Khí quyển và Bề mặt Hành tinh
Các lớp khí bao quanh và cảnh quan của các hành tinh và mặt trăng, cùng với các quá trình liên kết chúng trong Hệ Mặt Trời.
Definition
Khí quyển và bề mặt hành tinh là nghiên cứu so sánh về các lớp khí bao quanh các hành tinh và mặt trăng, bề mặt của chúng, và các quá trình định hình và kết nối chúng.
Scope
Lĩnh vực này bao gồm khí quyển của các hành tinh và mặt trăng cùng với các bề mặt mà chúng tương tác, được nghiên cứu một cách so sánh. Nó bao gồm thành phần, cấu trúc, tuần hoàn và khí hậu của khí quyển; sự thoát và tiến hóa của khí quyển theo thời gian địa chất; và các quá trình bề mặt định hình địa hình, bao gồm xói mòn và bồi đắp do gió và nước. Bằng cách so sánh các thế giới đa dạng, từ Sao Kim và Titan có khí quyển dày đến các thiên thể không có khí quyển, lĩnh vực này cô lập các nguyên tắc vật lý chi phối khí quyển và bề mặt nói chung.
Sub-topics
Core questions
- Điều gì kiểm soát thành phần, cấu trúc và tuần hoàn của khí quyển hành tinh?
- Khí quyển hình thành, thoát ra và tiến hóa như thế nào trong suốt vòng đời của một hành tinh?
- Những quá trình nào đã điêu khắc bề mặt hành tinh thành các dạng địa hình quan sát được?
- Khí quyển và bề mặt trao đổi vật chất và ảnh hưởng lẫn nhau như thế nào?
Key theories
- Cấu trúc khí quyển bức xạ-đối lưu
- Cấu trúc nhiệt độ theo chiều dọc của khí quyển được thiết lập bởi sự cân bằng giữa truyền bức xạ và đối lưu, định nghĩa tầng đối lưu, tầng bình lưu và sự ấm lên của bề mặt do hiệu ứng nhà kính.
- Các quá trình bề mặt so sánh
- Các quá trình vật lý tương tự, va chạm, núi lửa, kiến tạo và xói mòn do gió, nước hoặc băng, hoạt động trên các bề mặt hành tinh với kết quả phụ thuộc vào trọng lực, khí quyển và vật liệu.
Clinical relevance
Khí quyển và bề mặt là nơi các quá trình hành tinh trở nên có thể quan sát được và nơi khí hậu và khả năng sinh sống được xác định, khiến chúng trở thành trung tâm để giải thích cả các thế giới trong Hệ Mặt Trời và các ngoại hành tinh.
History
Nghiên cứu so sánh khí quyển và bề mặt hành tinh phát triển từ quan sát bằng kính thiên văn đến khám phá bằng tàu vũ trụ: các tàu thăm dò và quỹ đạo đã đo khí quyển của Sao Kim, Sao Hỏa, các hành tinh khí khổng lồ và Titan, trong khi các nhiệm vụ chụp ảnh và hạ cánh đã tiết lộ các cồn cát, kênh rạch, và các dạng địa hình núi lửa và va chạm trên khắp Hệ Mặt Trời, thống nhất các hiện tượng này dưới một lý thuyết vật lý chung.
Debates
- Các yếu tố thúc đẩy sự thay đổi khí hậu hành tinh dài hạn
- Cách các quá trình quỹ đạo, núi lửa, thoát khí và phản hồi bề mặt kết hợp để thúc đẩy sự thay đổi khí hậu dài hạn trên các hành tinh như Sao Hỏa là một lĩnh vực nghiên cứu tích cực.
Key figures
- Fredric Taylor
- H. Jay Melosh
- Andrew Ingersoll
- James Pollack
Related topics
Seminal works
- taylor2010
- melosh2011
Frequently asked questions
- Tại sao một số hành tinh có khí quyển dày và một số khác thì hầu như không có?
- Điều đó phụ thuộc vào trọng lực, nhiệt độ và lịch sử thoát khí và thoát hơi của một hành tinh; các hành tinh lớn, mát hơn giữ khí dễ dàng hơn, trong khi các thiên thể nhỏ, nóng hoặc không có từ trường mất khí quyển vào không gian.
- Có những dạng địa hình quen thuộc nào trên các thế giới khác không?
- Có, các cồn cát, kênh rạch giống sông, núi lửa và miệng hố va chạm xuất hiện trên khắp Hệ Mặt Trời, được định hình bởi cùng một vật lý như trên Trái Đất nhưng dưới trọng lực và vật liệu khác nhau.