видимому, не имеет сохранившейся тектоники. Однако в своей истории она, вероятно, имела тектоническую активность, но утратила ее. [27] [28] Возможно, тектоническая активность на Венере все еще может быть достаточной для возобновления после долгой эпохи накопления. [29]

Ио, несмотря на высокий уровень вулканизма, не проявляет никакой тектонической активности, возможно, из-за магм на основе серы с более высокими температурами или просто более высоких объемных потоков. [30] Между тем, ямки Весты можно считать формой тектоники, несмотря на небольшой размер этого тела и низкие температуры. [31]

Европа является ключевой демонстрацией тектоники внешней планеты. На ее поверхности видны движения ледяных глыб или плотов , сдвиговые разломы и, возможно, диапиры . Вопрос о существующей тектонике гораздо менее ясен, возможно, она была заменена местным криомагматизмом. [32] Ганимед и Тритон могут содержать тектонически или криовулканически перекрытые области, а нерегулярные ландшафты Миранды могут быть тектоническими.

Землетрясения на Земле хорошо изучены, поскольку для получения волновых форм землетрясений в нескольких измерениях можно использовать несколько сейсмометров или большие массивы. Луна — единственное тело, успешно принимающее массив сейсмометров; «марсотрясения» и недра Марса основаны на простых моделях и предположениях, полученных на Земле. Венера получила незначительную сейсмометрию.

Газовые гиганты, в свою очередь, могут демонстрировать различные формы теплопередачи и смешивания. [33] Кроме того, газовые гиганты демонстрируют различные тепловые эффекты в зависимости от размера и расстояния до Солнца. Уран демонстрирует чистый отрицательный тепловой бюджет в космосе, но другие (включая Нептун, расположенный дальше) имеют чистый положительный бюджет.

Геомагнетизм

Две планеты земной группы (Земля и Меркурий) демонстрируют магнитосферы и, таким образом, имеют слои расплавленного металла. Аналогично, все четыре газовых гиганта имеют магнитосферы, которые указывают на слои проводящих жидкостей. Ганимед также демонстрирует слабую магнитосферу, принимаемую за доказательство подповерхностного слоя соленой воды, в то время как объем вокруг Реи показывает симметричные эффекты, которые могут быть кольцами или магнитным явлением. Из них магнитосфера Земли является наиболее доступной, в том числе с поверхности. Поэтому она наиболее изучена, и внеземные магнитосферы изучаются в свете предыдущих исследований Земли.

Тем не менее, существуют различия между магнитосферами, что указывает на области, требующие дальнейшего изучения. Магнитосфера Юпитера сильнее, чем у других газовых гигантов, в то время как у Земли сильнее, чем у Меркурия. У Меркурия и Урана смещенные магнитосферы, чему пока нет удовлетворительного объяснения. Наклонная ось Урана заставляет его магнитный хвост закручиваться штопором позади планеты, и этому нет известного аналога. Будущие исследования Урана могут обнаружить новые магнитосферные явления.

На Марсе видны остатки более раннего, планетарного масштаба магнитного поля с полосами, как на Земле . Это считается доказательством того, что в предшествующей истории у планеты было расплавленное металлическое ядро, что позволяло иметь как магнитосферу, так и тектоническую активность (как на Земле). С тех пор оба эти явления рассеялись. На Луне Земли видны локализованные магнитные поля, указывающие на какой-то процесс, отличный от большого расплавленного металлического ядра. Это может быть источником лунных завихрений , не наблюдаемых на Земле. [34]

Геохимия

Помимо расстояния до Солнца, различные тела демонстрируют химические изменения, указывающие на их формирование и историю. Нептун плотнее Урана, что является одним из доказательств того, что они могли поменяться местами в ранней Солнечной системе. Кометы показывают как высокое содержание летучих веществ, так и зерна, содержащие тугоплавкие материалы. Это также указывает на некоторое смешивание материалов в Солнечной системе, когда эти кометы формировались. Инвентарь материалов Меркурия по летучести используется для оценки различных моделей его формирования и/или последующей модификации.

