 |
| Динамичная Вселенная | Думы о Марсе | Пульсирующая Земля | Ритмы и катастрофы... | Происхождение человека | История | Экспедиции |
| На главную страницу | Поэтическая тетрадь | Новости и комментарии | Об авторе | Контакты |
КАРТА САЙТА Факторы рельефообразования на Марсе
А.В. Галанин © 2013
© Галанин А.В. Факторы рельефообразования на Марсе // Вселенная живая [Электронный ресурс] – Владивосток, 2013. Адрес доступа: http://ukhtoma.ru/mars13.htm
Марсианские пыльные бури || Марсианские дюны и шарики || Марсианская нефть || Кратеры и марсианские ледники-наледи в них || Полярные ледники || Большой каньон на Марсе || Камни на Марсе
7. Камни на Марсе
На фотографиях поверхности Марса, доступных в сети интернет, видно очень много камней, обнажений слоистой горной породы. Некоторые камни марсоходы даже бурили, фотографировали их с очень близкого расстояния. Однако серьезных размышлений о том, какова природа камней, почему они расположены так, а не иначе, что принесло их на плоскую равнину, пока немного. Это не случайно, т.к. первые фотографии марсианских камней были не очень качественные, к тому же цвет их был часто искажен. Пожалуй, только за последние 2 года в этом плане произошел большой прогресс. Именно последние снимки камней и горных пород Марса, которые получили с аппарата Curiosity, подтолкнули меня написать эту главу.
Поверхность Марса, увиденная "глазами" марсохода Curiosity. Па переднем и среднем планах равнина – дно кратера, а на заднем горы – стенка кратера, диаметр которого около 90 км. Дно кратера в макрорельефе идеально ровное, а вот в мезо- и микрорельефе нет – видны понижения и повышения, неглубокие ямки. Думаю, что не следует выровненность поверхности Марса принимать за признак его низкой тектонической активности. Просто песчаные бури делают свое дело здесь даже быстрее, чем текущие воды (ручьи и реки) и моря на Земле. В воздухе стоит легкая дымка. Фото с сайта: http://cratergale.blogspot.ca/…
Цветное детальное изображение поверхности марсианского камня, полученное и переданное на Землю аппаратом Curiosity. На Земле так выглядит свежий скол крупнозернистого гранитного камня. Фото с сайта: http://www.biguniverse.ru/post
Стенка каньона на Марсе. Фото с сайта: http://chelny-city.ru/11508782…
На фотографии слева хорошо видна слоистость марсианской коры – криолитозоны Марса. На Земле такая слоистость горных пород однозначно говорит о том, что они образовались из морских или озерных осадков. Соблазн рассматривать марсианскую слоистость тоже как результат отложения осадков в древних морях и океанах очень велика. Поэтому частенько можно слышать или читать о том, что когда-то на Марсе были океаны жидкой воды, в которых оседал песок. В дальнейшем эти толщи подверглись термической обработке в недрах планеты за счет большого давления и эндогенного тепла, отчего и стали песчаниками. Если обработка теплом была основательнее, то они превратились в гнейсы, "прожаренные" еще больше стали гранитами... Так происходило на Земле. Но так ли это происходило на Марсе? Не могла ли слоистость горных пород на Марсе образоваться без участия жидкой воды, т.е. без морей и океанов? И что же в таком случае могло ее образовать?
Слоистость могла возникнуть благодаря пыле-песчаным бурям, которые каждую осень и весну поднимают в атмосферу Марса пыль и песок и несут их на сотни и тысячи километров. Несущиеся с большой скоростью песчинки и снежинки в воздухе нагреваются от трения друг о друга и, когда выпадают на поверхность, то быстро охлаждаются и при этом, смоченные тонким слоем жидкой воды, получившейся в результате таяния снежинок, смерзаются и фиксируются на поверхности. При этом каждая новая буря формирует на поверхности Марса новый слой осадков. Разумеется, песчинки сдуваются с выпуклых участков и оседают в западинах рельефа, в ложбинах, отчего поверхность Марса подвергается усиленной эрозии и пенепленизации (выравниванию).
Образование кратера на Марсе. Это фото однозначно показывает, что большинство кратеров на этой планете имеет не ударное, а провальное происхождение. Изображение: NASA / JPL-Caltech / ESA / DLR / FU Berlin / MSSS сделанное в августе 2012 года.
