Objetivos de la lección
- Describir las características clave de cada uno de los planetas interiores.
- Comparar cada uno de los planetas interiores con la Tierra y entre sí.
Vocabulario
- día
- planetas interiores
- planetas terrestres
- año
- Los cuatro planetas interiores, o planetas terrestres, tienen superficies sólidas y rocosas.
- La Tierra, el tercer planeta desde el Sol, es el único planeta con grandes cantidades de agua líquida, y el único planeta conocido por albergar vida. La Tierra tiene una gran luna redonda.
- Mercurio es el planeta más pequeño y es el más cercano al Sol. Con su atmósfera extremadamente delgada, Mercurio tiene un gran rango de temperaturas. Al igual que la Luna, está cubierto de cráteres.
- Venus es el segundo planeta desde el Sol y el más cercano a la Tierra, en distancia y en tamaño. Con su gruesa y corrosiva atmósfera, la temperatura de la superficie es extremadamente alta.
- Venus tiene zonas montañosas, así como volcanes rodeados de llanuras de lava.
- Marte es el cuarto planeta desde el Sol. Marte es de color rojizo y tiene la mayor montaña y el mayor cañón del sistema solar. Tiene dos lunas pequeñas.
- El hielo de agua se encuentra en los casquetes polares y bajo la superficie de Marte.
- Los primeros humanos podrían llegar a Marte en algún momento de las próximas décadas. A qué condiciones se enfrentarán? Por qué crees que iremos a Marte en lugar de a Mercurio o Venus?
- ¿Por qué los cuatro planetas interiores se llaman planetas terrestres? Cómo podría ser un planeta si no fuera un planeta terrestre?
Introducción
¿Qué pruebas tienen los geólogos planetarios para determinar la geología de los planetas interiores? En la Tierra, los científicos pueden recoger y analizar la química de las muestras, realizar una datación radiométrica para determinar su edad y observar las imágenes de los satélites para ver las características a gran escala. Los exploradores han aterrizado en Marte y han enviado enormes cantidades de información, pero gran parte del resto de lo que se sabe sobre los planetas interiores procede de las imágenes de los satélites.
Los planetas interiores
Los planetas interiores, o planetas terrestres, son los cuatro planetas más cercanos al Sol: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. La siguiente figura muestra los tamaños relativos de estos cuatro planetas interiores.
Esta composición muestra los tamaños relativos de los cuatro planetas interiores. De izquierda a derecha, son Mercurio, Venus, la Tierra y Marte.
Tierra
Aunque la Tierra es el tercer planeta fuera del Sol, esta lección comenzará aquí. Sabemos mucho más sobre la Tierra, por lo que lo que sabemos puede servir para comparar con los demás planetas.
¿Cuáles son los rasgos más distintivos de la Tierra? Esta famosa imagen de la Tierra fue tomada durante la misión Apolo 17 a la Luna. Puedes encontrar un huracán? Una tormenta que gira en sentido contrario al huracán?
La superficie de la Tierra y la vida
Como puedes ver en (la figura de arriba), la Tierra tiene vastos océanos de agua líquida, grandes masas de tierra expuesta y una atmósfera dinámica con nubes de vapor de agua. La Tierra también tiene hielo que cubre sus regiones polares. La temperatura media de la superficie de la Tierra es de 14°C (57°F). El agua es un líquido a esta temperatura, pero el planeta también tiene agua en sus otros dos estados, sólido y gaseoso. Los océanos y la atmósfera ayudan a mantener la temperatura de la superficie de la Tierra bastante estable.
Hasta el momento, la Tierra es el único planeta conocido que tiene vida. La presencia de agua líquida, la capacidad de la atmósfera para filtrar las radiaciones nocivas y muchas otras características hacen que el planeta sea especialmente adecuado para albergar vida. La vida y la Tierra se afectan mutuamente; por ejemplo, la evolución de las plantas permitió que el oxígeno entrara en la atmósfera en cantidades suficientes para que los animales evolucionaran. Aunque no se ha encontrado vida en otros lugares del sistema solar, es posible que otros planetas o satélites alberguen formas de vida primitivas. También es posible que se encuentre vida en otros lugares del universo.