Изотопное изотопное содержание указывает на процессы, происходившие в истории Солнечной системы. В какой-то степени все тела образовались из пресолнечной туманности. Различные последующие процессы затем изменяют элементарные и изотопные соотношения. Газовые гиганты, в частности, обладают достаточной гравитацией, чтобы удерживать первичные атмосферы, взятые в основном из пресолнечной туманности, в отличие от более позднего выделения газа и реакций вторичных атмосфер. Различия в атмосферах газовых гигантов по сравнению с солнечным изотопным содержанием затем указывают на некоторые процессы в истории этой планеты. Между тем, газы на малых планетах, таких как Венера и Марс, имеют изотопные различия, указывающие на процессы выхода из атмосферы .{соотношение изотопов аргона планета метеорит}{соотношение изотопов неона метеорит}

Различные модификации поверхностных минералов, или космическое выветривание , используются для оценки типов и возрастов метеоритов и астероидов. Камни и металлы, защищенные атмосферой (особенно толстой), или другими минералами, испытывают меньшее выветривание и меньше имплантационных химических реакций и следов космических лучей. Астероиды в настоящее время классифицируются по их спектрам, указывающим на свойства поверхности и минералогию. Некоторые астероиды, по-видимому, имеют меньшее космическое выветривание из-за различных процессов, включая относительно недавнюю дату формирования или событие «освежения». Поскольку минералы Земли хорошо защищены, космическое выветривание изучается с помощью внеземных тел, и желательно множественных примеров.

Объекты пояса Койпера демонстрируют очень выветренные или в некоторых случаях очень свежие поверхности. Поскольку большие расстояния приводят к низкому пространственному и спектральному разрешению, химия поверхности пояса Койпера в настоящее время оценивается с помощью аналогичных лун и астероидов, расположенных ближе к Земле.

Аэрономия и физика атмосферы

Атмосфера Земли намного толще, чем у Марса, но намного тоньше, чем у Венеры. В свою очередь, оболочки газовых гигантов представляют собой совершенно другой класс и демонстрируют свои собственные градации. Между тем, меньшие тела демонстрируют разреженные атмосферы («связанные с поверхностью экзосферы»), за исключением Титана и, возможно, Тритона. Кометы различаются между незначительными атмосферами во внешней Солнечной системе и активными комами диаметром в миллионы миль в перигелии. Экзопланеты, в свою очередь, могут обладать атмосферными свойствами, известными и неизвестными в Галактике Млечный Путь.

Аэрономия

Утечка атмосферы — это в значительной степени тепловой процесс. Поэтому атмосфера, которую может удерживать тело, варьируется от более теплой внутренней Солнечной системы до более холодных внешних регионов. Различные тела в различных регионах Солнечной системы дают аналогичные или контрастные примеры. Атмосфера Титана считается аналогичной ранней, более холодной Земле; атмосфера Плутона считается аналогичной огромной комете. [35] [36]

Наличие или отсутствие магнитного поля влияет на верхние слои атмосферы и, в свою очередь, на общую атмосферу. Воздействия частиц солнечного ветра создают химические реакции и ионные виды, которые, в свою очередь, могут влиять на магнитосферные явления. Земля служит контрпримером для Венеры и Марса, у которых нет планетарных магнитосфер, и для Меркурия, у которого есть магнитосфера, но незначительная атмосфера.

Спутник Юпитера Ио создает выбросы серы, а также особенности серы и некоторого количества натрия вокруг этой планеты. Аналогично, Луна Земли имеет следовые выбросы натрия и гораздо более слабый хвост . Меркурий также имеет следы натрия в атмосфере .

Предполагается, что сам Юпитер обладает некоторыми характеристиками внесолнечных «суперюпитеров» и коричневых карликов .

Времена года

Уран, наклоненный на бок, постулируется, что имеет гораздо более сильные сезонные эффекты , чем на Земле. Аналогично постулируется, что Марс менял свой осевой наклон в течение эпох, и в гораздо большей степени, чем на Земле. Предполагается, что это резко изменило не только времена года, но и климат на Марсе, чему были получены некоторые доказательства. [37] Венера имеет незначительный наклон, устраняющий времена года, и медленное ретроградное вращение, вызывающее иные суточные эффекты, чем на Земле и Марсе.