Поверхность Марса крупным планом. Фото с сайта: http://saray-batu.narod.ru/xma…
На фотографии слева хорошо видно, что пыль и песок сдуваются с выпуклостей и накапливаются в микропонижениях. Трещины в песчанике на поверхности этого плато имеют криогенное, а может быть, и тектоническое происхождение.
Расширение поверхности Марса вызывает растрескивание и раздвижение блоков его коры. Похожие процессы происходят в Арктике и в Антарктике, где поверхность расширяется зимой при замерзании и сужается летом при таянии верхнего слоя мерзлоты.
Но на Марсе растрескивание поверхности может быть связано не только с мерзлотными процессами. Орбита Марса более вытянута, чем орбита Земли, поэтому гравитационные возмущения, связанные с солнечными приливами, на Марсе должны быть гораздо сильнее выражены, чем на Земле. Расколотость его поверхности может быть следствием именно гравитационных деформаций планеты.
Гравитационные деформации Марса во время движения его вокруг Солнца могут быть главной причиной разогрева его недр. Может сказаться, что изнутри Марс не менее горячий, чем Земля.
Марс бувально усеян мелкими голубовато-серыми шариками, которые "зарождаются", скорее всего, в атмосфере во время пыле-песчаных бурь, что-то вроде марсианского града.
Стоит повнимательнее присмотреться к марсианским камням. Я думаю, что они не совсем обычны, и мы просто проводим слишком жесткую аналогию с камнями такой же формы и такого цвета, которые наблюдаем на Земле, и видим не совсем то, что есть на самом деле. "Внешность часто бывает обманчива", – говорит народная мудрость. Многие исследователи принимают их за обломки базальта, но почему-то на поверхности камней видны шарики – знаменитые марсианские шарики. Они буквально торчат из камня. Смущает меня и синий цвет свежих сколов.
Фото: NASA/JPL-Caltech/MSSS с сайта: http://www.biguniverse.ru/phot…
По последним научным данным, в твердом состоянии вода насчитывает 14 структурных модификаций. Есть среди них кристаллические, есть аморфные, но все они отличаются друг от друга взаимным расположением молекул воды в кристаллах и физическими свойствами. Правда, все модификации, кроме привычного нам льда, образуются при очень низких температурах или при очень высоких давлениях, когда углы водородных связей молекул воды в кристалле изменяются и образуются системы, отличные от гексагональной. Например, при температуре ниже –110°С водяные кристаллы выпадают на металлической пластине в виде октаэдров и кубиков размером в несколько нанометров – образуя так называемый кубический лед. Он образуется, когда температура чуть ниже –110°, а концентрация пара в воздухе очень мала. Этот лед имеет большую плотность и он может деформироваться под собственной тяжестью, т.е. медленно течь.
Другие модификации водяного льда – это так называемый лед XIII и лед XIV, открые учеными из Оксфорда в 2006 г. Кристаллы этого льда имеют моноклинную и ромбическую кристаллические решетки. Они образуются при температуре –160°С и ниже. Процесс такой кристаллизации ускоряет катализатор – соляная кислота, которая повышает подвижность молекул воды при низких температурах. В земных условиях подобные модификации льда образовываться не могут даже в Антарктиде, но их, вероятно, можно найти на Марсе или спутниках планет гигантов, где на поверхности царит страшный холод.
На фото слева – ноздреватые камни, внешне напоминающие застывшую лаву. Но мы помним, что внешность может быть обманчива. А что, если это осколки льда особой формы кристаллизации, а ноздреватая структура возникла в результате испарения включений более легкоплавкого льда?
Разумеется, это не чистый лед, а с очень большим количеством минеральных примесей. Но то, что это продукт криолитозоны Марса, у меня не вызывает сомнения.
Некоторые углубления на камнях – размером с выпавшие марсианские шарики, они стандартного размера.
