Что такое планетология в географии
Планетология
Планетология относится к междисциплинарной области науки, первоначально развившейся из наук о Земле и астрономии. Но на сегодняшний день она включает в себя множество дисциплин, таких как планетная геология (вместе с геохимией и геофизикой), физическая география (геоморфология и картография, применительно к планетам), науки об атмосфере, теоретическая планетология и исследование экзопланет.
Есть и другие дисциплины, смежные с ней, например, физика космоса, астробиология и науки, изучающие влияние Солнца на планеты солнечной системы.
Существует много научно-исследовательских центров и университетов, на которых есть кафедры, занимающиеся вопросами планетологии, а также существует несколько научных институтов по всему миру. Ежегодно проходит несколько крупных научных конференций и публикуются журналы.
Связанные понятия
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
По современным данным, во многих отношениях Луна весьма отличается от Земли, в первую очередь, химическим составом: практически нет воды (хотя в приполярных областях обнаружены заметные запасы льда), малое содержание летучих элементов и соединений. Анализ лунных пород даёт основание полагать, что Луна подверглась полному расплавлению, в отличие от Земли. Плотность Луны сравнима с плотностью земной мантии, но у неё очень маленькое железо-никелевое ядро.
Ледяные спутники — класс естественных спутников, поверхность которых состоит в основном из водяного льда. Под поверхностью ледяных спутников может существовать океан, а внутри может находиться силикатное или металлическое ядро. Считается, что они могут состоять изо льда-2 или других полиморфных модификаций водяного льда.
Планетология
Планетология — это комплекс наук, изучающих планеты и их спутники, а также солнечную систему в целом и другие планетные системы с их экзопланетами. Сфера её интересов включает в себя очень разнообразные объекты, от микрометеоритов до газовых гигантов. Планетология изучает физические свойства, химический состав, строение поверхности, внутренних и внешних оболочек планет и их спутников, а также условия их формирования и развития.
В планетологии связаны между собой экспериментальные и теоретические отрасли. Данные наземных наблюдений могут позже проверяться и уточняться с помощью экспериментальных исследований космического пространства: в первую очередь автоматическими космическими аппаратами, а также с помощью дистанционного зондирования и сравнительного изучения метеоритов в земных лабораториях. Большую роль играет теоретический подход, который включает в себя использование компьютерного и математического моделирования.
Учёным, занимающимся планетологией, приходиться разбираться в смежных с ней отраслях, таких как астрономия, физика и геология. На сегодняшний день существует довольно много научно-исследовательских центров и университетов, на которых есть кафедры, занимающиеся вопросами планетологии, а также существует несколько научных институтов по всему миру, работающих в данной области. Ежегодно проводится несколько крупных научных конференций и публикуется масса журналов, посвящённых данной тематике.
Содержание
История
История планетологии начинается с древнегреческого философа Демокрита, который (как известно из трудов Ипполита) говорил:
В более позднее время новой вехой становления планетологии и астрономии стали телескопические наблюдения. Начало им положил итальянский астроном Галилео Галилей в 1609 году. Направив свой самодельный телескоп на небо он открыл четыре крупнейших спутника Юпитера, горы на Луне, впервые наблюдал кольца Сатурна и многое другое. В том же 1609 году он продолжал изучение лунных ландшафтов. По итогам наблюдений лунной поверхности он записал о ней:
«Поверхность Луны не вполне гладкая, лишённая каких-либо неровностей и идеально шарообразная, как полагает одна философская школа. Напротив эта поверхность очень неправильная, испещрённая ямами и поднятиями, в точности как и поверхность Земли, которая повсюду испещрена высокими горами и глубокими долинами».
А также предположил, что и другие небесные тела обладают такой же поверхностью как и Земля.
Прогресс в деле строительства телескопов, улучшение их характеристик, позволил приступить к более детальным исследованиям поверхности других небесных тел, в частности Луны. Луна была первоначально главным объектом для изучения из-за близости к Земле, что позволяло достаточно хорошо изучить её поверхность даже в те несовершенные телескопы, которые существовали на тот момент. Сначала главным инструментом изучения Луны и планет были оптические приборы, позже уже в XX веке появились радиотелескопы, ну и наконец автоматизированные космические аппараты, с помощью которых учёные смогли в непосредственной близости заниматься изучением космических объектов.
