Но есть еще мечта, чудесней и заветней

Вид материалаДокументы

Содержание


Радиационная обстановка
Гравитационные аномалии
Высочайшая вершина мира
Большие вулканы Фарсиды
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

Радиационная обстановка



ссылка скрыта


Глобальная карта оценочных количеств частиц высокой энергии космической радиации, достигающих поверхности Марса, представляющих опасность для здоровья будущих исследователей планеты. Оценки основаны на измерениях интенсивности космических лучей, сделанных на пути к Марсу с помощью инструментов «Марс-Одиссея» и информации о высотах поверхности, полученные с помощью лазерного высотомера «Марс Глобал Сервейора». Ожидается, что самые низкие области будут получать наименьшее количество радиации, потому что такие области имеют большее количество атмосферы над собой, которая способна блокировать часть радиации.

Цвета на карте определяются оцененным уровнем риска для человека – сколько раз в год каждое клеточное ядро человека было бы поражено попаданием космической частицы высокой энергиии. Диапазон риска изменяется от двух ударов - умеренный уровень риска (зеленый цвет), до восьми ударов– высокий уровень (красный цвет).


ссылка скрыта


Глобальная карта оценочных количеств радиационной опасности от космических лучей, достигающих поверхности Марса, представляющих опасность для здоровья будущих исследователей планеты. Оценки основаны на измерениях интенсивности космических лучей, сделанных на пути к Марсу с помощью инструментов «Марс-Одиссея» и информации о высотах поверхности, полученные с помощью лазерного высотомера «Марс Глобал Сервейора». Ожидается, что самые низкие области будут получать наименьшее количество радиации, потому что такие области имеют большее количество атмосферы над собой, которая способна блокировать часть радиации.

Цвета на карте определяются оцененной ежегодной дозой радиации, которую может получить человек, находясь в этих местах Марса в rem, единицах лучевой дозы. Диапазон изменяется от 10 rem (темно-синий цвет) 20 rem (темно-красный цвет). Доза радиации, которую получают космонавты на Международной Космической Станции, составляет порядка 20 – 40 rem.


Гравитационные аномалии


Карты гравитации Марса (цвета показывают отличия местных величин гравитации от среднего значения):


ссылка скрыта


Обратите внимание на малую корреляцию параметров гравитации с общепланетной топографией.


ссылка скрыта


(1 гал =1 см/сек2, 1 мгал (миллигал) = 10-3 гал)


Высочайшая вершина мира


Гора Олимп (Olympus Mons), как известно, является величайшей по высоте среди всех возвышенностей Солнечной Системы.

Даже на общепланетном фоне Олимп выглядит весьма внушительно:


ссылка скрыта


Изображение сделано аппаратом «Марс Глобал Сервейор». На нем виден терминатор - линия, отделяющая день от ночи. Два гигантских вулкана: Олимп (слева от центра) и гора Аскрийская (внизу справа) поднимаются над сезонным туманом и облаками, состоящими из частиц водяного льда.


ссылка скрыта


Эта фотомозаика вулкана и его ближайших окрестностей получена аппаратом «Викинг-1» в 1978 году.


ссылка скрыта


Олимп отдельно от окружающего пейзажа. Более современный снимок (сделан «Марс Глобал Сервейером» 20 октября 1997 года).


ссылка скрыта


Олимп расположен на северо-западе гор Фарсида. Диаметр основания этой горы достигает 550 км, а высота ее ранее оценивалась в 27 км, что отражено на рисунке, при этом Олимп оказывается в три раза превосходящим по высоте Эверест, высочайшую вершину Земли. Почти по всему периметру основания этого вулкана прослеживается уступ высотой в несколько километров, что отличает этот вулкан от других марсианских вулканов. На рисунке представлены примерные соотношения Эвереста и Мауна-Кеа, самого высокого вулкана на Земле, который вместе со своим подводным основанием является более высоким, чем Эверест. Вершина Олимпа увенчана огромной 75-километровой кальдерой (кальдера – это провал, часто образующийся на вершине вулкана – вулканический кратер).

На Земле самый крупный щитовой вулкан - Мауна Лоа на Гавайских островах - имеет поперечник у основания до 200 км и высоту 9 км над дном океана. Таким образом, объем крупнейшего земного вулкана составляет всего около 10% объема горы Олимп.

К настоящему времени данные "Марс Глобал Сервейора" существенно изменили наше представление о рельефе Марса, в том числе и значительно «принизив» Олимп - его высота определена в 21,2 км, вместо 27 км, как считалось ранее.


ссылка скрыта


Этот вид горы Олимп получен орбитальным аппаратом «Марс Глобал Сервейор» 25 апреля 1998 года. Север здесь слева, восток - сверху.

