กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 9 นาที

สมุทรศาสตร์ดาวเคราะห์

สมุทรศาสตร์ดาวเคราะห์ หรือที่เรียกว่า สมุทรศาสตร์อวกาศ หรือ สมุทรศาสตร์นอก โลก [ 1 ] คือ การ ศึกษา มหาสมุทร บนดาวเคราะห์และดวงจันทร์ดวงอื่นที่ไม่ใช่ โลก...

สมุทรศาสตร์ดาวเคราะห์

สมุทรศาสตร์ดาวเคราะห์หรือที่เรียกว่าสมุทรศาสตร์อวกาศหรือสมุทรศาสตร์นอกโลก [ 1 ] คือการศึกษามหาสมุทรบนดาวเคราะห์และดวงจันทร์ดวงอื่นที่ไม่ใช่โลกสาขานี้พัฒนาขึ้นหลังจากการค้นพบมหาสมุทรใต้พื้นผิว บนดวงจันทร์ ไททันของดาวเสาร์[ 2 ]และดวงจันทร์ยูโรปา ของดาวพฤหัสบดี [ 3 ]ในระหว่างภารกิจวอยเอเจอร์ ภารกิจแคสสินีสังเกตเห็นทะเลสาบพื้นผิวของมีเทนเหลวบนไททัน และเก็บตัวอย่างน้ำใต้พื้นผิวจากเอนเซลาดัสโดยตรง

มีการตั้งทฤษฎีว่า ในช่วงต้นของประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาดาวอังคารและดาวศุกร์เคยมีมหาสมุทรน้ำขนาดใหญ่ สมมติฐานเกี่ยวกับมหาสมุทรบนดาวอังคารชี้ให้เห็นว่าเกือบหนึ่งในสามของพื้นผิวดาวอังคารเคยปกคลุมด้วยน้ำ และปรากฏการณ์เรือนกระจกที่รุนแรงอาจทำให้มหาสมุทรทั่วโลกของดาวศุกร์ระเหยหายไป สารประกอบเช่นเกลือและแอมโมเนียเมื่อละลายในน้ำจะลดจุดเยือกแข็งของน้ำ ดังนั้นน้ำอาจมีอยู่ในปริมาณมากในสภาพแวดล้อมนอกโลกในรูปของน้ำเกลือหรือน้ำแข็งที่เกิดจากการพา ความร้อน เชื่อกันว่ามีมหาสมุทรอยู่ใต้พื้นผิวของดาวเคราะห์แคระและดาวบริวารหลายดวง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มหาสมุทรของดวงจันทร์ยูโรปาคาดว่ามีปริมาตรน้ำมากกว่าโลกถึงสองเท่า

เชื่อกันว่าดาวเคราะห์ยักษ์ในระบบสุริยะ มีชั้น บรรยากาศที่ เป็นของเหลวหรือเหนือวิกฤต ซึ่งยังไม่ได้รับการยืนยันองค์ประกอบ นอกจากนี้ มหาสมุทรอาจมีอยู่บนดาวเคราะห์นอกระบบและดวงจันทร์นอก ระบบ รวมถึงมหาสมุทรบนพื้นผิวที่เป็นน้ำเหลวภายในเขตที่อยู่อาศัยรอบดาวฤกษ์ดาวเคราะห์มหาสมุทรเป็นดาวเคราะห์ประเภทสมมติที่มีพื้นผิวปกคลุมด้วยของเหลวทั้งหมด[ 4 ] [ 5 ]

