Planetarische Wissenschaft

Planetarische Wissenschaft (selten planetology) ist die wissenschaftliche Studie von Planeten (einschließlich der Erde), Monde und planetarische Systeme, insbesondere diejenigen des Sonnensystems und der Prozesse, die sie bilden. Es studiert Gegenstände, die sich in der Größe von Mikrosternschnuppen bis Gasriesen erstrecken, zum Ziel habend, ihre Zusammensetzung, Dynamik, Bildung, Wechselbeziehungen und Geschichte zu bestimmen. Es ist ein stark zwischendisziplinarisches Feld, ursprünglich von der Astronomie und Erdwissenschaft wachsend, aber der jetzt viele Disziplinen, einschließlich der planetarischen Astronomie, planetarische Geologie (zusammen mit der Geochemie und Geophysik), atmosphärische Wissenschaft, Meereskunde, Hydrologie, theoretische planetarische Wissenschaft, Glaziologie und die Studie von extrasolar Planeten vereinigt. Verbündete Disziplinen schließen Raumphysik, wenn betroffen, mit den Effekten der Sonne auf den Körpern des Sonnensystems und astrobiology ein.

Dort werden theoretische und Beobachtungszweige der planetarischen Wissenschaft zueinander in Beziehung gebracht. Beobachtungsforschung kann mit einer Kombination der Raumerforschung, vorherrschend mit robotic Raumfahrzeugmissionen mit der entfernten Abfragung und vergleichenden, experimentellen Arbeit in Erdlaboratorien verbunden sein. Der theoretische Bestandteil schließt beträchtliche Computersimulation und das mathematische Modellieren ein.

Planetarische Wissenschaftler werden allgemein in der Astronomie und der Physik oder den Erdwissenschaftsabteilungen von Universitäten oder Forschungszentren gelegen, obwohl es mehrere rein planetarische Wissenschaftsinstitute weltweit gibt. Es gibt mehrere Hauptkonferenzen jedes Jahr und eine breite Reihe von von Experten begutachteten Zeitschriften.

Geschichte

Wie man

sagen kann, hat die Geschichte der planetarischen Wissenschaft mit dem Alten griechischen Philosophen Democritus begonnen, der von Hippolytus, sagend, berichtet wird

In moderneren Zeiten hat planetarische Wissenschaft in der Astronomie von Studien der ungelösten Planeten begonnen. In diesem Sinn würde der ursprüngliche planetarische Astronom Galileo sein, der die vier größten Monde Jupiters, der Berge auf dem Mond entdeckt hat, und zuerst die Ringe des Saturns beobachtet hat, studieren alle Gegenstände von intensiven später. Die Studie von Galileo der Mondberge 1609 auch hat die Studie von außerirdischen Landschaften begonnen: Seine Beobachtung, "dass der Mond sicher keine glatte und polierte Oberfläche besitzt", hat darauf hingewiesen, dass es und andere Welten "gerade wie das Gesicht der Erde selbst" erscheinen könnte.

Fortschritte im Fernrohr-Aufbau und der instrumentalen Entschlossenheit haben allmählich vergrößerte Identifizierung der atmosphärischen und Oberflächendetails der Planeten erlaubt. Der Mond war am Anfang am schwersten studiert, weil er immer Details auf seiner Oberfläche wegen seiner Nähe zur Erde ausgestellt hat, und die technologischen Verbesserungen allmählich ausführlichere geologische Mondkenntnisse erzeugt haben. In diesem wissenschaftlichen Prozess waren die Hauptinstrumente astronomische optische Fernrohre (und spätere Radiofernrohre) und schließlich robotic Forschungsraumfahrzeug.

Das Sonnensystem ist jetzt relativ gut studiert worden, und ein gutes gesamtes Verstehen der Bildung und Evolution dieses planetarischen Systems besteht. Jedoch gibt es große Anzahl von ungelösten Fragen, und die Rate von neuen Entdeckungen ist teilweise wegen der Vielzahl des interplanetarischen Raumfahrzeugs sehr hoch, zurzeit das Sonnensystem erforschend.

