Планетологија

Планетарна наука или планетологија, е наука која ги проучува планетите (сосе Земјата), месечините и планетарните системи (претежно во Сончевиот Систем) и процесите на нивно создавање. Ги проучува телата со големина од микрометеороити до гасовити џинови, за да го одреди нивниот состав, динамика, создавање, меѓусебни односи и минато. Таа е интердисциплинарна наука, која настанала од астрономијата и науките за земјата,^[1] но која сега опфаќа многу дисциплини, како планетарната геологија (заедно со геохемијата и геофизиката), космохемијата, атмосферските науки, океанографијата, хидрологијата, теоретската планетарна наука, глациологијата и егзопланетологијата.^[1] Сојузничките дисциплини вклучуваат вселенска физика, кога се занимаваат со ефектите на Сонцето врз телата на Сончевиот Систем, и астробиологија .

Фотографија од Аполо 15 на браздите во близина на кратерот Аристарх на Месечината.

Гранките на планетарната наука понекогаш се меѓусебно поврзани. Набљудувачкото истражување може да се состои од комбинација од истражување на вселената, претежно преку мисии со роботски вселенски летала со помош на далечинско набљудување и компаративна, експериментална работа во лаборатории кои се наоѓаат на Земјата. Теоретскиот дел се состои од компјутерски симулации и математичко моделирање.

Планетарните научници најчесто работат во одделите за астрономија и физика или науки за Земјата при универзитетите или истражувачките центри, но има и неколку самостојни планетарни научни институти ширум светот. Секоја година се одржуваат неколку големи конференции и се објавуваат најразлични рецензирани списанија. Некои планетарни научници работат во приватни истражувачки центри и често работат на партнерски истражувачки задачи.

Историја

Историјата на планетарната наука може да се каже дека започнала со античкиот филозоф Демокрит, кој според Иполит рекол:

Подредените светови се безгранични и се разликуваат по големина, и дека во некои нема ни сонце ни месечина, но кај други и двете се поголеми од нашите, а пак некои други имаат повеќе. И дека интервалите меѓу подредените светови се нееднакви, овде има повеќе и онаму има помалку, и дека некои растат, други просперираат, а други пропаѓаат, и овде се создаваат и онде ги снемува. Но и дека ќе се уништат кога се судираат меѓусебно. И дека некои подредени светови се голи од животни и растенија и сета вода.^[2]

Во поново време, планетарната наука била дел од астрономијата и ги проучувала неистражените планети. Во оваа смисла, прв планетарен астроном би бил Галилео, кој ги открил четирите најголеми месечини на Јупитер, планините на Месечината, и прв ги забележал прстените на Сатурн, и сите тие тела биле интензивно проучувани подоцна. Истражувањата на Галилео за месечевите планини во 1609 година, исто така, започнало со проучување на вонземски пејзажи: неговото видување „дека Месечината нема мазна и рамна површина“ наведувало дека таа и другите светови може да изгледаат „исто како лицето на самата Земја“. .^[3]

Напредокот во изработката на телескопите и инструменталната резолуција постепено овозможило подобро да се осознаат атмосферските и површинските детали на планетите. На почетокот Месечината беше најмногу проучувана, бидејќи секогаш прикажувала детали на нејзината површина, поради близината до Земјата, а технолошкиот напредок постепено овозможил да се дознаат подетални геолошки детали за Месечината. Во овој процес, најчести инструменти биле астрономските оптички телескопи (а подоцна и радиотелескопи) и на крај роботски истражувачки вселенски летала .

Сончевиот Систем сега е релативно добро проучен и има добро севкупно разбирање за настанокот и еволуцијата на овој планетарен систем. Сепак, има голем број нерешени прашања,^[4] а стапката на нови откритија е многу висока, делумно поради големиот број меѓупланетарни вселенски летала кои моментално го истражуваат Сончевиот Систем.