Фото: NASA/JPL-Caltech/MSSS с сайта: http://www.biguniverse.ru/phot…
Фото: NASA/JPL-Caltech/MSSS с сайта: http://www.biguniverse.ru/phot…
Камни имеют синий цвет только на свежих сколах, а их более древняя поверхность такого же цвета, как у плит песчаника. Таким образом, если камень долго подвергается марсианскому выветриванию, то он приобретает характерную для Марса красноватую (точнее коричневатую) окраску, но на самом деле порода эта на изломе имеет синий цвет.
Синие камни – это не что иное, как осколки застывшей марсианской лавы, значительную долю в которой имела вода с большим количеством примесей. Однако слоистая порода криолитозоны могла сформироваться и как осадочная, за счет осаждения песка, пыли, углекислого и водяного снега и марсианского града в виде шариков. Такое предположение подтверждают голубые шарики, кое-где торчащие над синей поверхностью камней. А в некоторых местах видны ямки, по диаметру равные диаметру шариков.
Те, кому приходилось раскалывать выветрелые, окисленные на воздухе куски горной породы на Земле, наверное обращали внимание на то, как сильно отличается цвет поверхности камня на свежем сколе от выветрелой поверхности. Взаимодействуя с атмосферой, горная порода сильно меняет свои физические и химические свойства.
Например, склоны гор, сложенных ультаосновной породой серпентинитом, имеют рыжий и даже красноватый цвет. Но стоит перевернуть камни на склоне, как видно, что истинный цвет горной породы – голубовато-зеленоватый, а не красноватый.
Этот камень на поверхности Марса почему-то считают метеоритом. Но как-то уж очень аккуратно он положился на поверхность, именно не упал, а положился, не нарушив поверхности и не сделав на ней даже маленького кратера. Думается мне, что это ледяная глыба, только глыба марсианского "грязного" льда, образовавшегося при очень низкой температуре. Фото с сайта: http://www.biguniverse.ru/phot…
За камнем видна россыпь марсианский шариков, которые называют марсианской "черникой". Некоторые шарики расколоты пополам, и на сколах видно, что они голубого цвета, а вот поверхность круглых шариков голубовато-серая.
Марсианский камень, получивший имя Et-Then. Снимок получен 29 октября 2012 г. Камень сфотографирован с расстояния 40 см, ширина снимка составляет всего 25 см. Вокруг камня огромное количество шариков. Фото NASA/JPL-Caltech/MSSS с сайта: http://www.biguniverse.ru/phot…
Из какой горной породы состоит этот камень? На нем много вмятин и небольших круглых углублений. Можно подумать, что это вулканическая порода – обломок застывшей лавы. Но этот камень может оказаться глыбой марсианского льда, в который вморожены мелкие камешки и марсианские шарики. Дело в том, что при марсианских низких температурах лед может быть не совсем обычный, кристаллы льда в зависимости от температуры могут принимать разные состояния.
А этот камень буквально утыкан – покрыт мелкими ямками – следами от вмороженных в него марсианских шариков. Часть камня уже испарилась в атмосфере Марса.
На этом фото песок, пыль и камень под названием Burwash. Снимок получен с расстояния 11,5 см от камня, размеры снимка – 7,6 на 5,7 см. Этот снимок убедил меня в том, что перед нами – глыба марсианского водяного льда. Круглые ямки на его поверхности – это следы от марсианских шариков. Разумеется, лед не чистый, в нем много примесей песка и пыли. Кстати, Curiosity нашел на Марсе органику и избыток тяжелой воды. Фото: NASA/JPL-Caltech/MSSS с сайта: http://www.biguniverse.ru/phot…
Фото: NASA/JPL-Caltech/MSSS с сайта: http://www.biguniverse.ru/phot…
При помощи руки-манипулятора, лазера и спектроскопа "КемКам" (Chemical Camera) марсоход Curiosity взял первые пробы грунта на Марсе. Пока ученые затрудняются сказать, сколько лет этим породам. Камни, по мнению ученых из NASA, напоминают редкие типы вулканических пород, которые можно обнаружить на Гавайях. Так считает Эдвард Соллер. Он предполагает, что образованы они были при высоком давлении и в местах, где когда-то могла содержаться вода. Этот камень богат щелочными металлами – натрием, калием, есть в нем цинк, хлор, бром. Инженеры Лаборатории реактивного движения (ЛРД) в Пасадене (США, штат Калифорния) предполагали найти другой состав, чем тот, который ни обнаружили.