Облака и слои дымки

С Земли, слой облаков всей планеты является доминирующей чертой Венеры в видимом спектре; это также верно для Титана. Облачный слой Венеры состоит из частиц диоксида серы, тогда как на Титане он представляет собой смесь органических веществ .

Газовые гигантские планеты имеют облака или пояса различного состава, включая аммиак и метан. [38]

Циркуляция и ветры

Венера и Титан, и в меньшей степени Земля, являются суперротаторами: атмосфера вращается вокруг планеты быстрее, чем поверхность под ней. Хотя эти атмосферы разделяют физические процессы, они демонстрируют различные характеристики. [39]

Ячейки Хэдли , впервые постулированные и подтвержденные на Земле, наблюдаются в различных формах в других атмосферах. На Земле есть ячейки Хэдли к северу и к югу от ее экватора, что приводит к дополнительным ячейкам по широте. Циркуляция Хэдли на Марсе смещена относительно его экватора. [40] Титан, гораздо меньшее тело, вероятно, имеет одну огромную ячейку, меняющую полярность с северной на южную в зависимости от сезонов. [41] [42]

Предполагается, что полосы Юпитера представляют собой многочисленные ячейки, подобные ячейкам Хэдли, расположенные по широте .

Штормы и циклоническая активность

Большие штормы, наблюдаемые на газовых гигантах, считаются аналогами земных циклонов . Однако, как и ожидалось, это несовершенная метафора из-за больших различий в размерах, температуре и составе между Землей и газовыми гигантами, и даже между газовыми гигантами.

Полярные вихри наблюдались на Венере и Сатурне . В свою очередь, более тонкая атмосфера Земли показывает более слабую полярную вихреобразование и эффекты.

Молнии и полярные сияния

И молнии , и полярные сияния наблюдались на других телах после обширного изучения на Земле. Молнии были обнаружены на Венере и могут быть признаком активного вулканизма на этой планете, поскольку вулканические молнии известны на Земле. [43] [44] Полярные сияния наблюдались на Юпитере и его спутнике Ганимеде. [45]

Сравнительная климатология

Понимание эволюционной истории и современного состояния климата Венеры и Марса имеет непосредственное отношение к изучению прошлого, настоящего и будущего климата Земли. [46]

Гидрология

Растущее число тел демонстрирует реликтовые или текущие гидрологические изменения. Земля, «планета-океан», является ярким примером. Другие тела демонстрируют меньшие изменения, что указывает на их сходства и различия. Это можно определить как включающие жидкости, отличные от воды, такие как легкие углеводороды на Титане или, возможно, сверхкритический углекислый газ на Марсе, которые не сохраняются в земных условиях. Древние потоки лавы, в свою очередь, можно считать формой гидрологических изменений, которые можно спутать с другими жидкостями. [47] В настоящее время на Ио есть лавовые кальдеры и озера. Изменение жидкости могло произойти на таких маленьких телах, как Веста; [48] в целом наблюдалась гидратация. [49]

Если жидкости включают грунтовые воды и пар , то список тел с гидрологической модификацией включает Землю, Марс и Энцелад, в меньшей степени кометы и некоторые астероиды, вероятно, Европу и Тритон, и, возможно, Цереру, Титан и Плутон. Венера могла иметь гидрологию в своей ранней истории, которая с тех пор была бы стерта .

Изменение жидкости и отложение минералов на Марсе, наблюдаемое марсоходами MER и MSL, изучается в свете особенностей и минералов Земли. [50] Минералы, наблюдаемые с орбитальных и посадочных аппаратов, указывают на формирование в водных условиях; [51] морфология указывает на действие жидкости и отложение. [52]

Современная гидрология Марса включает кратковременные сезонные потоки на склонах ; однако большая часть марсианской воды заморожена в его полярных шапках и под поверхностью, о чем свидетельствуют георадары и кратеры-пьедесталы . [53] [54] Антифризы, такие как соли, пероксиды и перхлораты, могут обеспечивать поток жидкости при марсианских температурах.