Космический аппарат двигался с севера на юг (слева направо) на высоте 900 км. Внизу было холодное зимнее утро. Над западной стороной вулкана (нижняя часть фотографии) было ясно, и детали на поверхности различимы очень четко. Облака окутывали подножие с восточной стороны вулкана, однако над ним самим видимость была хорошей.

На последующих изображениях представлены виды трехмерной реконструкции Олимпа, сделанной на основе данных, полученных космическими аппаратами:


ссылка скрыта


При своей огромной высоте и ширине почти такой же, как вся цепь Гавайских островов, этот гигантский вулкан является "плоским как блин". Это, конечно, преувеличение, но все же крутыми склоны Олимпа не назовешь - уклон в среднем составляет порядка 2 к 5 (т.е., чтобы подняться на две единицы высоты, надо пройти пять единиц длины).


ссылка скрыта


Вид с другого ракурса.


ссылка скрыта


Более общий вид Олимпа и его окрестностей.


ссылка скрыта


Фотомозаика кальдеры Олимпа, сделанная орбитальным аппаратом «Викинг-1» Кальдера включает ряд кратеров, сформированных повторным обрушением поверхности.


ссылка скрыта


Снимок сделан аппаратом «Марс Экспресс». Изображение охватывает область размером 102 километра, глубина кальдеры достигает трех километров. Для сравнения: кальдеры вулканов на Гавайях имеют диаметр до 18 километров.


ссылка скрыта


Участок кальдеры. Разрешение изображения 19 м/пиксель.


ссылка скрыта


Край кальдеры. Справа внизу можно заметить узкий канал, сформированный потоком лавы. Показанная область имеет ширину приблизительно 7,9 км.


ссылка скрыта


Перспективный вид на кальдеру. Составлен по снимкам «Марс Экспресса».


Общий вид (мозаика из снимков «Викинга», полученных в конце 1970-ых годов), на котором прямоугольником показано местоположение более детального вида:


ссылка скрыта


Более детальный вид местности на вершине Олимпа, представляющий собой полосу шириной 3 км и длиной 91 км:


ссылка скрыта


ссылка скрыта


Западный склон вулкана. Снимок был сделан с высоты 266 км с разрешением приблизительно 25 метров на пиксель. Северное направление здесь - справа.


ссылка скрыта


Обрыв на участке склона Олимпа.


ссылка скрыта


Перспективный вид участка фланга горы Олимп.


ссылка скрыта


Крупный план участка фланга Олимпа.

(Эти два изображения составлены по снимкам «Марс Экспресса»).


ссылка скрыта


На этом снимке видны пути излияния лавы, которая текла здесь во времена геологической молодости Олимпа вниз по юго-восточному склону вулкана. Поверхность потоков лавы свободна от кратеров, что свидетельствует об их относительно недавнем формировании.


ссылка скрыта


Потоки лавы на южном склоне вулкана.


ссылка скрыта


Следы лавы на склоне Олимпа подобны натекам воска от свечи. Многократные потоки от огромного числа извержений накладывались один на другой, пока получившаяся гора лавы не достигла высоты 21,2 км выше среднего марсианского уровня.


ссылка скрыта


Хотя, исходя из малого наклона вулкана, может показаться, что на него легко можно было бы взобраться пешком, задача эта может оказаться далеко не простой. И уж во всяком случае – не везде. Это изображение высокого разрешения показывает вид западного склона Олимпа, и этот участок явно представляет собой не лучшее место для прогулок. Потоки лавы, многократно перекрывая друг друга, сформировали достаточно сложную структуру поверхности. Как и на весь Олимп, этот участок поверхности покрыт толстым покровом пыли.


ссылка скрыта


Поток лавы, постепенно погружаясь в камень, по которому течет, может образовывать глубокие каналы, окруженные высокими стенами. Это изображение показывает участок более низкого северного фланга вулкана. Эти лавовые каналы в настоящее время покрыты пылью. Снимок охватывает область 3 км шириной.


ссылка скрыта


Застывшие потоки лавы у основания юго-восточного склона. Изображение показывает участок поверхности шириной 3 км.


ссылка скрыта


Покрытые толстым слоем пыли потоки и каналы лавы на юго-восточном склоне Олимпа. Снимок охватывает область 3 км шириной, разрешение 1,5 м на пиксель.


ссылка скрыта


Изображение высокого разрешения – 1,5 метр на пиксель, показывает участок (шириной 3 км) верха западного фланга Олимпа. На этом участке присутствуют небольшие кратеры диаметром порядка десятков метров. Внизу видна разрушенная лавовая труба.


ссылка скрыта


Это изображение показывает цепь ям на более низком северо-восточном фланге Олимпа. Они сформировались из-за обрушения поверхности в подповерхностные пустоты, образовавшиеся в процессе охлаждения лавы в пределах подповерхностного лавового канала. Снимок охватывает область приблизительно 3 км в ширину.