มหาสมุทรนอกโลกอาจประกอบด้วยน้ำ หรือธาตุและสารประกอบ อื่นๆ แหล่ง น้ำบนพื้นผิวนอกโลกขนาดใหญ่และเสถียรที่ได้รับการยืนยันแล้วมี เพียง ทะเลสาบไททันซึ่งประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนแทนที่จะเป็นน้ำ อย่างไรก็ตาม มีหลักฐานที่ชัดเจนเกี่ยวกับการมีอยู่ของมหาสมุทรน้ำใต้พื้นผิวในที่อื่นๆ ในระบบสุริยะ แหล่งที่ได้รับการยืนยันมากที่สุดว่าเป็นมหาสมุทรน้ำใต้พื้นผิวในระบบสุริยะ ได้แก่ ดวงจันทร์ยูโรปาแกนีมีดและคาลิสโต ของดาวพฤหัสบดี และดวงจันทร์ เอนเซลาดัสและไททันของดาวเสาร์[ 6 ]

แม้ว่าโลกจะเป็น ดาวเคราะห์ เพียงดวง เดียวที่รู้จักซึ่งมีแหล่งน้ำเหลวขนาดใหญ่และคงที่บนพื้นผิว และเป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวในระบบสุริยะที่มีลักษณะเช่นนี้ แต่เชื่อกันว่าวัตถุทางดาราศาสตร์อื่นๆ ก็มีมหาสมุทรขนาดใหญ่เช่นกัน[ 7 ]ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2563 นักวิทยาศาสตร์ ของ NASAรายงานว่ามีความเป็นไปได้ที่ดาวเคราะห์นอกระบบที่มีมหาสมุทรอาจพบได้ทั่วไปในกาแล็กซีทางช้างเผือกโดยอิงจากการศึกษาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์[ 8 ] [ 9 ]

โครงสร้างภายในของดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ยังคงไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าภายใต้ความดันสูงมากไฮโดรเจนจะทำหน้าที่เป็นของเหลววิกฤตยิ่งยวดดังนั้นจึงมีความเป็นไปได้ที่จะมีมหาสมุทรของไฮโดรเจนเหลวอยู่ลึกเข้าไปในใจกลางของดาวเคราะห์แก๊สยักษ์เช่นดาวพฤหัสบดี[ 10 ] [ 11 ]มีการตั้งสมมติฐานว่ามี มหาสมุทรของ คาร์บอนเหลว อยู่บน ดาวเคราะห์น้ำแข็งยักษ์โดยเฉพาะดาวเนปจูนและดาวยูเรนัส[ 12 ] [ 13 ]มหาสมุทรแมกมามีอยู่จริงในช่วงเวลาของการก่อตัวบนดาวเคราะห์ใดๆ และดาวบริวาร บางดวง เมื่อดาวเคราะห์หรือดาวบริวารนั้นหลอมเหลวทั้งหมดหรือบางส่วน[ 14 ]

มหาสมุทรนอกโลก

ภาพจำลองของศิลปินเกี่ยวกับมหาสมุทรใต้พื้นผิวของเอนเซลาดัสได้รับการยืนยันเมื่อวันที่ 3 เมษายน 2557 [ 15 ] [ 16 ]
แผนภาพแสดงโครงสร้างภายในของยูโรปา แสดงให้เห็นมหาสมุทรใต้พื้นผิวทั่วโลก

ดาวเคราะห์

เชื่อกันว่า ดาวเคราะห์ยักษ์ก๊าซอย่างดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์นั้นไม่มีพื้นผิว แต่มีชั้นของไฮโดรเจนเหลวแทนอย่างไรก็ตามธรณีวิทยาของดาวเคราะห์ เหล่านี้ ยังไม่เป็นที่เข้าใจดีนัก มีการตั้งสมมติฐานว่าดาวเคราะห์ยักษ์น้ำแข็งอย่างยูเรนัสและเนปจูนอาจมีน้ำร้อนที่มีความดันสูงและ อยู่ในสภาวะ วิกฤตยิ่งยวดอยู่ใต้ชั้นบรรยากาศที่หนาแน่น แม้ว่าองค์ประกอบของพวกมันจะยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ แต่การศึกษาในปี 2006 โดย Wiktorowicz และ Ingersall ได้ตัดความเป็นไปได้ที่ "มหาสมุทร" น้ำดังกล่าวจะมีอยู่บนเนปจูน[ 17 ]แม้ว่ามหาสมุทรของคาร์บอนเหลวโลหะจะเป็นไปได้ก็ตาม