Дисциплини

Планетарната наука ја проучува набљудувачката и теоретската астрономија, геологијата (егзогеологија), атмосферската наука и новата супспецијалност во планетарните океани.^[5]

Планетарна астрономија

Ова е набљудувачка и теоретска наука. Набљудувачките истражувачи претежно се занимаваат со проучување на малите тела во Сончевиот Систем: оние што се набљудуваат со оптички и радио телескопи, така што се одредуваат одликите на овие тела како обликот, ротацијата, површинските материјали и временските услови и може да се разбере нивното создавање и еволуција.

Теоретската планетарна астрономија се занимава со динамиката: примена на принципите на небесната механика на Сончевиот Систем и вонсончевите планетарни системи. Секоја планета има своја гранка.

Планета: Предмет: Именуван по (Напомена: овие термини ретко се користат)

Планетарна геологија

Планетарната геологија се занимава со проучување на планетарните тела во близина на Земјата: Месечината и двете соседни планети: Венера и Марс. Од нив, прво била проучена Месечината преку користење на методи претходно развиени на Земјата.

Геоморфологија

Геоморфологијата ги проучува одликите на планетарните површини и го реконструира процесот на нивното формирање, носат заклучок за физичките процеси кои дејствувале на површината. Планетарната геоморфологија проучува на неколку класи на површински белези:

Ударни белези (повеќепрстенести басени, кратери)^[6]
Вулкански и тектонски белези (текови на лава, пукнатини, бразди)^[6]
Леднички белези ^[6]
Еолски белези ^[6]
Вселенски атмосферски влијанија – ерозивни ефекти предизвикани од суровата средина на вселената (постојано бомбардирање од микрометеорити, дожд од високоенергетски честички, градинарство со удари). На пример, тенката покривка од прашина на површината на месечевиот реголит е резултат на бомбардирање од микрометеорити.
Хидролошки белези: течноста може да биде вода, јаглеводород и амонијак, во зависност од местоположбата во Сончевиот Систем. Оваа група ги проучува и палеохидролошките белези (палеоканали, палеолаки).^[7]

Минатото на планетарна површина може да се разоткрие преку мапирање на белезите од врвот до дното според начинот на таложење, како што првпат беше утврден на копнените слоеви од Николас Стено. На пример, стратиграфското мапирање ги подготвило астронаутите на Аполо за теренската геологија со која би се сочиле при нивните мисии на Месечината. На сликите направени од програмата Месечев орбитер, кои биле искористени за подготовка на месечевата стратиграфска колона и геолошка карта на Месечината.

Космохемија, геохемија и петрологија

Еден од главните проблеми при поставувањето на хипотези за создавањето и еволуцијата на телата во Сончевиот Систем е недостатокот на примероци кои може да се анализираат во лабораторија. На Земјата има директни примероци од Месечината, астероидите и Марс, кои се одвоиле од матичните тела и на Земјата пристигнале во вид на метеорити. Некои од нив биле подложени на контаминација од оксидирачкиот ефект на Земјината атмосфера и нивниот влез во биосферата, но тие метеорити собрани во последните неколку децении од Антарктикот се речиси целосно чисти.

Различните типови на метеорити кои потекнуваат од астероидниот појас ги покриваат речиси сите делови од структурата на диференцираните тела: има и метеорити кои доаѓаат од границата меѓу јадрото и плаштот (палазити). Со комбинација на геохемијата и набљудувачката астрономија се овозможило да се открие потеклото на ХЕД метеоритите од одреден астероид во главниот појас - 4 Веста.

Релативно малиот број познати марсовски метеорити дале увид во геохемискиот состав на кората на Марс, но поради неможноста да се определи точното место на потекло на разновидната површина на Марс, тие не даваат подетална поткрепа на теориите за еволуцијата на марсовската литосфера.^[8] До 24 јули 2013 година на Земјата биле откриени 65 примероци од марсовски метеорити. Многу од нив биле пронајдени или на Антарктикот или во Сахара.