Disziplinen

Planetarische Astronomie

Das ist sowohl ein Beobachtungs-als auch eine theoretische Wissenschaft. Beobachtungsforscher sind vorherrschend mit der Studie der kleinen Körper des Sonnensystems beschäftigt: Diejenigen, die durch Fernrohre beobachtet, sowohl optisch als auch Radio-werden, so dass Eigenschaften dieser Körper wie Gestalt, Drehung, Oberflächenmaterialien und Verwitterung, und die Geschichte ihrer Bildung und Evolution bestimmt werden, können verstanden werden.

Theoretische planetarische Astronomie ist mit Dynamik beschäftigt: die Anwendung der Grundsätze der himmlischen Mechanik zum Sonnensystem und den extrasolar planetarischen Systemen.

Planetarische Geologie

Die am besten bekannten Forschungsthemen der planetarischen Geologie befassen sich mit den planetarischen Körpern in der nahen Umgebung der Erde: der Mond und die zwei benachbarten Planeten: Venus und Mars. Dieser wurde der Mond zuerst, mit Methoden entwickelt früher die Erde studiert.

Geomorphology

Geomorphology studiert die Eigenschaften auf planetarischen Oberflächen und baut die Geschichte ihrer Bildung wieder auf, die physischen Prozesse ableitend, die der Oberfläche gefolgt haben. Planetarischer geomorphology schließt Studie von mehreren Klassen der Oberflächeneigenschaft ein:

  • Einfluss-Eigenschaften (mehrgerungene Waschschüsseln, Krater)
  • Vulkanische und tektonische Eigenschaften (Lava-Flüsse, Risse, rilles)
  • Raumverwitterung - erosional Effekten, die durch die harte Umgebung des Raums (dauernde Mikrometeorstein-Beschießung, energiereicher Partikel-Regen, Einfluss-Gartenarbeit) erzeugt sind. Zum Beispiel ist der dünne Staubschutz auf der Oberfläche des Mondregolith ein Ergebnis der Mikrometeorstein-Beschießung.
  • Hydrologische Eigenschaften: Die beteiligte Flüssigkeit kann sich von Wasser bis Kohlenwasserstoff und Ammoniak abhängig von der Position innerhalb des Sonnensystems erstrecken.

Die Geschichte einer planetarischen Oberfläche kann entziffert werden, indem sie Eigenschaften von oben bis unten gemäß ihrer Absetzungsfolge, wie zuerst bestimmt, auf Landschichten von Nicolas Steno kartografisch dargestellt wird. Zum Beispiel, stratigraphic kartografisch darzustellen, hat die Astronauten von Apollo auf die Feldgeologie vorbereitet, auf die sie auf ihren Mondmissionen stoßen würden. Überlappende Folgen wurden auf Images identifiziert, die vom Orbiter Mondprogramm genommen sind, und diese wurden verwendet, um eine stratigraphic Mondsäule und geologische Karte des Monds vorzubereiten.

Cosmochemistry, Geochemie und Gesteinskunde

Eines der Hauptprobleme, wenn es Hypothesen auf der Bildung und Evolution von Gegenständen im Sonnensystem erzeugt, ist der Mangel an Proben, die im Laboratorium analysiert werden können, wo ein großes Gefolge von Werkzeugen verfügbar ist und der volle Körper von Kenntnissen auf Landgeologie zurückzuführen gewesen ist, kann zum Bären gebracht werden. Glücklich sind direkte Proben vom Mond, den Asteroiden und dem Mars auf der Erde da, die von ihren Elternteilkörpern entfernt ist und als Meteorsteine geliefert ist. Einige von diesen haben Verunreinigung unter der oxidierenden Wirkung der Atmosphäre der Erde und die Infiltration der Biosphäre ertragen, aber jene Meteorsteine, die in den letzten paar Jahrzehnten von der Antarktis gesammelt sind, sind fast völlig ursprünglich.

Die verschiedenen Typen des Meteorsteins, die vom Asteroid-Riemen-Deckel fast alle Teile der Struktur von unterschiedenen Körpern hervorbringen: Meteorsteine bestehen sogar, die aus der Kernmantel-Grenze (pallasites) kommen. Die Kombination der Geochemie und Beobachtungsastronomie hat es auch möglich gemacht, die HED Meteorsteine zurück zu einem spezifischen Asteroiden im Hauptriemen, 4 Vesta zu verfolgen.