ссылка скрыта


Этот снимок показывает яму, сформированную обрушением, расположенную также на юго-восточном склоне вулкана. Местность, вокруг провала, его стены и дно, покрыты пылью. Изображение охватывает область приблизительно 3 км шириной.


Ну и напоследок о том, как произошло знакомство человечества с высочайшей вершиной Солнечной Системы. Вот таким предстал Олимп перед первыми наблюдателями:


ссылка скрыта


Вы легко можете узнать Олимп (с которым эта глава, надеюсь, помогла познакомиться ближе) на снимке, сделанном «Маринером – 9» 11 ноября 1971 года. Темное пятно вверху изображения это он и есть. Олимп.


ссылка скрыта


На этом снимке более высокого разрешения, сделанном 27 ноября 1971года, Олимп несколько более узнаваем. Бушевавшая пыльная буря скрыла подножие вулкана, но его кальдера оказалась выше туч пыли.


Большие вулканы Фарсиды


Для Марса характерны крупные вулканические сооружения типа щитовых вулканов, вулканических куполов и провальных кальдер, что заметно отличает его от Луны и Меркурия. В то же время (как и на Земле, Луне и Меркурии) на Марсе не менее широко развит площадной вулканизм.

Вулканы Марса поражают своими масштабами. Горы Олимп, Арсия, Павлина и Аскрийская (область Фарсида) достигают в основании многих сотен километров. Самый крупный вулкан на Марсе - гора Олимп (о котором говорилось в предыдущей главе ) - имеет поперечник порядка 600 км и поднимается над своим основанием на 21,2 км.

Открытие Олимпа и другого столь же масштабного объекта - Арсии - оказалось в свое время сенсационным, так как до него господствовали представления о Марсе как о планете со сглаженным ровным рельефом. Оно было совершено в 1971 году АМС "Маринер-9". Приблизившись к планете, "Маринер-9" вынужден был пережидать пылевую бурю, столь мощную, что пыль почти достигала вершин Олимпа и Арсии. Когда атмосфера прояснилась, обнаружилось, что непонятные темные объекты, виднеющиеся сквозь поднятую бурей пыль, - это вершины громоздящихся вулканов.


ссылка скрыта


Изображение Арсии, полученное "Маринером-9".


ссылка скрыта


Изображение Аскрийской Горы, полученное "Маринером-9".


Открытие гигантских вулканов заставило подвергнуть пересмотру представления о природе Марса; их наличие и огромные размеры свидетельствуют о его бурном геологическом прошлом. Согласно современным теориям, вулканическая деятельность на планете завершилась порядка 3,5 млрд лет назад и в то время, во многом благодаря ей, климат на Марсе был гораздо мягче, а атмосфера плотнее.

Тема марсианских вулканов была начата с подборки материалов по самому большому вулкану Марса, однако другие, хоть и уступают ему в величине, тем не менее, несомненно заслуживают внимания. Вулканические горы Фарсиды - Арсия, Павлина и Аскрийская, которым посвящена эта глава, несколько меньше Олимпа, однако все они при этом значительно больше земного Мауна Лоа.


ссылка скрыта


Область Фарсида находится в центре этого изображения Марса.


ссылка скрыта


Плато Фарсида, которое поднимается над окружающей поверхностью на 6 км и протягивается на 4000 км с севера на юг и на 3000 км с востока на запад, находится на экваторе Марса. Над ней возвышаются три потухших вулкана: Гора Аскрийская, Гора Павлина и Гора Арсия, расположенные на одной линии. Их высоты – от 14,5 до 18,2 км. Таким образом, высота самих вулканов от 6,5 до 10 км.


ссылка скрыта


Высотная карта Фарсиды (высоты переданы лишь в общих чертах, т.к. по современным данным они уточнены в сторону уменьшения).


ссылка скрыта


На этих изображениях видны три огромных щитовых вулкана, расположенные на одной прямой. Это - Гора Аскрийская (Ascraeus Mons) - сверху справа, Гора Павлина (Pavonis Mons) - в середине и Арсия (Arsia Mons) - снизу слева. Олимп находится на карте в верхнем углу слева. Разломы к юго-востоку от Горы Павлина – это Лабиринт Ночи (Noctis Labyrinthus), область впадин, которая далее к востоку вливается в огромную систему каньонов Долин Маринера (Vallis Marineris).


ссылка скрыта


Облака над Фарсидой.

Еще до посещения Марса космическими аппаратами, астрономы, наблюдавшие планету в телескопы, часто описывали увиденное ими над районом Фарсиды белое облако, по форме напоминавшее латинскую букву W. Это наблюдаемое ими "W" было обусловлено яркими облаками, висящими над горами Аскрийской (Ascraeus), Павлина (Pavonis), Арсией (Arsia) и Олимпом (Olympus). Облака возникают, когда теплый воздух, содержащий водяные пары, поднимается вдоль откосов вулканов и охлаждается на высоте, после чего водяные пары застывают и из ледяных кристаллов формируются облака.