Дисциплины
Планетарная астрономия
Здесь есть две отрасли: теоретическая и наблюдательная. Наблюдательные исследования в первую очередь связаны с изучением малых тел Солнечной системы с помощью оптических и радиотелесков. Они позволяют выяснить такие характеристики как форма тела, вращение, состав и рельеф поверхности и т. п.
Теоретические исследования связаны с динамикой: использование законов небесной механики применительно к телам Солнечной системы и внесолнечным планетным системам.
Планетарная геология
Больше всего данных планетарная геология имеет о телах, которые располагаются в непосредственной близости от Земли: Луна и две соседние с Землёй планеты Венера и Марс. Луна стала первым объектом для исследований. Её изучали теми же методами, которые были разработаны ранее для изучения Земли.
Геоморфология
Геоморфология исследует особенности строения поверхности планет и реконструирует историю их формирования, делает заключения о физических процессах, которые действовали на данную поверхность. Планетарная геоморфология включает в себя изучение нескольких типов поверхностей:
Геологическая история поверхности может расшифрована за счёт сопоставления пород, залегающих на разной глубине. Так как согласно принципу суперпозиции (en:Law of superposition) породы в разрезе следуют в порядке их образования: в верхних слоях залегают самые молодые, а в нижних — самые древние. Этот закон был открыт Нильсом Стенсеном и впервые применён им при изучении пластов Земли. Так, например, на стратиграфические исследования, выполненные астронавтами в программе Аполлон и снимки КА Лунар орбитер были затем использованы при создании стратиграфической колонки (en:Stratigraphic column) и геологической карты Луны.
Космохимия, геохимия и петрология
Одна из основных проблем при создании гипотез о формировании и эволюции объектов Солнечной системы является отсутствие образцов, которые могли бы быть проанализированы в крупных лабораториях, со всеми необходимыми инструментами, на основании всех доступных знаний земной геологии, которые могли бы быть здесь применены. К счастью, в распоряжении учёных имеются образцы доставленные с Луны астронавтами Аполлона и советскими луноходами, а также образцы астероидов и Марса, в виде метеоритов, выбитых когда-то из их поверхности. Некоторые из них были сильно изменены в результате окислительных процессов в атмосфере Земли и инфильтрационного действия биосферы, однако некоторые метеориты, например, те что были найдены в последние десятилетия в Антарктиде почти что не подверглись серьёзным изменениям.
Различные типы метеоритов, прилетевшие из пояса астероидов охватывают практически все части структуры астероидов, есть даже такие, которые образовались из ядра и мантии разрушенных астероидов (Палласит). Сочетание геохимии и наблюдательной астрономии также дают возможность проследить из каких именно астероидов был выбит данный метеорит.
Известно довольно мало марсианских метеоритов, которые могли бы предоставить сведения о составе марсианской коры, к тому же неизбежный недостаток информации о местах их образования на поверхности Марса дополнительно усложняет задачу построения теории эволюции марсианской литосферы. Всего до 2008 года было выявлено около 50 метеоритов с Марса.
За время программы Аполлон астронавтами было привезено на Землю более 350 кг лунного грунта, плюс ещё несколько сотен граммов было доставлено советскими луноходами. Эти образцы позволили составить самый полный отчёт о составе другого космического тела Солнечной системы. Всего до 2008 года было выявлено около 100 лунных метеоритов.
Геофизика
Космические зонды позволяют собирать информацию не только в области видимого света, но и в других областях электромагнитного спектра. Планеты можно охарактеризовать различными силовыми полями, такими как гравитационное и магнитное поле. Изучением этих полей занимается геофизика. Изменение ускорения КА, пролетающих рядом с планетой, позволяет гравитационные аномалии над различными областями планеты и, как следствие, сделать определённые выводы о составе и характеристиках пород в этих областях.
Подобные измерения проводились в 1970-х годах посредством лунных орбитальных аппаратов над лунными морями, которые позволили выявить концентрацию массы в районе Моря дождей, Моря Ясности и Моря Кризисов.