Фото NASA/JPL-Caltech/MSSS с сайта: http://www.biguniverse.ru/phot…
На фотографии – склон большого кратера. Здесь на поверхность выходят коренные породы – слоистые марсианские песчаники. От контраста дневной и ночной температуры и неравномерного нагревания и остывания горная порода раскалывается сначала на крупные глыбы, а те в свою очередь раздробляются на более мелкие, вплоть до щебня и песка. Начиная с какого-то размера, камни и щебень начинает передвигать ветер во время пыльных бурь. Сначала он катает камни, но когда они расколются на щебень, то порывы ветра начинают этот щебень поднимать и нести низко над поверхностью. Песок и пыль ветер поднимает на сотни метров и даже на километры. Справа видно, что два темных обломка ветер закатил на рыжую плиту. Замечу, что темные камни имеют размер, при котором ветер их катает по поверхности. Ведь они являются обломки вот этих светлых рыжеватых плит, просто катание по поверхности ободрало с них верхний выветрелый слой и к тому же они раздробились. Камни больше некоторого размера остаются рыжими, т.к. ветер не может их катать и еще не успел раздробить.
Сразу хочется сказать: здесь упал метеорит, он выбил воронку и сам раскололся на куски. Но почему же при падении такой глыбы ничего не расплавилось и не испарилось, хотя бы марсианские шарики? А они лежат на поверхности в изобилии, покрывают всю равнину, придавая ей серо-голубой цвет. Весенние потемнения Марса вокруг полюсов вполне могут быть связаны с выпадением града из марсианских шариков.
Но это углубление могло образоваться и от взрыва внутри грунта, отчего красноватый песчаник разметало вокруг, а он залегает здесь совсем неглубоко – под тонким слоем песка и марсианских шариков. Две глыбы на свежих сколах имеют блестящий зеленовато-голубой цвет. Это скорее не камни, а осколки особого водяного льда. А произвести такой взрыв в марсианском грунте мог углекистый газ, вырвавшийся из недр в атмосферу. В грунте он находился в форме углекислого льда. Но грунт нагрелся, и углекислый газ стал испаряться. Давление в полости грунта росло, и от этого получился взрыв, образовавший воронку. Фото: NASA/JPL-Caltech/MSSS с сайта: http://www.biguniverse.ru/phot…
Криолитозона Марса слоистая, она образована осадками, выпавшими на поверхность из пыле-песчаных бурь.
На этом обнажении видны тонкие пластины, на которые раскалывается песчаник. Видно, что слои песчаника не параллельны горизонту, а повернуты под значительным углом. Такое могло произойти только в результате движения коры Марса, скорее всего, при марсотрясении.
Слоистое обнажение – это стенка кратера. В этом месте произошел скол, и часть криолитозоны погрузилась. Но погружению, вероятно, предшествовал подъем – выпучивание криолитозоны в виде огромного круглого бугра. При этом выпучивании и произошло разламывание криолитозоны. Затем центральная часть выколовшейся криолитозоны провалилась, и так на месте вздутия образовался огромный кратер.
Приборы марсохода Curiosity освободили путем нагревания образцы грунта, состоящего из мелкозернистого материала, в водяной пар, диоксид углерода, кислород и диоксид серы, хлор. Возможно, хлор входит в состав перхлоратов.
Фото: NASA / JPL-Caltech / GSFC.
Смотрю на эту глыбу и думаю: почему биогенная органика должна была сохраняться на Марсе миллионы лет? Она образуется там и сегодня, образуется, разрушается, снова образуется так, как и положено в биологическом круговороте вещества. Чем покрыта вот эта глыба? Обычный туф? Вряд ли, ведь при его нагревании выделяется больше всего воды. Ледяной туф? А вот это уже не исключает наличие жизни, но жизни не совсем обычной, а литосферной микробной.
В проанализированных образцах присутствуют хлориды, а также ряд органических соединений метана. Ученые NASA испугались, что обнаружили органику биогенного происхождения и заявили, что эти соединения могли попасть в марсианские образцы с оборудования марсохода, поэтому, дескать, "делать далеко идущих выводов не стоит". Но в этом случае и все прочие обнаруженные химические элементы и вещества могли быть занесены с оборудованием. В этом случае особо верить всем другим результатам анализа тоже не стоит.