Со програмата Аполо, биле собрани и донесени на Земјата 384 килограми месечеви примероци, а исто така примероци од реголит од Месечината биле донесени од 3 советски Луна роботи. Бројот на месечеви метеорити расте со забрзана стапка во последните неколку години - ^[9] до април 2008 година имало 54 метеорити кои официјално биле класифицирани како месечеви метеорити. Единаесет од нив се од американската колекција на метеорити од Антарктикот, 6 се од јапонската колекција на метеорити од Антарктикот, а другите 37 се од топли пустински предели во Африка, Австралија и Блискиот Исток. Вкупната маса на препознаените месечеви метеорити е скоро 50 килограми.

Геофизика

Вселенските сонди овозможиле прибирање податоци не само во видливиот спектар на светлина, туку и во други области на електромагнетен спектар. Планетите се одликуваат со различни полиња на сила: гравитација и магнетни полиња, кои се предмет на проучување на геофизиката и вселенската физика.

Мерењето на промените во забрзувањето почувствувано од вселенските летала додека орбитираат, овозможило да се мапираат најситни детали за гравитациските полиња на планетите. На пример, во 1970-тите, преку месечевите орбитери биле измерени нарушувања на гравитациското поле над месечевите мориња, што довело до откривање на концентрации на маса, маскони, под басените на Имбриум Серентатис, Кризиум, Нектарис и Хуморум.

Сончевиот ветер странично се одбива од магнетосферата (не е во размер)

Ако магнетното поле на планетата е доволно силно тоа околу планетата формира магнетосфера. Првите вселенски сонди ја определиле димензиите на магнетното поле на Земјата, кое се протега на околу 10 Земјини полупречници кон Сонцето. Сончевиот ветар, тек од наелектризирани честички кој струи од Сонцето го обиколува магнетното поле на Земјата и продолжува зад неа кон нејзината магнетна опашка, која се простира стотици Земјини полупречници зад планетата. Во магнетосферата има релативно густи региони на честички од сончевиот ветер, Ван Аленовите појаси на зрачење.

Гранки на геофизиката се: сеизмологија и тектонофизика, геофизичка динамика на течности, минерална физика, геодинамика, математичка геофизика и геофизичко геодетско истражување .

Планетарната геодезија, (позната и како планетарна геодетика) се занимава со мерење и прикажување на планетите во Сончевиот Систем, нивните гравитациски полиња и геодинамички феномени ( поларно движење во тридимензионален, временски променлив простор). Науката за геодезија има елементи од астрофизиката и од планетарната наука. Обликот на Земјата во голема мера е резултат на нејзината ротација, што го предизвикува нејзино екваторско испакнување, и геолошки процеси како што се судирот на плочите и вулканските активности, на кои им се спротивставува гравитациското поле на Земјата. Овие принципи можат да се применат на цврстата површина на Земјата (орогенеза). Некои од овие геолошки принципи може да се применат и на други планети. На пример на Марс, чија површинска гравитација е многу помала, Олимп вулкан со висина од 27 километри, не би можел да ја одржи таа висина на Земјата затоа што под влијание на гравитацијата во основата ќе предизвика огромен притисок по што планината ќе потоне на околу 10 км. Земјиниот геоид всушност е фигура на Земјата од која се иземени нејзините топографски одлики. Според тоа, геоидот на Марс (ареоид во суштина е фигурата на Марс од која се иземени неговите топографски одлики. Премерот и картографијата се две важни полиња на применета геодезија.

Атмосферска наука

Појасите од облаци на Јупитер.

Атмосферата е преодна зона помеѓу цврстата планетарна површина и повисоките ретки јонизирачки и радијациони појаси. Некои планети немаат атмосфера, а постоењето зависи од масата на планетата и нејзиното растојание од Сонцето. Освен четирите гасовити џинови, скоро сите земјовидни планети (Земја, Венера и Марс) имаат доволна атмосфера. Две месечини имаат доволно атмосфера: Сатурновата месечина Титан и Нептуновата месечина Тритон. Меркур има тенка атмосфера.