Аналоги марсианских форм рельефа на Земле включают сибирские и гавайские долины, склоны Гренландии, Колумбийское плато и различные плейи . Аналоги для экспедиций людей (например, геологические и гидрологические полевые работы) включают остров Девон, Канада, Антарктиду, Юту, проект Евро-Марс и Аркарулу, Южная Австралия. [55] [56]

Луна, с другой стороны, является естественной лабораторией для реголитовых процессов и выветривания на безводных безвоздушных телах - модификации и изменения под воздействием метеороидов и микрометеоритов, имплантации солнечных и межзвездных заряженных частиц, радиационного повреждения, расщепления, воздействия ультрафиолетового излучения и т. д. Знание процессов, которые создают и изменяют лунный реголит, необходимо для понимания композиционных и структурных характеристик других безвоздушных планетных и астероидных реголитов. [57]

Другие возможности включают внесолнечные планеты, полностью покрытые океанами , на которых будут отсутствовать некоторые земные процессы.

Динамика

Земля, единственная среди планет земной группы, обладает большой луной. Считается, что это придает устойчивость наклону оси Земли, а значит, временам года и климату. Ближайший аналог — система Плутон-Харон, хотя ее наклон оси совершенно другой. Предполагается, что и Луна, и Харон образовались в результате гигантских столкновений .

Гигантские удары, как предполагается, объясняют как наклон Урана, так и ретроградное вращение Венеры. Гигантские удары также являются кандидатами для гипотезы марсианского океана и высокой плотности Меркурия.

Большинство планет-гигантов ( кроме Нептуна ) имеют свиты лун, колец, пастухов колец и лунных троянцев, аналогичных мини-солнечным системам. Предполагается, что эти системы образовались из аналогичных газовых облаков и, возможно, с аналогичными миграциями в периоды их формирования. Миссия Кассини защищалась на том основании, что динамика системы Сатурна будет способствовать изучению динамики и формирования Солнечной системы.

Исследования кольцевых систем информируют нас о динамике многих тел. Это применимо к астероидам и поясам Койпера, а также к ранней Солнечной системе, в которой было больше объектов, пыли и газа. Это относится к магнитосферам этих тел. Это также относится к динамике галактики Млечный Путь и других. В свою очередь, хотя система Сатурна легко изучается ( Кассини , наземными телескопами и космическими телескопами), более простые и маломассивные кольцевые системы других гигантов делают их объяснения несколько более легкими для понимания. Кольцевая система Юпитера, возможно, более полно изучена в настоящее время, чем любая из трех других. [58]

Семейства астероидов и пробелы указывают на их локальную динамику. Они, в свою очередь, указывают на пояс Койпера и его гипотетический обрыв Койпера. Троянцы Хильды и Юпитера затем имеют отношение к троянцам Нептуна и Плутиносу, Тутиносу и т. д.

Относительное отсутствие у Нептуна системы лун предполагает его формирование и динамику. Миграция Тритона объясняет выброс или разрушение конкурирующих лун, аналогичных горячим юпитерам (также в разреженных системах), и гипотезу Гранд-Такс самого Юпитера, в меньших масштабах.

Планеты, как полагают, образовались путем аккреции все более крупных частиц, в астероиды и планетезимали, а также в современные тела. Веста и Церера, как предполагается, являются единственными сохранившимися примерами планетезималей, и, таким образом, образцами периода формирования Солнечной системы.

Транзиты Меркурия и Венеры наблюдались как аналоги внесолнечных транзитов. Поскольку транзиты Меркурия и Венеры гораздо ближе и, таким образом, кажутся «глубже», их можно изучать гораздо более подробно. Аналогично, аналоги поясов астероидов и Койпера Солнечной системы наблюдались вокруг других звездных систем, хотя и гораздо менее подробно.