Estructura y tectónica de placas
El calor que quedó de la acreción del planeta, la compresión gravitatoria y la desintegración radiactiva permitieron que la Tierra se fundiera, probablemente más de una vez. Al enfriarse posteriormente, la gravedad atrajo el metal hacia el centro para crear el núcleo. Las rocas más pesadas formaron el manto y las más ligeras la corteza.
La corteza terrestre está dividida en placas tectónicas, que se mueven en la superficie debido al manto convectivo que hay debajo. El movimiento de las placas provoca otras actividades geológicas, como terremotos, volcanes y la formación de montañas. La ubicación de estas características está relacionada, en su mayoría, con los límites actuales o anteriores de las placas. La Tierra es el único planeta del que se sabe que tiene tectónica de placas.
Movimientos de la Tierra y satélites
La Tierra gira sobre su eje una vez al día, por definición. La Tierra orbita el Sol una vez cada 365,24 días, lo que se define como un año. La Tierra tiene una gran luna, que orbita la Tierra una vez cada 29,5 días, un período conocido como un mes.
La luna de la Tierra es la única luna grande que orbita un planeta terrestre en el sistema solar. La Luna está cubierta de cráteres; también tiene grandes llanuras de lava. El enorme número de cráteres sugiere que la superficie de la Luna es antigua. Hay pruebas de que la Luna se formó cuando un objeto grande -quizá tan grande como el planeta Marte- chocó con la Tierra en un pasado lejano (Figura inferior).
Además de su Luna, la Tierra es orbitada por una gran cantidad de desechos espaciales, restos de satélites y etapas de cohetes.
Mercurio
El planeta más pequeño, Mercurio, es el más cercano al Sol. Como Mercurio está tan cerca del Sol, es difícil de observar desde la Tierra, incluso con un telescopio. Sin embargo, la nave espacial Mariner 10, mostrada en la figura siguiente, visitó Mercurio de 1974 a 1975. La nave MESSENGER lleva estudiando Mercurio en detalle desde 2005. La nave se encuentra actualmente en órbita alrededor del planeta, donde está creando mapas detallados. MESSENGER son las siglas de Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging.
(a) El Mariner 10 realizó tres sobrevuelos de Mercurio en 1974 y 1975. (b) Una imagen de 2008 compilada a partir de un sobrevuelo de MESSENGER.
Como muestra la figura siguiente, la superficie de Mercurio está cubierta de cráteres, como la luna de la Tierra. Los antiguos cráteres de impacto significan que durante miles de millones de años Mercurio no ha cambiado mucho geológicamente. Además, al tener muy poca atmósfera, los procesos de meteorización y erosión no desgastan las estructuras del planeta.
Mercurio está cubierto de cráteres, como la luna de la Tierra. MESSENGER ha tomado imágenes extremadamente detalladas de la superficie del planeta.
Hay muchas imágenes, películas y actividades en el sitio de MESSENGER: http://messenger.jhuapl.edu/index.php.
Año corto, días largos
Mercurio recibe su nombre del dios mensajero romano, que podía correr con extrema rapidez, al igual que el planeta se mueve muy rápido en su órbita alrededor del Sol. Un año en Mercurio -el tiempo que tarda en orbitar el Sol- es de sólo 88 días terrestres.