สมมติฐานเกี่ยวกับมหาสมุทรบนดาวอังคารชี้ให้เห็นว่าเกือบหนึ่งในสามของพื้นผิวดาวอังคารเคยปกคลุมด้วยน้ำ แม้ว่าน้ำบนดาวอังคารจะไม่ใช่น้ำในมหาสมุทรอีกต่อไปแล้ว (ส่วนใหญ่จะอยู่ในธารน้ำแข็ง ) ความเป็นไปได้นี้ยังคงได้รับการศึกษาควบคู่ไปกับเหตุผลของการหายไปอย่างเห็นได้ชัด นักดาราศาสตร์บางคนเสนอว่าดาวศุกร์อาจเคยมีน้ำเหลวและอาจมีมหาสมุทรมานานกว่า 2 พันล้านปีแล้ว[ 18 ]

ดาวเทียมธรรมชาติ

เชื่อกันว่าชั้นน้ำเหลวทั่วโลกที่มีความหนาเพียงพอที่จะแยกเปลือกโลกออกจากเนื้อโลกนั้นมีอยู่บนดวง จันทร์บริวาร ของดาวเสาร์ ได้แก่ ไททันยูโรปาเอนเซลาดั ส แกนีมีด [ 19 ] [ 20 ] และไทรทัน [ 21 ] [ 22 ] และอาจมีอยู่ในคาลิสโต [ 23 ] [ 24 ] มิมาส [ 25 ] มิแรนดาและแอเรียล [ 26 ] ด้วย ความแน่นอนที่น้อยกว่า เชื่อกันว่ามี มหาสมุทรแมกมาอยู่บนไอโอ [ 27 ] พบ น้ำพุร้อนหรือปล่องไอน้ำบนดวงจันทร์เอนเซลาดัสของดาวเสาร์ ซึ่งอาจมีต้นกำเนิดมาจากมหาสมุทรที่อยู่ลึกประมาณ 10 กิโลเมตร (6 ไมล์) ใต้เปลือกน้ำแข็งบนพื้นผิว[ 15 ] ดวงจันทร์น้ำแข็งอื่นๆอาจมีมหาสมุทรภายใน หรืออาจเคยมีมหาสมุทรภายในที่ตอนนี้กลายเป็นน้ำแข็งไปแล้ว[ 28 ]

เชื่อกันว่ามี แหล่งไฮโดรคาร์บอนเหลวขนาดใหญ่อยู่บนพื้นผิวของไททันแม้ว่าจะมีขนาดไม่ใหญ่พอที่จะถือว่าเป็นมหาสมุทร และบางครั้งก็ถูกเรียกว่าทะเลสาบหรือทะเล ภารกิจอวกาศ Cassini–Huygensในตอนแรกค้นพบเพียงสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นพื้นทะเลสาบแห้งและร่องน้ำที่ว่างเปล่า ซึ่งบ่งชี้ว่าไททันได้สูญเสียของเหลวบนพื้นผิวที่อาจเคยมีไปแล้ว การบินผ่านไททันในภายหลังได้ให้ภาพเรดาร์และอินฟราเรดที่แสดงให้เห็นทะเลสาบไฮโดรคาร์บอนหลายแห่งในบริเวณขั้วโลกที่เย็นกว่า เชื่อกันว่าไททันมีมหาสมุทรน้ำเหลวใต้พื้นผิวที่อยู่ใต้น้ำแข็ง นอกเหนือจากส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนที่ก่อตัวขึ้นบนเปลือกนอก นอกจากนี้ ยัง มีการตั้งสมมติฐานว่า มิมาสมีมหาสมุทรน้ำเหลวใต้พื้นผิวที่อยู่ใต้เปลือกน้ำแข็ง เนื่องจากเปลือกของมันเคลื่อนที่ขณะหมุนรอบดาวเสาร์ แม้ว่าหลักฐานที่แน่ชัดของมหาสมุทรดังกล่าวจะยังไม่ได้รับการยืนยันในขณะนี้[ 29 ]