Поради ефектите од брзината на ротација на планетата околу својата оска се јавуваат атмосферските текови и струи. Гледано од вселената, овие белези изгледаат како појаси и витли во системот од облаци и особено се видливи на Јупитер и Сатурн.

Егзопланетологија

Егзопланетологијата ги проучува вонсончевите планети, планетите вон нашиот Сончев Систем. До неодамна, средствата за проучување на вонсончевите планети биле екстремно ограничени, но со сегашната стапка на иновации во истражувачката технологија, егзопланетологијата стана гранка на астрономијата која брзо се развива.

Компаративна планетарна наука

Планетарната наука често го користи методот на споредба за да даде поголемо разбирање на предметот на проучување. На пример, може да се прави споредба на густите атмосфери на Земјата и Сатурновата месечина Титан, еволуцијата на телата од надворешниот Сончев Систем на различни растојанија од Сонцето или геоморфологијата на површините на земјовидните планети.

Споредбата најчесто се прави со одликите на Земјата, бидејќи е многу подостапна и дозволува да се направат најразлични мерења. Истражувањата за Земјината аналогија се чести во планетарната геологија, геоморфологијата, а и во атмосферската наука.

Употребата на аналогија со Земјата прв ја опишал Гилберт (1886).^[6]

Професионална дејност

Списанија

Годишен преглед на Земјата и планетарната наука
Писма за Земјата и планетарната наука
Земја, Месечина и Планети
Geochimica et Cosmochimica Acta
Икар
Планети - Списание за геофизички истражувања
Метеоритика и планетарна наука
Планетарна и вселенска наука

Професионални тела

Позначајни конференции

Конференција за месечева и планетарна наука (LPSC), организирана од Месечевиот и планетарен институт во Хјустон. Се одржува во март секоја година. почнувајќи од 1970 година.
Состанокот на Одделот за планетарни науки - се одржува секоја година од 1970 година, секоја година на различни места, претежно во САД. Се одржува во октомври.
Годишен состанок на Американскиот геофизички сојуз (AGU) во декември во Сан Франциско.
Заедничко собрание на Американскиот геофизички сојуз (AGU) (ко-спонзорирано со други друштва) во април-мај, на различни места низ светот.
Годишен состанок на Метеоритското друштво, се одржува во текот на летото на северната полутопка, наизменично во Северна Америка и Европа.
Европски конгрес за планетарна наука (EPSC), кој се одржува секоја година во септември во Европа.

Помали работилници и конференции на одредени области се одржуваат ширум светот во текот на годината.

Позначајни институции

На оваа листа се наоѓааат институции и универзитети во кои работат луѓе кои се занимаваат со планетарна наука.

Национални вселенски агенции

Канадска вселенска агенција (CSA). Годишен буџет 488,7 милиони CAD (2013–2014).
Кинеската национална вселенска управа (CNSA) (Народна Република Кина). Буџет од 0,5-1,3 милијарди долари (проценка ).
Национален центар за вселенско истражување Француски национален центар за вселенско истражување, буџет 1,920 милијарди евра (2012).
Германски авиовселенски центар, (DLR), Германски авијациски центар. Буџет 2 милијарди долари (2010).
Европската вселенска агенција (ESA). Буџет 5,51 милијарди долари (2013).
Индиска организација за вселенско истражување (ISRO),
Израелската вселенска агенција (ISA),
Италијанската вселенска агенција Буџет ~ 1 милијарда долари (2010 година).
Јапонски центар за вселенски истражувања (JAXA). Буџет 2,15 милијарди долари (2012).
НАСА: Значителен број на истражувачки групи, вклучувајќи ги JPL, GSFC, Ames . Буџет 18,72 милијарди долари (2011).
Национална вселенска организација (Тајван).
Федерална вселенска агенција Буџет 5,61 милијарди долари (2013 година).
Вселенска агенција на Обединетото Кралство (UKSA).