Die verhältnismäßig wenigen bekannten Marsmeteorsteine haben Einblick in die geochemical Zusammensetzung der Marskruste gewährt, obwohl der unvermeidliche Mangel an der Information über ihre Punkte des Ursprungs auf der verschiedenen Marsoberfläche bedeutet hat, dass sie ausführlichere Einschränkungen auf Theorien der Evolution des Marslithosphere nicht zur Verfügung stellen. Ungefähr 50 Marsmeteorsteine sind bezüglich 2008 identifiziert worden.

Während des Zeitalters von Apollo, im Programm von Apollo, wurden 384 Kilogramme von Mondproben gesammelt und zur Erde transportiert, und 3 sowjetische Luna Roboter haben auch regolith Proben vom Mond befreit. Diese Proben stellen die umfassendste Aufzeichnung der Zusammensetzung jedes Sonnensystemkörpers neben der Erde zur Verfügung. Ungefähr 100 paarweise angeordnete Mondmeteorsteine sind auch bezüglich 2008 bekannt.

Geophysik

Raumsonden haben es möglich gemacht, Daten nicht nur das sichtbare leichte Gebiet, aber in anderen Gebieten des elektromagnetischen Spektrums zu sammeln. Die Planeten können durch ihre Kraft-Felder charakterisiert werden: Ernst und ihre magnetischen Felder, die durch die Geophysik und Raumphysik studiert werden.

Das Messen der Änderungen in der durch das Raumfahrzeug erfahrenen Beschleunigung, weil sie umkreisen, hat feinen Details der Ernst-Felder der Planeten erlaubt, kartografisch dargestellt zu werden. Zum Beispiel, in den 1970er Jahren, wurden die Ernst-Feldstörungen über Mondmaria durch Mondorbiters gemessen, die zur Entdeckung von Konzentrationen der Masse, mascons, unter Imbrium, Serenitatis, Crisium, Nectaris und Waschschüsseln von Humorum führen.

Wenn ein magnetisches Feld eines Planeten genug stark ist, bildet seine Wechselwirkung mit dem Sonnenwind einen magnetosphere um einen Planeten. Frühe Raumsonden haben die groben Dimensionen des magnetischen Landfeldes entdeckt, das ungefähr 10 Erde radiii zur Sonne erweitert. Der Sonnenwind, ein Strom von beladenen Partikeln, die Ströme und um das magnetische Landfeld, und gehen hinter dem magnetischen Schwanz, den Hunderten von Erdradien stromabwärts weiter. Innerhalb des magnetosphere gibt es relativ dichte Gebiete von Sonnenwindpartikeln, den Strahlenriemen von Van Allen.

Geophysik schließt Seismologie und tectonophysics, geophysikalische flüssige Dynamik, Mineralphysik, geodynamics, mathematische Geophysik und das geophysikalische Vermessen ein.

Erdmessung, auch genannt geodetics, befasst sich mit dem Maß und der Darstellung der Planeten des Sonnensystems, ihrer Schwerefelder und der geodynamic Phänomene (polare Bewegung im dreidimensionalen, zeitändernden Raum. Die Wissenschaft der Erdmessung hat Elemente sowohl der Astrophysik als auch planetarischen Wissenschaften. Die Gestalt der Erde ist weit gehend das Ergebnis seiner Folge, die seine äquatoriale Beule und die Konkurrenz von geologischen Prozessen wie die Kollision von Tellern und vulcanism verursacht, der durch das Ernst-Feld der Erde widerstanden ist. Diese Grundsätze können auf die feste Oberfläche der Erde angewandt werden (orogeny; wenige Berge sind höher als, wenige tiefe Seegräben, die tiefer sind als das, weil ganz einfach ein Berg so hoch wie, zum Beispiel so viel Druck an seiner Basis wegen des Ernstes entwickeln würde, dass der Felsen dort Plastik werden würde, und der Berg zurück zu einer Höhe grob in einer geologisch unbedeutenden Zeit plumpsen würde. Einige oder alle diese geologischen Grundsätze können auf andere Planeten außer der Erde angewandt werden. Zum Beispiel auf Mars, dessen Oberflächenernst viel weniger ist, ist der größte Vulkan, der Olympus Mons, an seiner Spitze, eine Höhe hoch, die auf der Erde nicht aufrechterhalten werden konnte. Die Erde geoid ist im Wesentlichen die Zahl der von seinen topografischen Eigenschaften abstrahierten Erde. Deshalb ist der Mars geoid im Wesentlichen die Zahl des von seinen topografischen Eigenschaften abstrahierten Mars. Das Vermessen und kartografisch darzustellen, sind zwei wichtige Anwendungsbereiche der Erdmessung.