ดาวเคราะห์แคระและวัตถุที่อยู่เลยดาวเนปจูนออกไป

แผนภาพแสดงโครงสร้างภายในที่เป็นไปได้ของดาวเคราะห์น้อยเซเรส

ดูเหมือนว่า เซเรสจะแบ่งออกเป็นแกนหิน และชั้น น้ำแข็ง และอาจมีมหาสมุทรน้ำเหลวอยู่ใต้พื้นผิว[ 30 ] [ 31 ]

ยังไม่มีข้อมูลเพียงพอเกี่ยวกับวัตถุขนาดใหญ่ที่อยู่เลยดาวเนปจูนออกไปเพื่อที่จะระบุว่าวัตถุเหล่านั้นเป็นวัตถุที่มีการแบ่งชั้นที่สามารถรองรับมหาสมุทรได้หรือไม่ แม้ว่าแบบจำลองการสลายตัวของกัมมันตรังสีจะชี้ให้เห็นว่าพลูโต [ 32 ] อีริเซดนาและออร์คัสมีมหาสมุทรอยู่ใต้เปลือกน้ำแข็งแข็งที่มีความหนาประมาณ 100 ถึง 180 กิโลเมตร (60 ถึง 110 ไมล์) [ 28 ]ในเดือนมิถุนายน 2020 นักดาราศาสตร์รายงานหลักฐานว่าดาวเคราะห์แคระพลูโตอาจมีมหาสมุทรใต้พื้นผิวและด้วยเหตุนี้จึงอาจมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ได้เมื่อมันก่อตัวขึ้นครั้งแรก[ 33 ] [ 34 ]

นอกระบบสุริยะ

ภาพจำลองดวงจันทร์นอกระบบสุริยะ ขนาดใหญ่ในจินตนาการ ที่มีมหาสมุทรน้ำเหลวอยู่บนพื้นผิว

ดาวเคราะห์บางดวงและดาวบริวารธรรมชาติที่อยู่นอกระบบสุริยะมีแนวโน้มที่จะมีมหาสมุทร (ใต้พื้นผิว) รวมถึงดาวเคราะห์ที่มีมหาสมุทรน้ำซึ่งอาจคล้ายกับโลกในเขตที่อยู่อาศัยได้หรือ "แถบน้ำเหลว" [ 35 ] อย่างไรก็ตาม การตรวจจับมหาสมุทร แม้จะใช้ วิธี สเปกโทรสโกปีก็มีแนวโน้มที่จะทำได้ยากมากและไม่สามารถสรุปผลได้

แบบจำลองทางทฤษฎีถูกนำมาใช้เพื่อทำนายด้วยความน่าจะเป็นสูงว่าGJ 1214 bที่ตรวจพบโดยการผ่านหน้าดาวฤกษ์นั้นประกอบด้วยน้ำแข็ง VII รูปแบบแปลกใหม่ ซึ่งคิดเป็น 75% ของมวล[ 36 ] ทำให้มันเป็นดาวเคราะห์มหาสมุทร

ผู้สมัครที่เป็นไปได้อื่นๆ เป็นเพียงการคาดเดาตามมวลและตำแหน่งในเขตที่อยู่อาศัยได้ ซึ่งรวมถึงดาวเคราะห์ แม้ว่าจะยังไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับองค์ประกอบของพวกมันมากนัก นักวิทยาศาสตร์บางคนคาดเดาว่าKepler-22bอาจเป็นดาวเคราะห์ที่มีลักษณะคล้ายมหาสมุทร[ 37 ]มีการเสนอแบบจำลองสำหรับGliese 581 dที่อาจมีมหาสมุทรบนพื้นผิวGliese 436 bคาดการณ์ว่ามีมหาสมุทรของ "น้ำแข็งร้อน" [ 38 ]ดวงจันทร์ นอกระบบ ที่โคจรรอบดาวเคราะห์ โดยเฉพาะดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ภายในเขตที่อยู่อาศัยได้ของดาวฤกษ์แม่ อาจมีมหาสมุทรบนพื้นผิวได้ในทางทฤษฎี