Астробиология

Земля — единственное тело, на котором, как известно, есть жизнь; это приводит к геологическим и атмосферным признакам жизни, помимо самих организмов. Метан, наблюдаемый на Марсе, постулируется, но не может быть окончательно приписан как биосигнатура . Множественные процессы небиологического образования метана наблюдаются также на Земле. [59] [60]

Обнаружение биомаркеров или биосигнатур на других мирах является активной областью исследований. [61] Хотя кислород и/или озон обычно считаются сильными признаками жизни, у них также есть альтернативные, небиологические объяснения. [62]

Миссия Galileo , выполняя гравитационный маневр пролета Земли, рассматривала планету как внеземную, в рамках проверки методов обнаружения жизни. Напротив, High Resolution Imager миссии Deep Impact, предназначенный для изучения комет, стартующих с больших расстояний, может быть перепрофилирован для наблюдения за экзопланетами в рамках ее расширенной миссии EPOXI.

Наоборот, обнаружение жизни влечет за собой идентификацию тех процессов, которые благоприятствуют или препятствуют жизни. Это происходит в первую очередь посредством изучения земной жизни и земных процессов, [63] хотя это фактически размер выборки из одного. Необходимо проявлять осторожность, чтобы избежать предвзятости наблюдения и отбора. Астробиологи рассматривают альтернативные химии для жизни и изучают на Земле экстремофильные организмы , которые расширяют потенциальные определения обитаемых миров.

Смотрите также

Библиография

  • Мюррей, Б. Планеты земного типа (1981) WH Freeman and Company ISBN  0-7167-1148-6 [2]
  • Консолманьо, Г.; Шефер, М. (1994). Worlds Apart: A Textbook In Planetary Sciences . Prentice Hall. ISBN 978-0-13-964131-2.
  • Кэттермоул, П. (1995). Земля и другие планеты. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-521138-2.
  • Петерсен, К.; Битти, К.; Чайкин, А. (1999). Новая Солнечная система, 4-е издание . Cambridge University Press. ISBN 9780521645874.
  • К. Конди (2005). Земля как развивающаяся планетная система . Elsevier. ISBN 978-0-12-088392-9.
  • C. Cockell (2007). Космос на Земле. Macmillan. ISBN 978-0-230-00752-9.
  • J. Bennett; et al. (2012). Космическая перспектива, 7-е издание . Addison-Wesley. ISBN 9780321841063.