Atmosphärische Wissenschaft

Die Atmosphäre ist eine wichtige Übergangszone zwischen der festen planetarischen Oberfläche und höher rarefied das Ionisieren und die Strahlenriemen. Nicht alle Planeten haben Atmosphären: Ihre Existenz hängt von der Masse des Planeten und der Entfernung des Planeten von der Sonne ab — zu entfernte und eingefrorene Atmosphären kommen vor. Außer den vier riesigen Gasplaneten haben fast alle Landplaneten (Erde, Venus und Mars) bedeutende Atmosphären. Zwei Monde haben bedeutende Atmosphären: Der Mondkoloss des Saturns und Neptuns Mondtriton. Eine feine Atmosphäre besteht um Quecksilber.

Die Effekten der Folge-Rate eines Planeten über seine Achse können in atmosphärischen Strömen und Strömen gesehen werden. Gesehen vom Raum zeigen sich diese Eigenschaften als Bänder und Wirbel im Wolkensystem, und sind auf Jupiter und Saturn besonders sichtbar.

Vergleichende planetarische Wissenschaft

Planetarische Wissenschaft macht oft von der Methode des Vergleichs Gebrauch, das größere Verstehen des Gegenstands der Studie zu geben. Das kann das Vergleichen der dichten Atmosphären der Erde und des Mondkolosses des Saturns, der Evolution von Außensonnensystemgegenständen in verschiedenen Entfernungen von der Sonne, oder des geomorphology der Oberflächen der Landplaneten einschließen, um nur einige Beispiele anzuführen.

Der Hauptvergleich, der gemacht werden kann, ist zu Eigenschaften auf der Erde, weil es viel zugänglicher ist und einer viel größeren Reihe von Maßen erlaubt, gemacht zu werden. Erdentsprechungsstudien sind in der planetarischen Geologie, geomorphology, und auch in der atmosphärischen Wissenschaft besonders üblich.

Berufstätigkeit

Zeitschriften

  • Icarus
  • Zeitschrift der geophysikalischen Forschung — Planeten
  • Planetarische und Erdwissenschaftsbriefe
  • Geochimica und Cosmochimica Acta
  • Meteoritics und Planetary Science
  • Planetarische und Raumwissenschaft

Berufskörper

  • Abteilung für planetarische Wissenschaften (DPS) der amerikanischen astronomischen Gesellschaft
  • Meteoritical Gesellschaft
  • Europlanet

Hauptkonferenzen

  • Planetarische und Mondwissenschaftskonferenz (LPSC), der vom Planetarischen und Mondinstitut in Houston organisiert ist. Gehalten jährlich seit 1970, kommt im März vor.
  • Gelenk-Zusammenbau von American Geophysical Union (AGU) (co-sponsored mit anderen Gesellschaften) im April-Mai, in verschiedenen Positionen um die Welt.
  • Meteoritical Gesellschaftsjahresversammlung, die während des Nordhemisphäre-Sommers gehalten ist, allgemein zwischen Nordamerika und Europa abwechselnd.
  • European Planetary Science Congress (EPSC), gehalten jährlich um den September an einer Position innerhalb Europas.
  • Abteilung für die Planetarische Wissenschaftsjahresversammlung, die um den Oktober an einer verschiedenen Position jedes Jahr, vorherrschend innerhalb des Festlandes die Vereinigten Staaten gehalten ist.
  • AGU Jahresversammlung im Dezember in San Francisco.

Kleinere Werkstätten und Konferenzen für besondere Felder kommen weltweit im Laufe des Jahres vor.

Haupteinrichtungen

Diese nichterschöpfende Liste schließt jene Einrichtungen und Universitäten mit Hauptgruppen von Leuten ein, die in der planetarischen Wissenschaft arbeiten.

Grundlegende Konzepte

Weiterführende Literatur

  • Carr, Michael H., Saunders, R. S., Strom, R. G., Wilhelms, D. E. 1984. Die Geologie der Landplaneten. NASA.
  • Morrison, David. 1994. Das Erforschen Planetarischer Welten. W.H. Freeman. Internationale Standardbuchnummer 0716750430

Siehe auch

Links


Internationaler fester Kalender / Potenzielle Energie
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