Други институции

Институт за планетарна наука на Арктикот
Училиште за истражување на Земјата и вселената при Државниот универзитет во Аризона
Институт за планетарна наука на Австралискиот национален универзитет
Група за планетарни геонауки Архивирано на 10 октомври 2009 г. при Универзитетот Браун
Одделение за геолошки и планетарни науки и планетарни науки при Калтек Архивирано на 18 февруари 2018 г.
Вселенска и планетарна наука при Универзитетот Корнел
Училиште за Земјата и планетарни науки на Универзитетот Кертин
Одделот за физика и вселенски науки на Институтот за технологија во Флорида
Лабораторија за применета физика на Универзитетот Џон Хопкинс
Месечев и планетарен институт
Институт за истражување на Сончевиот Систем Макс Планк, Оддел за планети и комети
MIT Одделот за Земјата, атмосферските и планетарни науки
Институт за истражување на планетарни и вселенски науки на отворен универзитет
Институт за планетарна наука
Одделот за геонауки на Универзитетот Стони Брук и наскоро ќе се отвори Центарот за планетарни истражувања
UCL / Центар за планетарни науки на Биркбек
Месечева и планетарна лабораторија на Универзитетот во Аризона
Центарот за вселенски и планетарни науки на Универзитетот во Арканзас
Одделот за Земјата, планетарни и вселенски науки на Универзитетот во Калифорнија во Лос Анџелес
Катедрата за Земја и планетарни науки на Универзитетот во Калифорнија Санта Круз
Хаваи Институтот за геофизика и планетологија на Универзитетот на Хаваи
Центарот за планетарни истражувања на Универзитетот во Копенхаген
Група за планетарни науки на Универзитетот во Централна Флорида
Универзитет во Британска Колумбија, Одделот за науки за Земјата, Океанот и Атмосферата
Центар за планетарна наука и истражување на Универзитетот во Западен Онтарио
Одделот за Земјата и планетарни науки на Универзитетот во Тенеси
Одделот за астрофизички и планетарни науки на Универзитетот во Колорадо
Универзитетот Вашингтон во Одделот за Земјата и планетарни науки на Сент Луис
INAF – Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali ( it )

Основни концепти

Поврзано

Планетарна картографија
Планетарен координатен систем
Селенографија - проучување на површината и физичките одлики на Месечината
Теоретска планетологија
Временска рамка за истражување на Сончевиот Систем

Наводи

↑ ^1,0 ^1,1 Taylor, Stuart Ross (29 July 2004). „Why can't planets be like stars?“. Nature. 430 (6999): 509. Bibcode:2004Natur.430..509T. doi:10.1038/430509a. PMID 15282586.
↑ Hippolytus (Antipope); Origen (1921). Philosophumena (Digitized 9 May 2006). 1. Translation by Francis Legge, F.S.A. Original from Harvard University.: Society for promoting Christian knowledge. Посетено на 22 May 2009.
↑ Taylor, Stuart Ross (1994). „Silent upon a peak in Darien“. Nature. 369 (6477): 196–197. Bibcode:1994Natur.369..196T. doi:10.1038/369196a0.
↑ Stern, Alan. „Ten Things I Wish We Really Knew In Planetary Science“. Посетено на 2009-05-22.
↑ Is Extraterrestrial Life Suppressed on Subsurface Ocean Worlds due to the Paucity of Bioessential Elements?, The Astronomical Journal, 156:151, October 2018.
↑ ^6,0 ^6,1 ^6,2 ^6,3 ^6,4 Hargitai, Henrik; Kereszturi, Ákos, уред. (2015). Encyclopedia of Planetary Landforms (англиски). New York: Springer. doi:10.1007/978-1-4614-3134-3. ISBN 978-1-4614-3133-6.
↑ Lefort, Alexandra; Williams, Rebecca; Korteniemi, Jarmo (2015), Hargitai, Henrik; Kereszturi, Ákos (уред.), „Inverted Channel“, Encyclopedia of Planetary Landforms (англиски), New York: Springer: 1048–1052, doi:10.1007/978-1-4614-3134-3_202, ISBN 978-1-4614-3133-6
↑ „UW – Laramie, Wyoming | University of Wyoming“.
↑ {curator.jsc.nasa.gov/antmet/lmc/lmcintro.pdf}