ดาวเคราะห์ภาคพื้นดินจะได้รับน้ำในระหว่างการก่อตัว ซึ่งบางส่วนจะถูกฝังอยู่ในมหาสมุทรแมกมา แต่ส่วนใหญ่จะเข้าไปในชั้นบรรยากาศที่เป็นไอน้ำ และเมื่อชั้นบรรยากาศเย็นลงก็จะยุบตัวลงสู่พื้นผิวกลายเป็นมหาสมุทร นอกจากนี้ยังมีการปล่อยน้ำออกมาจากเนื้อโลกเมื่อแมกมาแข็งตัว ซึ่งจะเกิดขึ้นแม้แต่กับดาวเคราะห์ที่มีมวลน้ำเป็นเปอร์เซ็นต์ต่ำ ดังนั้น "ดาวเคราะห์นอกระบบซูเปอร์เอิร์ธจึงคาดว่าจะสร้างมหาสมุทรน้ำได้ภายในเวลาหลายสิบถึงหลายร้อยล้านปีหลังจากการชนครั้งใหญ่ครั้งสุดท้าย" [ 39 ]

ของเหลวบนพื้นผิวที่ไม่ใช่น้ำ

ภาพโมเสกสีเทียมจากเรดาร์สังเคราะห์ของทะเลสาบคราเคนบนไททันซึ่งเป็นแหล่งน้ำผิวดินที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่รู้จัก นอกเหนือจาก มหาสมุทรของโลกเกาะขนาดใหญ่มายดาอินซูลาอยู่ทางซ้ายของส่วนบนตรงกลาง และทะเลสาบจิงโปอยู่ทางซ้ายบน ส่วนหนึ่งของทะเลสาบลิเกียปรากฏในภาพทางขวาบน

มหาสมุทร ทะเล ทะเลสาบ และแหล่งน้ำอื่นๆ อาจประกอบด้วยของเหลวอื่นๆ ที่ไม่ใช่น้ำ ตัวอย่างเช่นทะเลสาบไฮโดรคาร์บอน บน ไททันความเป็นไปได้ของทะเลไนโตรเจนบนไทรทันก็ได้รับการพิจารณาเช่นกัน แต่ถูกตัดออกไป[ 40 ]มีหลักฐานว่าพื้นผิวน้ำแข็งของดวงจันทร์แกนี มีด คัลลิ สโตยูโรปาไททัน และเอนเซลาดัสเป็นเปลือกที่ลอยอยู่บนมหาสมุทรของน้ำเหลวที่มีความหนาแน่นสูงมากหรือสารละลายแอมโมเนียใน น้ำ [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ]

ดาวเคราะห์นอก ระบบสุริยะที่มี ลักษณะคล้ายโลกซึ่งอยู่ใกล้ดาวฤกษ์แม่มาก ๆ จะถูกล็อกด้วยแรง โน้มถ่วง ดังนั้นครึ่งหนึ่งของดาวเคราะห์จะเป็นมหาสมุทรแมกมา [ 46 ] เป็น ไปได้เช่นกันว่าดาวเคราะห์ที่มีลักษณะคล้ายโลกเคยมีมหาสมุทรแมกมาในช่วงใดช่วงหนึ่งของการก่อตัวอันเป็นผลมาจากการชนครั้งใหญ่[ 47 ]ดาวเนปจูนร้อนที่อยู่ใกล้ดาวฤกษ์อาจสูญเสียชั้นบรรยากาศผ่านการหลุดออกทางอุทกพลศาสตร์เหลือไว้เพียงแกนกลางที่มีของเหลวต่าง ๆ อยู่บนพื้นผิว[ 48 ] ในบริเวณที่มีอุณหภูมิและความดันที่เหมาะสม สารเคมีระเหยง่ายที่อาจมีอยู่เป็นของเหลวในปริมาณมากบนดาวเคราะห์ ( ธาลาสโซเจน ) ได้แก่แอมโมเนียอาร์กอนคาร์บอนไดซัลไฟ ด์ อีเทไฮดราซีนไฮโดรเจนไฮโดรเจนไซยาไนด์ไฮโดรเจนซัลไฟด์มีเทนนีออนไนโตรเจนไนตริกออกไซด์ฟอสฟีนไซเลนกรดซัลฟิวริกและน้ำ[ 49 ]