A pesar de sus años tan cortos, Mercurio tiene días muy largos. Un día se define como el tiempo que tarda un planeta en girar sobre su eje. Mercurio gira lentamente sobre su eje, girando exactamente tres veces por cada dos veces que orbita alrededor del Sol. Por lo tanto, cada día en Mercurio tiene una duración de 57 días terrestres. En otras palabras, en Mercurio, un año sólo dura un día y medio de Mercurio
Temperaturas extremas
Mercurio está cerca del Sol, por lo que puede hacer mucho calor. Sin embargo, Mercurio prácticamente no tiene atmósfera, ni agua que aísle la superficie, y gira muy lentamente. Por estas razones, las temperaturas en la superficie de Mercurio varían mucho. A la luz directa del sol, la superficie puede alcanzar los 427°C. En el lado oscuro, o en las sombras dentro de los cráteres, la superficie puede ser tan fría como -183°C (-297°F). Aunque la mayor parte de Mercurio es extremadamente seca, los científicos creen que puede haber una pequeña cantidad de agua en forma de hielo en los polos de Mercurio, en zonas que nunca reciben luz solar directa.
Un núcleo de metal líquido
La siguiente figura muestra un diagrama del interior de Mercurio. Mercurio es uno de los planetas más densos. Su núcleo líquido, relativamente grande y formado principalmente por hierro fundido, ocupa alrededor del 42% del volumen del planeta.
Mercurio contiene una fina corteza, un manto y un gran núcleo líquido rico en hierro.
Venus
Nombrado en honor a la diosa romana del amor, Venus es el único planeta con nombre de mujer. Las espesas nubes de Venus reflejan bien la luz del sol, por lo que Venus es muy brillante. Cuando es visible, Venus es el objeto más brillante del cielo, además del Sol y la Luna. Como la órbita de Venus está dentro de la órbita de la Tierra, Venus siempre aparece cerca del Sol. Cuando Venus sale justo antes de que salga el Sol, el objeto brillante se llama estrella de la mañana. Cuando se pone justo después de que se ponga el Sol, es la estrella vespertina.
De los planetas, Venus es el más parecido a la Tierra en tamaño y densidad. Venus es también nuestro vecino más cercano. La estructura interior del planeta es similar a la de la Tierra, con un gran núcleo de hierro y un manto de silicatos (figura inferior). Pero el parecido entre los dos planetas interiores termina ahí.
Descubre más sobre Venus en el siguiente enlace: http://www.nasa.gov/worldbook/venus_worldbook.html.
El interior de Venus es similar al de la Tierra.
Movimiento
Venus gira en una dirección opuesta a la de los demás planetas y contraria a la que orbita alrededor del Sol. Esta rotación es extremadamente lenta, sólo una vuelta cada 243 días. Esto es más largo que un año en Venus: Venus tarda sólo 224 días en orbitar el Sol.
Atmósfera extrema
Venus está cubierto por una gruesa capa de nubes, como se muestra en las imágenes de Venus tomadas en longitudes de onda ultravioleta (Figura inferior).
Esta imagen ultravioleta del Orbitador de Venus Pioneer muestra gruesas capas de nubes en la atmósfera de Venus.
Las nubes de Venus no están hechas de vapor de agua como las de la Tierra. Las nubes de Venus están hechas principalmente de dióxido de carbono con un poco de dióxido de azufre – y también contienen ácido sulfúrico corrosivo. Como el dióxido de carbono es un gas de efecto invernadero, la atmósfera atrapa el calor del Sol y crea un potente efecto invernadero. Aunque Venus está más lejos del Sol que Mercurio, el efecto invernadero hace que Venus sea el planeta más caliente. Las temperaturas en la superficie alcanzan los 465°C (860°F). Eso es lo suficientemente caliente como para fundir el plomo.
La atmósfera de Venus es tan densa que la presión atmosférica en la superficie del planeta es 90 veces mayor que la presión atmosférica en la superficie de la Tierra. La densa atmósfera oculta totalmente la superficie de Venus, incluso desde las naves espaciales que orbitan el planeta.
Superficie de Venus
Como las naves espaciales no pueden ver a través de la espesa atmósfera, se utiliza el radar para cartografiar la superficie de Venus. Muchas de las características que se encuentran en la superficie son similares a las de la Tierra y, sin embargo, son muy diferentes. La siguiente figura muestra un mapa topográfico de Venus elaborado por la sonda Magallanes utilizando el radar.
Esta imagen en falso color de Venus fue realizada a partir de los datos de radar recogidos por la sonda Magallanes entre 1990 y 1994. Qué características puedes identificar?
Las naves espaciales en órbita han utilizado el radar para revelar montañas, valles y cañones. La mayor parte de la superficie tiene grandes zonas de volcanes rodeadas de llanuras de lava. De hecho, Venus tiene muchos más volcanes que cualquier otro planeta del sistema solar y algunos de esos volcanes son muy grandes.
La mayoría de los volcanes ya no están activos, pero los científicos han encontrado evidencias de que hay algún vulcanismo activo (Figura inferior). Piensa en lo que sabes sobre la geología de la Tierra y lo que produce los volcanes. ¿Qué sugiere la presencia de volcanes sobre la geología de Venus? ¿Qué pruebas buscarías para encontrar las causas del vulcanismo en Venus?
Esta imagen del volcán Maat Mons con lechos de lava en primer plano fue generada por un ordenador a partir de datos de radar. El color rojizo-anaranjado se acerca a lo que los científicos creen que sería el color de la luz solar en la superficie de Venus.
Venus también tiene muy pocos cráteres de impacto en comparación con Mercurio y la Luna. ¿Cuál es el significado de esto? La Tierra también tiene menos cráteres de impacto que Mercurio y la Luna. ¿Es por la misma razón que Venus tiene menos cráteres de impacto?
Es difícil para los científicos averiguar la historia geológica de Venus. El entorno es demasiado duro para que un rover vaya allí. Es aún más difícil para los estudiantes averiguar la historia geológica de un planeta lejano basándose en la información dada aquí. Sin embargo, podemos reconstruir algunas cosas.
En la Tierra, el vulcanismo se genera porque el interior del planeta es caliente. Gran parte de la actividad volcánica es causada por la actividad de las placas tectónicas. Pero en Venus no hay evidencias de límites de placas y los rasgos volcánicos no se alinean como lo hacen en los límites de placas.
Debido a que la densidad de los cráteres de impacto puede utilizarse para determinar la antigüedad de la superficie de un planeta, el escaso número de cráteres de impacto significa que la superficie de Venus es joven. Los científicos creen que en Venus se producen frecuentes resurgimientos en todo el planeta, con vulcanismo en muchos lugares. La causa es el calor que se acumula bajo la superficie y que no tiene salida hasta que finalmente destruye la corteza y da lugar a los volcanes.
Marte
Marte es el cuarto planeta desde el Sol, y el primer planeta más allá de la órbita de la Tierra (Figura inferior). Marte es un planeta bastante diferente de la Tierra y, sin embargo, más parecido que cualquier otro. Marte es más pequeño, más frío, más seco y parece no tener vida, pero los volcanes son comunes a ambos planetas y Marte tiene muchos.
Marte es fácil de observar por lo que Marte ha sido estudiado más a fondo que cualquier otro planeta extraterrestre. Las sondas espaciales, los rovers y los satélites en órbita han aportado información a los geólogos planetarios. Aunque ningún ser humano ha pisado Marte, tanto la NASA como la Agencia Espacial Europea se han fijado como objetivo enviar personas a Marte en algún momento entre 2030 y 2040.
Descubre todo lo que quieres saber sobre Marte en http://mars.jpl.nasa.gov/extreme/.
Esta imagen de Marte, tomada por el telescopio espacial Hubble en octubre de 2005, muestra el color rojo del planeta, una pequeña capa de hielo en el polo sur y una tormenta de polvo.
Un planeta rojo
Visto desde la Tierra, Marte es de color rojizo. Los antiguos griegos y romanos nombraron al planeta en honor al dios de la guerra. Pero la superficie no es roja por la sangre, sino por las grandes cantidades de óxido de hierro que hay en el suelo.
La atmósfera marciana es muy fina en relación con la de la Tierra y tiene una presión atmosférica mucho menor. Aunque la atmósfera está compuesta principalmente por dióxido de carbono, el planeta sólo tiene un débil efecto invernadero, por lo que las temperaturas son sólo ligeramente más altas que si el planeta no tuviera atmósfera.
Características de la superficie
Mares tiene montañas, cañones y otras características similares a la Tierra. ¡Algunas de estas características de la superficie son sorprendentes por su tamaño! Olympus Mons es un volcán en escudo, similar a los volcanes que conforman las islas hawaianas. Pero el Olympus Mons es también la montaña más grande del sistema solar (Figura inferior).
El Olympus Mons está a unos 27 km (16,7 millas/88.580 pies) por encima de la superficie marciana, más de tres veces más alto que el Monte Everest. La base del volcán es aproximadamente del tamaño del estado de Arizona.
Mares también tiene el mayor cañón del sistema solar, el Valles Marineris (Figura inferior).
Mares tiene más cráteres de impacto que la Tierra, aunque menos que la Luna. Aquí se puede ver un vídeo que compara las características geológicas de Marte y la Tierra: Mars tectonics video http://news.discovery.com/videos/space-3-questions-mars-tectonics.html
¿Hay agua en Marte?
El agua no puede permanecer en forma líquida en Marte porque la presión atmosférica es demasiado baja. Sin embargo, hay mucha agua en forma de hielo e incluso prominentes casquetes de hielo (Figura inferior). Los científicos también creen que hay mucho hielo de agua presente justo debajo de la superficie marciana. Este hielo puede derretirse cuando los volcanes entran en erupción, y el agua puede fluir a través de la superficie temporalmente.
El casquete polar norte de Marte.
Los científicos piensan que el agua fluyó una vez sobre la superficie marciana porque hay rasgos superficiales que parecen cañones erosionados por el agua (Figura inferior). La presencia de agua en Marte, aunque ahora esté congelada en forma de hielo, sugiere que podría haber existido vida en Marte en el pasado.
El explorador de Marte recogió grupos redondeados de cristales que, en la Tierra, se sabe que se forman en el agua.
Dos lunas marcianas
Marte tiene dos lunas muy pequeñas que son cuerpos rocosos irregulares (Figura inferior). Fobos y Deimos llevan el nombre de personajes de la mitología griega: los dos hijos de Ares, que siguieron a su padre en la guerra. Ares equivale al dios romano Marte.
Marte tiene dos pequeñas lunas, Fobos (izquierda) y Deimos (derecha). Ambas fueron descubiertas en 1877 y se cree que son asteroides capturados.
KQED: Buscando vida en Marte
El Laboratorio Científico de Marte fue lanzado el 26 de noviembre de 2011 y buscará cualquier evidencia de que el Planeta Rojo fue alguna vez capaz de albergar vida. Curiosity es un rover del tamaño de un coche que está rastreando el planeta rojo en busca de pistas; aterrizó en agosto de 2012. Más información en:http://science.kqed.org/quest/video/searching-for-life-on-mars/.
Resumen de la lección
Preguntas de repaso
1. Nombra los planetas interiores desde el Sol hacia afuera. A continuación, nómbrelos de menor a mayor.
2. ¿Por qué las temperaturas de algunos planetas varían mucho? ¿Por qué algunas temperaturas son mucho menos variables?
3. ¿Por qué Venus tiene temperaturas más altas que Mercurio?
4. ¿Cómo se hacen los mapas de Venus?
5. Nombra dos formas principales en las que la Tierra es diferente a cualquier otro planeta.
6. ¿Por qué Marte es rojo?
7. Supón que estás planeando una misión a Marte. Identifica dos lugares en los que podrías conseguir agua en el planeta. ¿Por qué es esto importante?