Дополнително читање

Кар, Мајкл Х., Саундерс, РС, Стром, РГ, Вилхелмс, ДЕ 1984 година. Геологија на копнените планети . НАСА.
Морисон, Дејвид. 1994 година. Истражување на планетарните светови . WH Фримен.ISBN 0-7167-5043-0 ISBN 0-7167-5043-0
Харгитаи Х и сор. (2015) Класификација и карактеризирање на планетарните форми. Во: Hargitai H (ed) Encyclopedia of Planetary Landforms. Спрингер. doi:10.1007/978-1-4614-3134-3 https://link.springer.com/content/pdf/bbm%3A978-1-4614-3134-3%2F1.pdf
Хаубер Е и сор. (2019) Планетарно геолошко мапирање. Во: Харгитаи Х (ед) Планетарна картографија и ГИС. Спрингер.
Страна Г (2015) Геологијата на планетарните форми . Во: Hargitai H (ed) Encyclopedia of Planetary Landforms. Спрингер.
Rossi, AP, van Gasselt S (eds) (2018) Планетарна геологија. Спрингер

Надворешни врски

Откритија за истражување на планетарна наука (статии)
The Planetary Society (најголемата светска група за вселенски интереси: видете го и нивниот активен блог за вести)
Билтен за планетарни истражувања Архивирано на 12 март 2021 г. (професионален билтен објавен од PSI, неделна дистрибуција)
Жени во планетарна наука (професионално вмрежување и вести)

[Taylor1994-1] 1,0 ^1,1 Taylor, Stuart Ross (29 July 2004). „Why can't planets be like stars?“. Nature. 430 (6999): 509. Bibcode:2004Natur.430..509T. doi:10.1038/430509a. PMID 15282586.

[Philosophumena-2] Hippolytus (Antipope); Origen (1921). Philosophumena (Digitized 9 May 2006). 1. Translation by Francis Legge, F.S.A. Original from Harvard University.: Society for promoting Christian knowledge. Посетено на 22 May 2009.

[Taylor1994b-3] Taylor, Stuart Ross (1994). „Silent upon a peak in Darien“. Nature. 369 (6477): 196–197. Bibcode:1994Natur.369..196T. doi:10.1038/369196a0.

[SternPlanetarySoc09-4] Stern, Alan. „Ten Things I Wish We Really Knew In Planetary Science“. Посетено на 2009-05-22.

[5] Is Extraterrestrial Life Suppressed on Subsurface Ocean Worlds due to the Paucity of Bioessential Elements?, The Astronomical Journal, 156:151, October 2018.

[ReferenceA-6] 6,0 ^6,1 ^6,2 ^6,3 ^6,4 Hargitai, Henrik; Kereszturi, Ákos, уред. (2015). Encyclopedia of Planetary Landforms (англиски). New York: Springer. doi:10.1007/978-1-4614-3134-3. ISBN 978-1-4614-3133-6.

[7] Lefort, Alexandra; Williams, Rebecca; Korteniemi, Jarmo (2015), Hargitai, Henrik; Kereszturi, Ákos (уред.), „Inverted Channel“, Encyclopedia of Planetary Landforms (англиски), New York: Springer: 1048–1052, doi:10.1007/978-1-4614-3134-3_202, ISBN 978-1-4614-3133-6

[8] „UW – Laramie, Wyoming | University of Wyoming“.

[9] {curator.jsc.nasa.gov/antmet/lmc/lmcintro.pdf}

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]