ของไหลยิ่งยวดแม้จะไม่ใช่ของเหลว แต่ก็มีคุณสมบัติหลายอย่างร่วมกับของเหลว ใต้ชั้นบรรยากาศหนาของดาวเคราะห์ยูเรนัสและเนปจูนคาดว่าดาวเคราะห์เหล่านี้ประกอบด้วยมหาสมุทรของส่วนผสมของของเหลวร้อนที่มีความหนาแน่นสูงของน้ำ แอมโมเนีย และสารระเหยอื่นๆ[ 50 ]ชั้นนอกที่เป็นก๊าซของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์เปลี่ยนไปเป็นมหาสมุทรของไฮโดรเจนยิ่งยวด อย่าง ราบรื่น[ 51 ] [ 52 ]บรรยากาศของดาวศุกร์ ประกอบด้วย คาร์บอนไดออกไซด์ 96.5% และเป็นของไหลยิ่งยวดที่พื้นผิว

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Planetary_oceanography&oldid=1354997234 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ สมุทรศาสตร์ดาวเคราะห์

สมุทรศาสตร์ดาวเคราะห์ หรือที่เรียกว่า สมุทรศาสตร์อวกาศ หรือ สมุทรศาสตร์นอก โลก [ 1 ] คือ การ ศึกษา มหาสมุทร บนดาวเคราะห์และดวงจันทร์ดวงอื่นที่ไม่ใช่ โลก...

มหาสมุทรนอกโลก

ภาพจำลองของศิลปินเกี่ยวกับมหาสมุทรใต้พื้นผิวของเอนเซลาดัสได้รับการยืนยันเมื่อวันที่ 3 เมษายน 2557 [ 15 ] [ 16 ] แผนภาพแสดงโครงสร้างภายในของยูโรปา แสดงให้เห็นมหาสมุทรใต้พื้นผิวทั่วโลก

ดาวเคราะห์

เชื่อกันว่า ดาวเคราะห์ ยักษ์ก๊าซ อย่าง ดาวพฤหัสบดี และ ดาวเสาร์ นั้นไม่มีพื้นผิว แต่มีชั้นของ ไฮโดรเจนเหลวแทน อย่างไรก็ตาม ธรณีวิทยาของดาวเคราะห์ เหล่านี้ ยังไม่เป็นที่เข้าใจดีนัก มีการตั้งสมมติฐานว่า ดาวเคราะห์ยักษ์น้ำแข็ง อย่างยูเรนัส และ เนปจูน...

ดาวเทียมธรรมชาติ

เชื่อกันว่าชั้นน้ำเหลวทั่วโลกที่มีความหนาเพียงพอที่จะแยกเปลือกโลกออกจากเนื้อโลกนั้นมีอยู่บนดวง จันทร์บริวาร ของดาวเสาร์ ได้แก่ ไททัน ยูโร ปา เอนเซลา ดั ส แกนีมีด [ 19 ] [ 20 ] และ ไทร ทัน [ 21 ] [ 22 ] และ อาจมีอยู่ใน คาลิสโต [ 23 ] [ 24 ] มิ มาส [ 25 ] มิ...