«У нас пока нет неоспоримых доказательств того, что обнаруженная на планете органика имеет марсианское происхождение. Чтобы это утверждать, нужно быть абсолютно уверенными в том, что эти соединения углерода, водорода, кислорода и хлора – не часть земной органики», – отметил Paul Mahaffy, руководитель группы ученых, работающих с прибором SAM. «Мы надеемся, что удастся обнаружить и другие образцы органики на Марсе. Однако надо учитывать, что жесткие условия поверхности Красной планеты за сотни миллионов лет могли легко разрушить любые органические вещества. Поэтому мы будем в процессе миссии искать участки поверхности, где остатки древних ландшафтов по каким-либо причинам сохранились», – подытожил он.
Серовато-голубоватая толща породы расколота, и в трещинах видно вещество иного, чем в породе, состава светлого тона. Вещество этих жил было проанализировано в камере (ChemCam). Было выявлено повышенное содержание кальция, серы и водорода. Николай Монгольд – ученый из из Laboratoire де Planetologie – считает, что вещество этих жил состоит из гидратированного сульфата кальция типа базанита или гипса. На Земле для образования такого вещества в трещинах горной породы требуется циркуляция воды с растворенными в ней веществами, которые и оседают в трещинах. Скорее всего, жилы составляет сульфат кальция. Это очень интересное предположение. Из него следует, что в толще коры Марса есть жидкая вода, что она по трещинам поступает в криолитозону.
Изображение NASA / JPL-Caltech / CAB (CSIC-INTA) / FMI / Ashima.
В заключении этой работы о процессах, происходящих на поверхности Марса, в его атмосфере и криосфере, я хочу привести вот этот график изменения атмосферного давления в течение двух суток – 6 сентября 2012 г. (синяя линия) и 7 сентября 2012 г. (зеленая линия). Эти данные были получены на ровере Curiosity NASA. Напомню, что атмосферное давление является мерой количества воздуха во всем столбе атмосферы. Из графика видно, что давление сильно меняется в течение суток и быстро растет. Уже на следующие сутки оно выросло почти на 100 паскалей. В это время наступает весна в южном полушарии. Испаряется углекислый лед полярной шапки – и давление растет. Ежегодно на Марсе количество воздуха в атмосфере изменяется более чем на 30%. Но и в течение суток в начале весны улекислый лед возгоняется в атмосферу днем и оседает из амосферы ночью. Однако потепление прогрессирует очень быстро, и это тоже видно на графике. Седьмого сентября ночное снижение давления уже заметно меньше, чем 6 сентября.
Использованы источники информации
Гексагональный лед. Адрес доступа: http://apocalypse.aires.spb.ru/eto-vazhno/1870-geksagonalnyj-led.html
Глобальная пыльная буря на Марсе. Адрес доступа: http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1171402
Curiosity зарегистрировал резкие изменения в атмосфере Красной планеты. Адрес доступа: http://kp.ua/daily/221112/367477/
Ксантомалити Леонид. Горные потоки и бассейны на Марсе // Наука и жизнь. №9, 2009. Адрес доступа: http://www.nkj.ru/archive/articles/16384/
Марс – планета невероятных пыльных бурь. Адрес доступа: http://lllolll.ru/mars-dust
На Марсе зафиксирована гигантская пылевая буря. Адрес доступа: http://www.profi-forex.org/nauka/entry1008144554.html
Необычные шары на Марсе. Адрес доступа: http://www.astronet.ru/db/msg/1270347
Пыльная буря. Адрес доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/
Пыльная буря на Марсе. Адрес доступа: http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1166966
Таинственные шары – признаки жизни на Марсе? Адрес доступа: http://2012over.ru/tainstvennie-shari-mdash-priznaki-zhizni-na-marse.html
Тайна марсианских шариков раскрыта. Адрес доступа: http://www.pravda.ru/science/planet/space/19-09-2012/1128448-opportunity-0/
Global Surveyor reveals exotic Martian landscape.// NASA/JPL/MSSS NEWS RELEASE Posted: April 11, 2000. Адрес доступа: http://www.spaceflightnow.com/news/n0004/11martiansouthpole/
Другие наши странички для интересующихся Марсом:
