Maan kaltainen planeetta (kiviplaneetta) – määritelmä, rakenne, esimerkit
Maan kaltainen planeetta eli kiviplaneetta on planeetta, jonka massa ja koostumus ovat pääosin kivisiä eli silikaatteja ja metallia. Tällaiset planeetat koostuvat suurimmaksi osaksi kivestä (silikaatista) ja niillä on yleensä erottuva sisäinen rakenne, joka syntyy lämpö- ja eriytymisprosesseissa. Maa on selkein ja tunnetuin esimerkki tällaisesta planeetasta, ja siksi termiä käytetään usein kuvaamaan planeettoja, jotka muistuttavat Maata rakenteeltaan.
Rakenne
Kiviplaneetan sisäinen rakenne voidaan yleisesti jakaa kolmeen pääosaan:
- Ydin – metallinen osa, joka koostuu pääosin raudasta ja nikkelistä. Ydin voi jakautua kiinteään sisäydin ja nestemäiseen ulkoydin -osaan; nestemäinen ydin voi synnyttää magneettikentän.
- Vaippa – silikaattipitoinen, viskoosi kerros, joka sijaitsee ytimen ja kuoren välissä. Vaipan konvektio vaikuttaa planeetan geologiseen aktiivisuuteen, kuten tulivuoritoimintaan ja litosfäärin liikkeisiin.
- Kuori – ohin pintaosa, jossa sijaitsevat pinnan muodostumat kuten vuoret, kraatterit ja laavat. Kuori voi olla murtunut litosfääriksi, joka voi liikkua ja muuttua ajan myötä.
Pinta ja ilmakehä
Kiviplaneettojen pinnat ja ilmakehät voivat vaihdella suuresti. Usein sanotaan, että ne muistuttavat Maata — tämä pitää paikkansa suurimmaksi osaksi rakenteen ja koostumuksen osalta, mutta ei pinnan tai ilmakehän osalta. Esimerkiksi lämpötila, kaasukoostumus ja paine voivat olla täysin erilaisia: joillain kiviplaneetoilla ilmakehä voi olla erittäin ohut, toisilla paksu ja tiheä. Pinnat voivat olla kuivia, jäisiä tai peittyneitä basalttisiin laavatasanteisiin.
Esimerkit aurinkokunnassamme
Perinteisesti Maa laajennettiin koskemaan myös muita Aurinkokunnan kiviplaneettoja:
- Merkurius — pieni, tiheä planeetta, lähes ilman ilmakehää; pinnalla paljon kraattereita.
- Venus — kivinen planeetta, jonka pinnalla on erittäin tiheä hiilidioksidipitoinen ilmakehä ja voimakas kasvihuoneilmiö; pinnan lämpötila on äärimmäisen korkea.
- Maa — ainoa tunnettu elämää kantava kiviplaneetta, jolla on sopiva lämpötila, vedestä koostuva pinta ja hengittämistä mahdollistava ilmakehä.
- Mars — kylmempi ja kevyempi kuin Maa, ohuella hiilidioksidipitoisella ilmakehällä; pinnalla merkkejä menneestä vedestä ja mahdollisesti menneestä geologisesta aktiivisuudesta.
Eksoplaneetat ja luokittelu
Kun muita tähtiä kiertävien planeettojen (eksoplaneettojen) löytyminen yleistyi, termi "maan kaltainen planeetta" laajeni koskemaan kaikkia kivipitoisia planeettoja, jotka kiertävät mitä tahansa tähteä. Eksoplaneettojen luokittelussa käytetään usein säteitä ja massoja erottelemaan kiviplaneetat kaasujättiläisistä. Observaatiot viittaavat siihen, että planeetat, joiden säde on suunnilleen alle 1,5–1,6 Maan säteen arvoa, ovat todennäköisemmin kivisiä, kun taas suuremmat planeetat kertyvät usein paksumman kaasukehän.
Muodostuminen ja kehitys
Kiviplaneetat syntyvät protoplanetaarisessa kiekossa tähden ympärillä, kun jauhe- ja kiviainespartikkelit kasaantuvat ja muodostavat suurempia kappaleita. Kun kappale saavuttaa riittävän massan, sen sisäinen lämpö alkaa eriyttää raskaampia alkuaineita kohti ydintä ja kevyempiä kohti pintaa — tämä prosessi johtaa tyypilliseen ydin–vaippa–kuori -rakenteeseen. Lateraalinen kehitys, törmäykset ja kaasun häviäminen muokkaavat planeetan pintaa ja ilmakehää edelleen.
Elinkelpoisuus ja tutkimus
Maan kaltaisten planeettojen elinkelpoisuutta arvioidaan useiden tekijöiden perusteella: pintaolosuhteet, lämpötila (planetaarinen sijainti eli habitability-alue), läsnäolo vettä, ilmakehän koostumus, magneettikenttä joka suojaa säteilyltä sekä geologinen aktiivisuus kuten tektoniikka joka vaikuttaa hiili- ja ravinnekiertoon. Siksi kiviplaneettojen tutkimus on avainasemassa etsittäessä elämää Aurinkokunnan ulkopuolelta.
Päätelmä
Maan kaltainen planeetta (kiviplaneetta) tarkoittaa planeettaa, jonka perustana ovat kiteiset silikaatit ja metallit, ja jolla on tyypillisesti eriytynyt ydin–vaippa–kuori -rakenne. Vaikka monet kiviplaneetat muistuttavat Maata koostumukseltaan, niiden pinnan olosuhteet ja ilmakehät voivat olla hyvin erilaisia. Aurinkokunnan esimerkit — Merkurius, Venus, Maa ja Mars — näyttävät lajittelun eri ääripäät, ja eksoplaneettojen tutkimus laajentaa käsitystämme näiden maailmojen monimuotoisuudesta.
Maanpäälliset planeetat. Vasemmalta oikealle: Merkurius, Venus, Maa ja Mars.
Rakenne
Kaikilla maanpäällisillä planeetoilla on ydin, vaippa ja kuori. Ne muistuttavat hieman keitettyä kananmunaa: keskellä oleva keltuainen on ydin, valkoinen valkuainen on vaippa ja kuori on kuori. Maanpäällisen planeetan kuori on ohut, ja ytimen ja vaipan osuus on suuri, joskus ytimen ollessa hyvin suuri ja joskus paljon pienempi. Maanpäällisillä planeetoilla on metallinen, enimmäkseen rautaa sisältävä ydin, jossa on kivinen vaippa ja kuori.
Kaikilla maanpäällisillä planeetoilla on samantyyppinen rakenne: keskeinen metallinen ydin, joka on enimmäkseen rautaa, ja sitä ympäröivä silikaattivaippa.
Kuu on samanlainen, mutta sen rautaydin on paljon pienempi. Io ja Europa ovat myös satelliitteja, joiden sisäiset rakenteet muistuttavat maanpäällisten planeettojen rakenteita. Maanpäällisillä planeetoilla voi olla kanjoneita, kraattereita, vuoria, tulivuoria ja muita pintarakenteita riippuen veden esiintymisestä ja tektonisesta toiminnasta. Maanpäällisillä planeetoilla on sekundaarinen ilmakehä, joka on peräisin tulivuorista, meteoriiteista ja fotosynteesistä. Jättiläisplaneetoilla niiden ilmakehät ovat primaarisia, jotka on saatu suoraan alkuperäisestä aurinkosumusta.