Если магнитное поле планеты достаточно велико, то его взаимодействие с солнечным ветром образует магнитосферу вокруг планеты. Исследования космическими зондами магнитного поля Земли показали, что оно простирается в сторону Солнца на огромное расстояние в 10 радиусов Земли. Солнечный ветер — это поток высокоэнергичных заряженных частиц (в основном протоны и электроны), истекающих с солнечной короны, благодаря магнитному полю они обтекают Землю и движутся дальше вдоль магнитного хвоста Земли, который может простираться дальше в космос на сотни радиусов планеты в направлении перпендикулярном к Солнцу. В магнитосфере существуют области (радиационные пояса), в которой накапливаются и удерживаются проникшие в неё заряженные частицы.
Атмосферные науки
Атмосфера является важной переходной зоной между твёрдой поверхностью и внешними радиационными поясами. Не все планеты имеют атмосферу: её существование зависит от массы планеты и расстояния от Солнца. Кроме четырёх газовых гигантов, почти все планеты земной группы имеют атмосферу (Венера, Земля, Марс). Атмосферы также обнаружены у двух спутников Титана и Тритона. Кроме того, очень разреженной атмосферой обладает Меркурий.
Скорость вращения планеты вокруг своей оси заметно влияет на потоки и течения в атмосфере. Особенно хорошо это видно на примере Юпитера и Сатурна, в атмосферах которых формируются системы полос и вихрей. Тоже самое можно увидеть и на примере планет земной группы, в частности на Венере.
Сравнительная планетология
В планетологии часто используется метод сравнения, чтобы дать более полное понимания изучаемого объекта, особенно когда по нему не хватает прямых данных. Сравнение атмосферы Земли и Титана (спутника Сатурна), развитие внешних объектов Солнечной системы на разных расстояниях от Солнца, геоморфология поверхности планет земной группы, — вот лишь несколько примеров использования данного метода.
Основным объектом для сравнения остаётся Земля, так как она лучше всего изучена и на ней можно провести все возможные измерения. Использование данных исследования Земли в качестве аналога для сравнения с другими телами, больше всего распространены в таких науках как планетарная геология, геоморфология и науки об атмосфере.
Профессиональные труды
Журналы
Профессиональные организации
Крупнейшие конференции
Более мелкие семинары и конференции по конкретным областям планетологии проводятся по всему мире в течение всего года.
Главные институты
Вот далеко не полный перечень институтов и университетов, занимающихся вопросами планетологии:
ПЛАНЕТОЛОГИЯ
Расстановка ударений: ПЛАНЕТОЛО`ГИЯ
ПЛАНЕТОЛОГИЯ (буквально — наука о планетах) — область знаний, включающая сведения о фнзич. особенностях, химич. составе, внутр. строении планет как земной, ‘так и юпитеровой группы (см. Планеты). П., развивающаяся на основе новейших достижений астрофизики, охватывает, в частности, планетографию и астробиологию.
Планетография (в литературе встречается—астр о географ и я) занимается изучением природы на сходных с Землёй телах Солнечной системы. По своим целям и содержанию планетография является космич. аналогом физич. географии. Пока человек не высадится на другие планеты, методика планетографии останется астрофизической. Сразу после образования из газо-пылевого облака Земля ещё не имела всех основных компонентов географической оболочки (лито-, гидро-, атмо- и биосферы), они возникли на ней в процессе эволюции. Аналогичные процессы протекали и на др. планетах. Кроме Земли, возможность образования аналогов географической оболочки предполагается для Марса, Венеры и Луны.
Лучшая изученность земной географич. оболочки позволяет применять теорию физич. географии для познания др. планет. В свою очередь, материалы, добытые на Луне, Марсе и Венере, приведут к уточнению наших знаний о развитии географич. оболочки на Земле. Астробиология занимается сравнит, изучением земных и внеземных форм жизни. Практически сейчас может изучаться лишь растительность Марса. Относительно возможности жизни на др. планетах строятся гипотезы, опирающиеся на анализ существующих на них физич. условий и химич. состава поверхностных слоев. Возникновение астробиологии правомерно связывается с именем астроботаника Г. А. Тихона (40-е годы 20 в.), сумевшего найти подход к решению проблемы — сравнение оптич. свойств земных растений и участков поверхности Марса, изменяющих свою окраску по сезонам. На основе подобных исследований высказано предположение, что на Марсе есть растительность, приспособившаяся к жизни в крайне суровых климатич. условиях. Последние наблюдения подтверждают, ЧТОБ спектре тёмных участков Марса действительно имеются полосы поглощения, соответствующие полосам в спектре многих растений Земли.