Поверхность склонов щитовых вулканов Марса буквально изборождена радиальными системами лавовых потоков, каналов и гряд шириной в несколько и длиной в сотни километров. Морфология лавовых потоков вокруг вулканов области Фарсида указывает на низкие значения вязкости этих лав. В условиях меньшей силы тяжести на Марсе такие «жидкие» лавы обладали способностью «растекаться» на более дальние расстояния.

Данные о плотности кратеров на склонах крупнейших вулканов Марса предположительно указывают на молодой возраст данных структур.

Как уже было сказано выше, самое большое различие между вулканами Марса и Земли - размер. Вулканы Фарсиды значительно больше земных. Их лавовые потоки также намного более длинны. Причина в том, что на Марсе горячие вулканические области в мантии сотни миллионов лет оставались фиксированными относительно поверхности. На Земле движение коры вдоль горячих вулканических областей не дает сформироваться вулканам таких размеров. Земные вулканы имеют относительно более короткое время жизни.


Арсия


ссылка скрыта


Arsia Mons - один из самых больших известных вулканов, по своим размерам сравнимый только с Олимпом. Вершина Арсии поднимается над окружающими равнинами более чем на 9 километров, при абсолютной высоте 18 км. Кaльдера на вершине имеет диаметр приблизительно 110 км. На изображении над вулканом видны яркие бело-синие ледяные облака.


ссылка скрыта


Еще один вид Арсии.


ссылка скрыта


На этом изображении представлены два вида трехмерной модели Арсии, сделанной на основе данных, полученных космическими аппаратами.


ссылка скрыта


Облако в форме спирали над кальдерой Арсии. Интересная форма облака вызвана, скорее всего, движением атмосферы от внутренних склонов кальдеры, обусловленным разностью температур склонов и дна.


ссылка скрыта


Это изображение показывает участок восточной стены кальдеры Арсии. Кальдера - большой кратер вулканического происхождения - имеется у всех вулканов Фарсиды. Они образуются в результате мощных вулканических взрывов и обрушения поверхности при остывании лавы. На снимке видны крутые стены и геологические особенности, связанные с обрушением, которое сформировало кальдеру. Поднятие, которое видно на снимке, образовалось на определенной стадии обрушения. На нем видны несколько круглых провалов, и один длинный.


ссылка скрыта


Кратер, показанный на этом снимке, находится на дне кальдеры Арсии. Точки, видимые на оправе кратера, представляют собой валуны размером с дом.


ссылка скрыта


Это изображение показывает участок западного склона вулкана. На поверхности видны параллельные полосы. Такие образования нетипичны, потоки лавы вряд ли способны создать что-то подобное. Было предложено следующее объяснение - эти борозды могут представлять собой следы некогда существовавшего на склоне Арсии ледника. Отступая с переменой климата, ледник оставлял за собой насыпи по своему бывшему краю. Последовательные отступления могли произвести ряд параллельных структур, подобных замеченным на этом изображении.


ссылка скрыта


Изображение показывает южный фланг Арсии, на котором видны множественные обрушения поверхности. Разрешение изображения - 17 м на пиксель.


ссылка скрыта


Потоки лавы от Арсии - самые молодые потоки в регионе. Это изображение показывает типичные лавовые потоки к югу от Арсии. Они очень похожи на лавовые потоки Гавайских вулканов. Разрешение изображения - 17 м на пиксель.


ссылка скрыта


Лавовые потоки на западе Арсии очень похожи на потоки лавы к югу. Разрешение снимка – 17 м на пиксель.


ссылка скрыта


Многочисленные, накладывающиеся друг на друга лавовые потоки. Круглая возвышенность в середине изображения представляет собой маленький вулкан. Разрешение изображения - 17 м на пиксель.


ссылка скрыта


Лавовые потоки, окружившие кратер. В некоторых местах лава прорвалась через оправу кратера и заполнила его. Разрешение изображения - 17 м на пиксель.


ссылка скрыта


Этот участок поверхности, расположен на юго-восточном фланге Арсии, в месте «встречи» склонов с окружающими равнинами. Видны сложной формы обрушения поверхности и лавовые «русла». Разрешение снимка – 17 м на пиксель.


ссылка скрыта


Обрушения сложной формы на склоне Арсии.


ссылка скрыта


Местность к югу от Арсии. Видны интересные поверхностные структуры, образованные потоками лавы. Разрешение снимка 19 метров на пиксель.


ссылка скрыта


Плато Дедалия (Daedalia Planum), область к югу от Арсии, участок шириной 3 км, на котором виден застывший лавовый поток.


ссылка скрыта


Следы потоков лавы к югу от вулкана. Разрешение снимка – 17 м на пиксель.