Ссылки

  1. ^ ab Lowman, P. (15 августа 2002 г.). "6.1". Исследование космоса, исследование Земли: новое понимание Земли из космических исследований . Кембридж, Великобритания: Cambridge University Press . ISBN 978-0-521-89062-5.
  2. ^ ab Мюррей, Брюс; Малин, Майкл С.; Грили, Рональд (1981). Планеты земного типа: поверхности Меркурия, Венеры, Земли, Луны, Марса . Сан-Франциско, Калифорния: WH Freeman & Co. ISBN  978-0716711483.
  3. ^ Саган, К. (1979). «Сера течет на Ио». Nature . 280 (5725): 750–53 . Bibcode : 1979Natur.280..750S. doi : 10.1038/280750a0.
  4. ^ Спенсер, Дж. Р.; Шнайдер, Н. М. (1996). «Ио накануне миссии Галилео». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 24 : 125–90 . Bibcode : 1996AREPS..24..125S. doi : 10.1146/annurev.earth.24.1.125.
  5. ^ Chemtob, S.; Jolliff, B.; et al. (1 апреля 2010 г.). "Кремниевые покрытия в пустыне Кау, Гавайи, аналоге марсианской местности: микроморфологическое, спектральное, химическое и изотопное исследование" (PDF) . Журнал геофизических исследований: Планеты . 115 (E4): E04001. Bibcode :2010JGRE..115.4001C. doi :10.1029/2009JE003473.
  6. ^ «Алоха, Марс».
  7. ^ Леви, Дж.; Марчант, Д.; Хэд, Дж. (12 сентября 2009 г.). «Полигоны трещин термического сжатия на Марсе: синтез данных HiRISE, Phoenix и наземных аналоговых исследований». Icarus . 206 (1): 229– 252. Bibcode :2010Icar..206..229L. doi :10.1016/j.icarus.2009.09.005.
  8. ^ "Вечная мерзлота на Марсе и Земле" . Получено 26 апреля 2015 г.
  9. ^ де Патер, Имке; Лиссауэр, Джек Дж. (31 декабря 2014 г.). Планетарные науки (2-е, исправленное издание). Cambridge University Press. ISBN 978-1-316-19569-7.
  10. ^ "pancake dome: Venus" . Получено 26 апреля 2015 г. .
  11. ^ "Необычные вулканы на Венере" . Получено 26 апреля 2015 г.
  12. ^ "NASA - Скрытая химия льда Европы" . Получено 26 апреля 2015 г.
  13. ^ "Миссия НАСА к спутнику Юпитера Европе получает импульс от ледника Нунавут" . Получено 26 апреля 2015 г.
  14. ^ Вильгельмс, Д. (1993). "1-3". На каменистую Луну: геологическая история исследования Луны . Издательство Университета Аризоны.
  15. ^ Koerberl, C (2000). Кратеры на Луне от Галилея до Вегенера: краткая история гипотезы удара и ее значение для изучения земных ударных кратеров . Kluver.
  16. ^ "Сравнительные процессы кратерообразования" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 20 мая 2015 г. . Получено 26 апреля 2015 г. .
  17. ^ Хартманн, В. К. (2003). «Эволюция мегареголитов и модели катаклизмов с образованием кратеров — лунный катаклизм как заблуждение (28 лет спустя)». Метеоритика и планетарная наука . 38 (4): 579– 593. Bibcode : 2003M&PS...38..579H. doi : 10.1111/j.1945-5100.2003.tb00028.x .
  18. ^ Аррениус, Г.; Хилл, Дж. (26 апреля 2010 г.). «Поздняя тяжелая бомбардировка Луны – развивающаяся проблема». Научная конференция по астробиологии 2010 г. 1538 : 5519. Bibcode : 2010LPICo1538.5519A.
  19. ^ "Датирование планетарных поверхностей с помощью кратеров. Почему нет кризиса в датировании по количеству кратеров". 2008-10-22 . Получено 26 апреля 2015 г.
  20. ^ "Вопрос 1: Почему Меркурий такой плотный? - MESSENGER". Архивировано из оригинала 4 сентября 2014 года . Получено 26 апреля 2015 года .
  21. ^ "Почему Меркурий — твёрдый апельсин, а не мягкий персик" . Получено 26 апреля 2015 г.
  22. ^ Джесси Эмспак (6 июля 2014 г.). «Определил ли огромный удар форму планеты Меркурий?». Space.com . Архивировано из оригинала 1 июня 2015 г. Получено 26 апреля 2015 г.
  23. ^ Томас, П.; Паркер, Дж.; и др. (8 сентября 2005 г.). «Дифференциация астероида Церера, выявленная по его форме». Nature . 437 (7056): 224– 226. Bibcode :2005Natur.437..224T. doi :10.1038/nature03938. PMID  16148926.