Планетология (в литературе встречается астрогеология) в узком смысле изучает планеты земной группы и их спутники с морфотекто-нич. точки зрения. При изучении состава и структуры веществ, слагающих поверхности планет, широко используются астрофизич. методы — поляризационный, альбедо- и колориметрический, люминесцентный, радиоастрономический.
Первоначально П. видела свою задачу в создании теории, учитывающей, что Земля вращается вокруг оси и вокруг Солнца в силовых полях последнего. Расчётами было установлено, что изменения полярного сжатия, неравномерность вращения земного шара под влиянием приливов и солнечных силовых полей должны создавать напряжения в литосфере, причём не равномерные, а локализованные на особо «активных» параллелях. Совпадение теоретич. расчётов с давно известными чертами строения лика Земли доказало зависимость тектоники от космич. факторов. Позднее были выделены и «активные» меридианы.
Анализ устройства поверхности Марса, а отчасти и Луны (см. Селенология), вращение к-рой ныне очень замедленно, показал принципиальное сходство в строении планет и позволил расширить задачи П. до космич. рамок.
По определению нек-рых учёных (Г. Н. Каттерфельд и др.), П. занимается изучением планет земной группы и их спутников со сравнительной геологомор-фологич. точки зрения и не включает в себя астробиологию и планетографию.
Запуски межпланетных автоматич. станций к Луне, Венере и Марсу будут способствовать дальнейшему развитию и уточнению целей и задач П. В частности, большое значение имеет получение фотоснимков обратной стороны Луны, а также Марса, сделанных с сов. автоматич. станций «Луна-3», «Лу-на-9», «Зонд-3», амер. космич. аппаратов «Марп-нср-4» и «Рейнджер».
В настоящее время в СССР при Всесоюзных астроно-мо-геодезич. (моек, отделение) и географич. об-нах имеются секция космич. естествознания и комиссия планетологии (соответственно), в работе к-рых участвуют астрономы, геофизики, геологи, вулканологи, геоморфологи и др. специалисты по изучению Земли и планет. В геологич. службе США существует Астро-геологическпй отдел, который занимается в основном картированием поверхности Луны. В области П. работают также учёные Чехословакии, Болгарии, ГДР, Венгрии, Югославии, Англии, Японии и др.
Лит.: Забелин И. М., География и планеты, М., 1962; его же, Астрогеография, Ы-, 1958; Совещание по проблемам планетологии 5-е.Тозисы докладов, Л., 1965; Любарский К. А., Очерки по астробиологии, м., 1962; О в е н д е н М. В., Жизнь во Вселенной, перевод с английского, М., 19-65; Т и х о в Г. А., Есть ли жизнь на других планетах?, 2 изд., М., 1959; «Труды сектора астроботаники АН Казяхск. ССР»,- т. 1—4, 1953 —1955; Rank а та К., Planetology and geology «Bull. Amer. geol. Soc.», 1962, 73, JVa 4; Ш а р о-н о в В. В., Природа планет, М., 1958.
Н. М. Забелин, С. В. Калеснип.
Планетология это:
Планетология — это комплекс наук, изучающих планеты и их спутники, а также солнечную систему в целом и другие планетные системы с их экзопланетами. Сфера её интересов включает в себя очень разнообразные объекты, от микрометеоритов до газовых гигантов. Планетология изучает физические свойства, химический состав, строение поверхности, внутренних и внешних оболочек планет и их спутников, а также условия их формирования и развития.
В планетологии связаны между собой экспериментальные и теоретические отрасли. Данные наземных наблюдений могут позже проверяться и уточняться с помощью экспериментальных исследований космического пространства: в первую очередь автоматическими космическими аппаратами, а также с помощью дистанционного зондирования и сравнительного изучения метеоритов в земных лабораториях. Большую роль играет теоретический подход, который включает в себя использование компьютерного и математического моделирования.
Учёным, занимающимся планетологией, приходиться разбираться в смежных с ней отраслях, таких как астрономия, физика и геология. На сегодняшний день существует довольно много научно-исследовательских центров и университетов, на которых есть кафедры, занимающиеся вопросами планетологии, а также существует несколько научных институтов по всему миру, работающих в данной области. Ежегодно проводится несколько крупных научных конференций и публикуется масса журналов, посвящённых данной тематике.
Содержание
История
История планетологии начинается с древнегреческого философа Демокрита, который (как известно из трудов Ипполита) говорил:
В более позднее время новой вехой становления планетологии и астрономии стали телескопические наблюдения. Начало им положил итальянский астроном Галилео Галилей в 1609 году. Направив свой самодельный телескоп на небо он открыл четыре крупнейших спутника Юпитера, горы на Луне, впервые наблюдал кольца Сатурна и многое другое. В том же 1609 году он продолжал изучение лунных ландшафтов. По итогам наблюдений лунной поверхности он записал о ней:
«Поверхность Луны не вполне гладкая, лишённая каких-либо неровностей и идеально шарообразная, как полагает одна философская школа. Напротив эта поверхность очень неправильная, испещрённая ямами и поднятиями, в точности как и поверхность Земли, которая повсюду испещрена высокими горами и глубокими долинами».
А также предположил, что и другие небесные тела обладают такой же поверхностью как и Земля.
Прогресс в деле строительства телескопов, улучшение их характеристик, позволил приступить к более детальным исследованиям поверхности других небесных тел, в частности Луны. Луна была первоначально главным объектом для изучения из-за близости к Земле, что позволяло достаточно хорошо изучить её поверхность даже в те несовершенные телескопы, которые существовали на тот момент. Сначала главным инструментом изучения Луны и планет были оптические приборы, позже уже в XX веке появились радиотелескопы, ну и наконец автоматизированные космические аппараты, с помощью которых учёные смогли в непосредственной близости заниматься изучением космических объектов.
Дисциплины
Планетарная астрономия
Здесь есть две отрасли: теоретическая и наблюдательная. Наблюдательные исследования в первую очередь связаны с изучением малых тел Солнечной системы с помощью оптических и радиотелесков. Они позволяют выяснить такие характеристики как форма тела, вращение, состав и рельеф поверхности и т. п.
Теоретические исследования связаны с динамикой: использование законов небесной механики применительно к телам Солнечной системы и внесолнечным планетным системам.
Планетарная геология
Больше всего данных планетарная геология имеет о телах, которые располагаются в непосредственной близости от Земли: Луна и две соседние с Землёй планеты Венера и Марс. Луна стала первым объектом для исследований. Её изучали теми же методами, которые были разработаны ранее для изучения Земли.
Геоморфология
Геоморфология исследует особенности строения поверхности планет и реконструирует историю их формирования, делает заключения о физических процессах, которые действовали на данную поверхность. Планетарная геоморфология включает в себя изучение нескольких типов поверхностей:
Геологическая история поверхности может расшифрована за счёт сопоставления пород, залегающих на разной глубине. Так как согласно принципу суперпозиции (en:Law of superposition) породы в разрезе следуют в порядке их образования: в верхних слоях залегают самые молодые, а в нижних — самые древние. Этот закон был открыт Нильсом Стенсеном и впервые применён им при изучении пластов Земли. Так, например, на стратиграфические исследования, выполненные астронавтами в программе Аполлон и снимки КА Лунар орбитер были затем использованы при создании стратиграфической колонки (en:Stratigraphic column) и геологической карты Луны.
Космохимия, геохимия и петрология
Одна из основных проблем при создании гипотез о формировании и эволюции объектов Солнечной системы является отсутствие образцов, которые могли бы быть проанализированы в крупных лабораториях, со всеми необходимыми инструментами, на основании всех доступных знаний земной геологии, которые могли бы быть здесь применены. К счастью, в распоряжении учёных имеются образцы доставленные с Луны астронавтами Аполлона и советскими луноходами, а также образцы астероидов и Марса, в виде метеоритов, выбитых когда-то из их поверхности. Некоторые из них были сильно изменены в результате окислительных процессов в атмосфере Земли и инфильтрационного действия биосферы, однако некоторые метеориты, например, те что были найдены в последние десятилетия в Антарктиде почти что не подверглись серьёзным изменениям.