  24. ^ Пил, С.; Стэнтон, Р.; и др. (2002). «Процедура определения природы ядра Меркурия». Метеоритика и планетарная наука . 37 (9): 1269– 1283. Bibcode : 2002M&PS...37.1269P. doi : 10.1111/j.1945-5100.2002.tb00895.x.
  25. ^ Boss, A. (30 сентября 2002 г.). «Формирование газовых и ледяных планет-гигантов». Earth and Planetary Science Letters . 202 ( 3–4 ): 513–523 . Bibcode : 2002E&PSL.202..513B. doi : 10.1016/S0012-821X(02)00808-7.
  26. ^ Ламбрехтс, М.; Йохансен, А.; Морбиделли, А. (25 ноября 2014 г.). «Разделение планет-гигантов газа и гигантов льда путем прекращения аккреции галечника». Астрономия и астрофизика . 572 : A35. arXiv : 1408.6087 . Bibcode : 2014A&A...572A..35L. doi : 10.1051/0004-6361/201423814.
  27. ^ Черкашина, О.; Гусева, Е.; Красильников, А. (15 марта 2004 г.). «Картирование рифтовых зон на Венере, предварительные результаты: пространственное распределение, связь с региональными равнинами, морфология трещиноватости, топография и стиль вулканизма». 35-я конференция по науке о Луне и планетах : 1525. Bibcode : 2004LPI....35.1525C.
  28. ^ "The Surface Features of Venus" . Получено 26 апреля 2015 г. .
  29. ^ Соломон, С. (1993). «Модель тектонического обновления поверхности Венеры». LPSC Xxiv .
  30. ^ Дэвис, А. Вулканизм на Ио . Издательство Кембриджского университета. стр. 292.
  31. ^ Buczowski, D.; Wyrick, D.; Iyer, K.; Kahn, E.; Scully, J.; Nathues, A.; Gaskell, R.; Roatsch, T.; et al. (29 сентября 2012 г.). "Крупномасштабные впадины на Весте: признак планетарной тектоники". Geophysical Research Letters . 39 (18): 205. Bibcode : 2012GeoRL..3918205B. doi : 10.1029/2012gl052959 . S2CID  33459478.
  32. ^ Паппалардо, Р.; Маккиннон, В.; Хурана, К. Европа .
  33. ^ Ли, К.; Ингерсолл, А. (13 апреля 2015 г.). «Влажная конвекция в водородных атмосферах и частота гигантских штормов Сатурна» (PDF) . Nature Geoscience . 8 (5): 398– 403. Bibcode : 2015NatGe...8..398L. doi : 10.1038/ngeo2405.
  34. ^ "Магнитные и спектральные свойства лунных верениц и новый механизм их формирования" (PDF) . Получено 26 апреля 2015 г.
  35. ^ Гривз, Дж.; Хеллинг, К. (2011). «Открытие оксида углерода в верхней атмосфере Плутона». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 414 (1): L36. arXiv : 1104.3014 . Bibcode : 2011MNRAS.414L..36G. doi : 10.1111/j.1745-3933.2011.01052.x .
  36. ^ "Является ли Плутон гигантской кометой?" . Получено 9 мая 2015 г.
  37. ^ "Орбитальный аппарат NASA обнаружил марсианскую рок-запись с 10 ударами в баре" . Получено 9 мая 2015 г.
  38. ^ Adumitroaie, V; Gulkis, S; Oyafuso, F (2014). Моделирование облаков раствора аммиака и воды газовых гигантских планет с помощью расчетов фазового равновесия, на аэрокосмической конференции IEEE 2014 г. IEEE.
  39. ^ "Динамика в физике атмосферы планет: сравнительные исследования экваториальной суперротации для Венеры, Титана и Земли" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 3 марта 2016 года . Получено 26 апреля 2015 года .
  40. ^ Де Патерис, И.; Лиссауэр, Дж. Планетарные науки . Издательство Кембриджского университета.
  41. ^ Rannou, P; Montmessin, F (январь 2006). «Широтное распределение облаков на Титане». Science . 311 (5758): 201– 5. Bibcode :2006Sci...311..201R. doi :10.1126/science.1118424. PMID  16410519.
  42. ^ "Ледяное облако возвещает о падении на Южном полюсе Титана". NASA . 2013-06-08 . Получено 9 мая 2015 г.
  43. ^ "ДОКАЗАТЕЛЬСТВО МОЛНИИ НА ВЕНЕРЕ" . Получено 9 мая 2015 г. .
  44. ^ "Молния ударяет Венеру". 2014-12-19 . Получено 9 мая 2015 .
  45. ^ "Сравнительная планетарная авроралогия" (PDF) . Получено 26 апреля 2015 г.
  46. ^ "Decadal Survey: Comparative Climatology White Paper" (PDF) . Получено 26 апреля 2015 г.
  47. ^ Леверингтон, Д. (сентябрь 2011 г.). «Вулканическое происхождение каналов оттока Марса: основные доказательства и основные выводы». Геоморфология . 132 ( 3–4 ): 51–75 . Bibcode : 2011Geomo.132...51L. doi : 10.1016/j.geomorph.2011.05.022.
  48. ^ Скалли, Дж.; Рассел, К.; и др. (1 февраля 2015 г.). «Геоморфологические свидетельства транзитного потока воды на Весте». Earth and Planetary Science Letters . 411 : 151– 163. Bibcode : 2015E&PSL.411..151S. doi : 10.1016/j.epsl.2014.12.004.
  49. ^ Де Санктис, М.; Комб, Дж.; Амманито, Э.; Паломба, Э.; Лонгобардо, А.; МакКорд, Т.; Марчи, С.; Капаччиони, Ф.; Каприя, М.; и др. (3 октября 2012 г.). «Обнаружение широко распространенных гидратированных материалов на Весте с помощью спектрометра визуализации ВИР на борту миссии Dawn». Письма астрофизического журнала . 758 (2): L36. Бибкод : 2012ApJ...758L..36D. дои : 10.1088/2041-8205/758/2/l36 .
  50. ^ Бриджес, Натан Т.; Мухс, Дэниел Р. (2012). "Пыльные камни на Марсе: источник, транспорт, отложение и эрозия". Пыльные камни на Марсе: источник, транспорт, отложение и эрозия . стр.  169–182 . doi :10.2110/pec.12.102.0169. ISBN 978-1-56576-312-8. Получено 12 мая 2015 г.
  51. ^ "Марсоход Curiosity НАСА находит минеральные соответствия". НАСА/JPL . 4 ноября 2014 г.
  52. ^ Arvidson, R.; Squyres, S.; et al. (24 января 2014 г.). "Древняя водная среда в кратере Эндевор, Марс" (PDF) . Science . 343 (6169): 1248097. Bibcode :2014Sci...343G.386A. doi :10.1126/science.1248097. PMID  24458648.
  53. ^ Кадиш, С.; Барлоу, Н. (январь 2006 г.). «Распределение кратеров-пьедестов и их значение для новой модели формирования». 37-я ежегодная конференция по лунной и планетарной науке : 1254. Bibcode : 2006LPI....37.1254K.
  54. ^ Кадиш, С.; Хэд (август 2008 г.). "Марсианские пьедесталные кратеры: краевые сублимационные ямы указывают на механизм формирования, связанный с климатом". Geophysical Research Letters . 35 (16): L16104. Bibcode :2008GeoRL..3516104K. doi : 10.1029/2008gl034990 .
  55. ^ Чепмен, М. (2011). Геология Марса: доказательства земных аналогов . Cambridge University Press.
  56. ^ Кларк, Дж. (ред.). Аналоговые исследования Марса . Астронавтическое общество.
  57. ^ Национальный исследовательский совет (2007). Научный контекст исследования Луны .
  58. ^ Майнер, Э.; Вессен, Р.; Куцци, Дж. (2007). Планетарные кольцевые системы . Спрингер-Праксис.
  59. ^ Мюнтенер, Отмар (2010). «Серпентин и серпентинизация: связь между образованием планет и жизнью». Геология . 38 (10): 959– 960. Bibcode : 2010Geo....38..959M. doi : 10.1130/focus102010.1 .
  60. ^ Велбель, М. (декабрь 2010 г.). Выветривание оливина и пироксена на Марсе: данные миссий, метеоритов и аналогов земных минералов, в Американском геофизическом союзе, осеннее заседание 2010 г. Американский геофизический союз.
  61. ^ "Биосигнатуры микробов, окисляющих железо". Университет Делавэра . Архивировано из оригинала 19 мая 2015 г. Получено 17 мая 2015 г.
  62. ^ "Новая углеродная обсерватория НАСА поможет нам понять инопланетные миры". 2014-09-04 . Получено 26 апреля 2015 .
  63. ^ Лим, Д.; и др. "Проект исследования озера Павильон" (PDF) . Институт Луны и планет . Получено 17 мая 2015 г.
  64. ^ «Европланетное общество».
  • Астробиология НАСА [1]
  • Журнал астробиологии - Сравнительная планетология [2]
  • Лаборатория сравнительной планетологии Института Вернадского [3]
  1. ^ "NASA Astrobiology" . Получено 2 мая 2015 г. .
  2. ^ "Astrobiology Magazine- Comparative Planetology" . Получено 2 мая 2015 г. .
  3. ^ "Лаборатория сравнительной планетологии, Институт Вернадского" . Получено 2 мая 2015 г.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Сравнительная_планетная_наука&oldid=1267031016"