Различные типы метеоритов, прилетевшие из пояса астероидов охватывают практически все части структуры астероидов, есть даже такие, которые образовались из ядра и мантии разрушенных астероидов (Палласит). Сочетание геохимии и наблюдательной астрономии также дают возможность проследить из каких именно астероидов был выбит данный метеорит.
Известно довольно мало марсианских метеоритов, которые могли бы предоставить сведения о составе марсианской коры, к тому же неизбежный недостаток информации о местах их образования на поверхности Марса дополнительно усложняет задачу построения теории эволюции марсианской литосферы. Всего до 2008 года было выявлено около 50 метеоритов с Марса.
За время программы Аполлон астронавтами было привезено на Землю более 350 кг лунного грунта, плюс ещё несколько сотен граммов было доставлено советскими луноходами. Эти образцы позволили составить самый полный отчёт о составе другого космического тела Солнечной системы. Всего до 2008 года было выявлено около 100 лунных метеоритов.
Геофизика
Космические зонды позволяют собирать информацию не только в области видимого света, но и в других областях электромагнитного спектра. Планеты можно охарактеризовать различными силовыми полями, такими как гравитационное и магнитное поле. Изучением этих полей занимается геофизика. Изменение ускорения КА, пролетающих рядом с планетой, позволяет гравитационные аномалии над различными областями планеты и, как следствие, сделать определённые выводы о составе и характеристиках пород в этих областях.
Подобные измерения проводились в 1970-х годах посредством лунных орбитальных аппаратов над лунными морями, которые позволили выявить концентрацию массы в районе Моря дождей, Моря Ясности и Моря Кризисов.
Если магнитное поле планеты достаточно велико, то его взаимодействие с солнечным ветром образует магнитосферу вокруг планеты. Исследования космическими зондами магнитного поля Земли показали, что оно простирается в сторону Солнца на огромное расстояние в 10 радиусов Земли. Солнечный ветер — это поток высокоэнергичных заряженных частиц (в основном протоны и электроны), истекающих с солнечной короны, благодаря магнитному полю они обтекают Землю и движутся дальше вдоль магнитного хвоста Земли, который может простираться дальше в космос на сотни радиусов планеты в направлении перпендикулярном к Солнцу. В магнитосфере существуют области (радиационные пояса), в которой накапливаются и удерживаются проникшие в неё заряженные частицы.
Атмосферные науки
Атмосфера является важной переходной зоной между твёрдой поверхностью и внешними радиационными поясами. Не все планеты имеют атмосферу: её существование зависит от массы планеты и расстояния от Солнца. Кроме четырёх газовых гигантов, почти все планеты земной группы имеют атмосферу (Венера, Земля, Марс). Атмосферы также обнаружены у двух спутников Титана и Тритона. Кроме того, очень разреженной атмосферой обладает Меркурий.
Скорость вращения планеты вокруг своей оси заметно влияет на потоки и течения в атмосфере. Особенно хорошо это видно на примере Юпитера и Сатурна, в атмосферах которых формируются системы полос и вихрей. Тоже самое можно увидеть и на примере планет земной группы, в частности на Венере.
Сравнительная планетология
В планетологии часто используется метод сравнения, чтобы дать более полное понимания изучаемого объекта, особенно когда по нему не хватает прямых данных. Сравнение атмосферы Земли и Титана (спутника Сатурна), развитие внешних объектов Солнечной системы на разных расстояниях от Солнца, геоморфология поверхности планет земной группы, — вот лишь несколько примеров использования данного метода.
Основным объектом для сравнения остаётся Земля, так как она лучше всего изучена и на ней можно провести все возможные измерения. Использование данных исследования Земли в качестве аналога для сравнения с другими телами, больше всего распространены в таких науках как планетарная геология, геоморфология и науки об атмосфере.
Профессиональные труды
Журналы
Профессиональные организации
Крупнейшие конференции
Более мелкие семинары и конференции по конкретным областям планетологии проводятся по всему мире в течение всего года.
Главные институты
Вот далеко не полный перечень институтов и университетов, занимающихся вопросами планетологии: