Местность марсианского хаоса
Хаосический ландшафт на Марсе уникален; ничто на Земле не сравнится с ним. Рельеф хаоса обычно состоит из неправильных групп крупных блоков диаметром несколько десятков километров и высотой в сто и более метров. Наклонные и плоские блоки образуют впадины глубиной в сотни метров. [1] Хаотичный регион можно узнать по крысиному гнезду из холмов, холмов и холмов, прорезанных долинами, местами выглядящими почти узорчатыми. [2] [3] [4] Некоторые части этой хаотичной области не разрушились полностью — они все еще сформированы в большие горы, поэтому могут все еще содержать водяной лед. [5] Регионы хаоса сформировались давным-давно. Подсчитав кратеры (больше кратеров в любой области означает более старую поверхность) и изучив взаимосвязь долин с другими геологическими объектами, ученые пришли к выводу, что каналы образовались от 2,0 до 3,8 миллиардов лет назад. [6]
Локации
[ редактировать ]Наибольшие концентрации хаотичной местности находятся в тех же местах, что и гигантские древние речные долины. Поскольку кажется, что так много крупных каналов берут начало в хаотичной местности, широко распространено мнение, что хаотичная местность вызвана водой, выходящей из-под земли в виде массивных наводнений. [7] [8] Большая часть хаотического ландшафта существует в высокогорьях Марса, к югу от Планиции Хриса , в четырехугольнике Оксиа Палус и вдоль марсианской дихотомии . Но некоторые области хаоса можно найти в четырехугольнике Margaritifer Sinus , четырехугольнике Phaethontis и четырехугольнике Lunae Palus .
- Карта, показывающая расположение Arsinoes Chaos (крайний слева), Iani Chaos , Aureum Chaos , Margaritifer Chaos и других близлежащих объектов.
Теории формирования
[ редактировать ]Было выдвинуто множество различных теорий о том, как потоки воды высвободились с образованием хаотичной местности. Были найдены доказательства участия воды: минералы, связанные с водой, такие как сера, кристаллический гематит и слоистые силикаты, присутствуют в областях хаоса. [9] Многие объяснения возникновения хаоса связаны с внезапным таянием гигантских резервуаров подземного льда. Некоторые исследователи предположили, что замороженный слой, называемый криосферой, развивался в течение длительного периода времени, а затем что-то заставило его разорваться и внезапно растаять. Событием разрыва могли быть удары, [10] движения магмы, [11] [12] сейсмическая активность, [13] вулкано-тектонические напряжения, [14] увеличение порового давления или диссоциация клатратов . [15] [16] [17] [18] Клатрат, состоящий из углекислого газа и метана, мог подвергнуться взрывной диссоциации, тем самым разжижая водонасыщенные осадки. Разновидностью этой идеи криосферы является то, что вместе с криосферой был создан водоносный горизонт. По мере того, как добавлялось все больше и больше льда, что приводило к утолщению криосферы, вода в водоносном горизонте находилась под давлением. [19] Когда что-то вроде удара или движения магмы разрушало или плавило криосферу, высвобождались потоки воды под огромным давлением. Однако дальнейшие расчеты показали, что огромные каналы не могли быть созданы с помощью всего лишь одного разряда. [20] Более поздние предложения выдвинули идею о том, что геологические формы, присутствующие в регионах хаоса, могли быть созданы серией из более чем 100 наводнений. [21]
Таяние погребенного льда
[ редактировать ]Совсем недавно исследователи предложили способы формирования хаоса без необходимости в специальном пусковом событии. Таня Зегерс и другие подсчитали, что простое захоронение богатых льдом отложений может привести к выбросу огромного количества воды, что приведет к образованию крупных речных бассейнов, которые ассоциируются с большинством хаосных территорий. Группа изучила Арам Хаос , большую область хаоса, которая, вероятно, началась с большого ударного кратера. В их модели богатый льдом материал накапливался в кратере, а затем покрывался осадками, что не позволяло льду исчезнуть в разреженной атмосфере. В конце концов, тепло из глубоких недр вместе с изоляционными свойствами покровного слоя образовало толстый слой воды. Поскольку плотные материалы имеют тенденцию погружаться в воду, вышележащая порода разрушилась под действием напряжения. Плотная скалистая шапка раскололась на наклоненные блоки разного размера. Талая вода поднялась наверх и образовала канал, который все больше и больше разрушался по мере того, как вода устремлялась наружу. Наряду с водой из других хаотичных регионов, эрозионной силы было бы достаточно, чтобы образовать большие речные долины, которые мы сейчас наблюдаем. [22] Существует множество свидетельств погребенных отложений льда в виде ледников, сохранившихся под тонким слоем камней и грязи. [23]
- На этих рисунках показаны этапы формирования Арамского хаоса и, возможно, многих других хаотичных территорий согласно модели, предложенной Зегерсом и др. 2010. [22] Нажмите на изображения, чтобы увидеть более подробную информацию.
- Ледник глазами HiRISE в рамках программы HiWish . На следующем фото увеличена область в прямоугольнике. Зона скопления снега вверху. Ледник движется вниз по долине, затем растекается по равнине. Доказательством существования потока служат многочисленные линии на поверхности. Местонахождение: Protonilus Mensae в четырехугольнике Ismenius Lacus .
- Увеличение области в прямоугольнике предыдущего изображения. На Земле этот хребет назвали бы конечной мореной альпийского ледника. Фотография сделана с помощью HiRISE в рамках программы HiWish. Изображение из четырехугольника Исмениуса Лака .
Также кажется, что на Марсе было много ледниковых периодов, во время которых лед откладывался, а затем погребался. Эти ледниковые периоды вызваны частыми большими изменениями наклона планеты. [24] Наклон оси вращения Марса сильно варьируется из-за отсутствия большой луны. [25] [26] [27] Наблюдения за многими кратерами показали, что многие кратеры в основном заполнены отложениями — одним из отложений может быть лед. Многие кратеры кажутся очень мелкими, но наблюдения за более молодыми кратерами показали, что ударные кратеры вначале имеют форму чаши; следовательно, кратер, который сегодня выглядит неглубоким, вероятно, был заполнен отложениями. [28] [29] Исследования, опубликованные Родригесом и другими в 2005 году, показали, что под поверхностью Марса имеется скопление старых кратеров, которые могут быть заполнены водой или льдом. [30]
- Кратер, который был погребен в другую эпоху, а сейчас обнажается в результате эрозии, как это видно с помощью Mars Global Surveyor . Это свидетельство того, что в недрах Марса может быть много погребенных кратеров.
- Хорошо развитые впадины, вид HiRISE в рамках программы HiWish . Впадины находятся на дне кратера с концентрическим кратерным заполнением. Котловины образуются в результате движения льдистых отложений. Могут быть сотни метров льда, покрытого тонким слоем отложений. Местоположение — четырехугольник Касиуса .
Сублимация слоя, богатого льдом
[ редактировать ]Некоторые регионы хаоса могли быть созданы другими способами. Галаксия Хаос отличается от многих других хаотичных регионов. Он не имеет связанных с ним каналов оттока и не имеет большой разницы высот между ним и окружающей территорией, как в большинстве других регионов хаоса. Исследования Педерсена и Хэда, опубликованные в 2010 году, показывают, что Галаксиас Хаос является местом вулканического потока, который похоронил богатый льдом слой, называемый формацией Ваститас Бореалис (VBF). [31] Обычно считается, что VBF представляет собой остаток богатых водой материалов, отложенных в результате крупных наводнений. [32] [33] VBF могла иметь разную толщину и содержать разное количество льда. В тонкой атмосфере Марса этот слой медленно исчез бы в результате сублимации (перехода из твердого состояния непосредственно в газ). Поскольку некоторые области сублимировались сильнее, чем другие, верхняя шапка лавы не поддерживалась равномерно и треснула. Трещины/впадины могли возникнуть в результате сублимации и сжатия по краям лавовой шапки. Напряжение от подрыва края колпака привело бы к образованию трещин в колпаке. Места с трещинами подвергались бы большей сублимации, затем трещины расширялись бы и образовывали глыбистый рельеф, характерный для регионов хаоса. Процессу сублимации могло способствовать тепло (геотермический поток) от движения магмы. Рядом находятся вулканы, а именно Элизиум Монтес и Гекатес Толус, которые, скорее всего, окружены дамбами , которые нагревали бы землю. Кроме того, более теплый период в прошлом увеличил бы количество воды, сублимирующей из-под земли. [10]
- Эта серия рисунков показывает другую модель формирования марсианского хаоса, предложенную Педерсеном и Хэдом в 2011 году. [10] Степень сублимации преувеличена для лучшего понимания. Нажмите на изображение, чтобы увидеть более подробную информацию.
- Галаксия Хаос , вид CTX. Сцена на следующем изображении является частью этого изображения.
- Галаксия Хаос, вид HiRISE.
Важность
[ редактировать ]Хаос ландшафта, по-видимому, является убедительным доказательством того, что в прошлом на Марсе текли большие объемы воды. Часть местности не полностью разбита, поэтому, возможно, внутри некоторых блоков находится больше воды, замороженной.
Галерея
[ редактировать ]Области хаоса в четырехугольнике Margaritifer Sinus
[ редактировать ]- Карта четырехугольника Margaritifer Sinus с обозначением основных особенностей. Aureum Chaos находится в верхней части карты.
- Ландшафт хаоса, как его видит HiRISE в программе HiWish. Местоположение — четырехугольник Margaritifer Sinus.
Области хаоса в четырехугольнике Oxia Palus
[ редактировать ]- Четырехугольная карта Оксии Палус с указанием основных особенностей. В этом четырехугольнике находится множество разрушенных областей Хаоса и множество каналов оттока (старых речных долин).
- Топографическая карта региона Оксиа Палус на Марсе, показывающая расположение ряда регионов хаоса.
- Блоки в Араме, показывающие возможный источник воды, глазами THEMIS. Изображение в четырехугольнике Oxia Palus.
- Бесплодные земли Арама Хаоса
- Восточный этаж Арама Хаоса
- Hydraotes Chaos , взгляд HiRISE. Нажмите на изображение, чтобы увидеть каналы и слои. Длина масштабной линейки составляет 1000 метров. Изображение в четырехугольнике Oxia Palus.
- Hydaspis Chaos , взгляд HiRISE. Изображение в четырехугольнике Oxia Palus.
Области хаоса в четырехугольнике Фаэтона
[ редактировать ]- Карта четырехугольника Фаэтонтиды. Нажмите, чтобы увеличить и увидеть названия некоторых кратеров. Горгонум Хаос находится в верхней части карты.
- Горгонум Хаос , вид с марсианского разведывательного орбитального аппарата HiRISE. Ширина изображения 4 км. Изображение в четырехугольнике Фаэтонтиды .
- Хаос Атлантиды , глазами HiRISE . Нажмите на изображение, чтобы увидеть покров мантии и возможные овраги. Эти два изображения представляют собой разные части исходного изображения. У них разные масштабы. Изображение в четырехугольнике Фаэтонтиды.
Области хаоса в четырехугольнике Lunae Palus
[ редактировать ]- Истер Хаос , глазами HiRISE. Местоположение — четырехугольник Lunae Palus .
- Крупный план Истер Хаоса, снимок HiRISE. Местоположение — четырехугольник Lunae Palus .
1 апреля 2010 года НАСА опубликовало первые изображения в рамках программы HiWish , на которых простые люди предлагали HiRISE места для фотографирования. Одной из восьми локаций был Ауреум Хаос. [34] Первое изображение ниже дает широкий обзор местности. Следующие два изображения взяты из изображения HiRISE. [35]
- Изображение THEMIS с широким обзором следующих изображений HiRISE. Черный ящик показывает приблизительное местоположение изображений HiRISE. Это изображение — лишь часть огромной территории, известной как Ауреум Хаос. Нажмите на изображение, чтобы увидеть более подробную информацию.
- Aureum Chaos, глазами HiRISE, в рамках программы HiWish.
- Предыдущее изображение крупным планом, как его видел HiRISE в программе HiWish. Маленькие круглые точки – это валуны.
- Широкий вид на огромные каньоны в Aureum Chaos , глазами THEMIS . Овраги на этой широте редки. Изображение четырехугольника Margaritifer Sinus .
См. также
[ редактировать ]- Ландшафт хаоса - характерная область сломанной или перемешанной местности.
- Климат Марса
- Геология Марса - Научное исследование поверхности, коры и недр планеты Марс.
- Галаксия Хаос – Хаос на Марсе
- Ледник – стойкое тело льда, которое движется вниз под действием собственного веса.
- Грунтовые воды на Марсе – вода содержится в проницаемой почве.
- Четырехугольник Исмениуса Лака - Карта Марса
- Четырехугольник Margaritifer Sinus - одна из серии из 30 четырехугольных карт Марса.
- Марсианская дихотомия - геоморфологическая особенность Марса
- Каналы оттока – длинные и широкие участки очищенной земли на Марсе.
- Вода на Марсе - Исследование прошлой и настоящей воды на Марсе.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Мерессе, С.; и др. (2008). «Формирование и эволюция хаотических ландшафтов в результате опускания и магматизма: Hydraotes Chaos, Марс». Икар . 194 (2): 487–500. Бибкод : 2008Icar..194..487M . дои : 10.1016/j.icarus.2007.10.023 .
- ^ Шарп, Р. (1973). «Марс: беспокойная и хаотичная местность» (PDF) . Дж. Геофиз. Рез . 78 (20): 4073–4083. Бибкод : 1973JGR....78.4073S . дои : 10.1029/JB078i020p04073 .
- ^ Карр, М. 2006. Поверхность Марса. Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-87201-0
- ^ Забудьте, Ф. и др. 2006. Планета Марс. История другого мира. Издательство Praxis, Чичестер, Великобритания. ISBN 978-0-387-48925-4
- ^ «Распутывая хаос Арама | Марсианская Одиссея, миссия ТЕМИС» .
- ^ «Когда в Гидраоте разразился хаос | Марсианская одиссея, миссия ТЕМИС» .
- ^ Карр, М. 1978. Формирование марсианских наводнений в результате выброса воды из замкнутых водоносных горизонтов. Технический меморандум НАСА 79729. 260-262.
- ^ Карр, М. (1979). «Формирование особенностей марсианского наводнения путем выброса воды из напорных водоносных горизонтов». Дж. Геофиз. Рез . 84 : 2995–3007. Бибкод : 1979JGR....84.2995C . дои : 10.1029/JB084iB06p02995 .
- ^ Глотч, Тимоти Д. (2005). «Геологическое и минералогическое картирование Арама Хаоса: свидетельства богатой водой истории» . Журнал геофизических исследований . 110 . Бибкод : 2005JGRE..11009006G . дои : 10.1029/2004JE002389 .
- ^ Перейти обратно: а б с Педерсен, Г.; Хед, Дж. (2011). «Формирование хаоса путем сублимации богатого летучими веществами субстрата: свидетельства Галаксии Хаос, Марс». Икар . 211 (1): 316–329. Бибкод : 2011Icar..211..316P . дои : 10.1016/j.icarus.2010.09.005 .
- ^ Чепмен, М.; Танака, К. (2002). «Связанные взаимодействия магмы и льда: возможные причины хаоса каземы и поверхностных материалов в Ксанте, Маргаритифере и Террах Мердиани, Марс» . Икар . 155 (2): 324–339. Бибкод : 2002Icar..155..324C . дои : 10.1006/icar.2001.6735 .
- ^ Хэд, Дж. и Л. Уилсон. 2002. Марс: обзор и синтез общих сред и геологических условий взаимодействия магмы и H2O. В: Смейли Дж. И М. Чепмен. (Ред.). Взаимодействия вулканов и льдов на Земле и Марсе. Геологическое общество. Лондон
- ^ Танака, К. (1999). «Происхождение селевых потоков отложений Симуд / Тиу на Марсе». Дж. Геофиз. Рез . 104 (Е4): 8637–8652. Бибкод : 1999JGR...104.8637T . дои : 10.1029/98JE02552 .
- ^ Каброль, Натали А.; и др. (1997). «Модель генерации оттока гидротермальным дренажем под давлением в вулкано-тектонической среде. Долина Шалбатана (Марс)». Икар . 125 (2): 455–464. Бибкод : 1997Icar..125..455C . дои : 10.1006/icar.1996.5625 .
- ^ Милтон, диджей (1974). «Гидрат углекислого газа и наводнения на Марсе». Наука . 183 (4125): 654–656. Бибкод : 1974Sci...183..654M . дои : 10.1126/science.183.4125.654 . ПМИД 17778840 . S2CID 26421605 .
- ^ Хоффманн, Х. (2000). «Белый Марс: новая модель поверхности и атмосферы Марса на основе CO2». Икар . 146 (2): 326–342. Бибкод : 2000Icar..146..326H . дои : 10.1006/icar.2000.6398 .
- ^ Комацу, Г. и др. 2000. Гипотеза хаотического образования ландшафта: взрывной выброс газа и истечение в результате диссоциации клатрата на Марсе. Лунная планета. наук. XXXI. 1434.
- ^ Родригес, JAP; Каргель, Джеффри; Краун, Дэвид А.; Блемастер, Лесли Ф.; Танака, Кеннет Л.; Бейкер, Виктор; Миямото, Хидеаки; Дом, Джеймс М.; Сасаки, Шо; Комацу, Горо (2006). «Напорный рост казем в результате взрывных выбросов, обрушения и дренажа: свидетельства хаоса Ганга, Марс». Письма о геофизических исследованиях . 33 (18): 18203. Бибкод : 2006GeoRL..3318203R . дои : 10.1029/2006GL026275 .
- ^ Клиффорд, С. (1993). «Модель гидрологического и климатического поведения воды на Марсе». Дж. Геофиз. Рез . 98 (Е6): 10973–11016. Бибкод : 1993JGR....9810973C . дои : 10.1029/93JE00225 .
- ^ Бейкер, В. (2001). «Вода и марсианский пейзаж». Природа . 412 (6843): 228–236. Бибкод : 2001Natur.412..228B . дои : 10.1038/35084172 . ПМИД 11449284 .
- ^ Харрисон, Кейт П.; Гримм, Роберт Э. (2008). «Множественные затопления марсианских каналов оттока» . Журнал геофизических исследований . 113 (Е2): E02002. Бибкод : 2008JGRE..113.2002H . дои : 10.1029/2007je002951 .
- ^ Перейти обратно: а б Зегерс, Т.; и др. (2010). «Таяние и разрушение погребенного водяного льда: альтернативная гипотеза образования хаотичных ландшафтов на Марсе». Письма о Земле и планетологии . 297 (3–4): 496–504. Бибкод : 2010E&PSL.297..496Z . дои : 10.1016/j.epsl.2010.06.049 .
- ^ Хед, Дж.; Нойкум, Г.; Яуманн, Р.; Хизингер, Х.; Хаубер, Э.; Карр, М.; Массон, П.; Фоинг, Б.; Хоффманн, Х.; и др. (2005). «Накопление, течение и оледенение снега и льда в тропических и средних широтах Марса». Природа . 434 (7031): 346–350. Бибкод : 2005Natur.434..346H . дои : 10.1038/nature03359 . ПМИД 15772652 . S2CID 4363630 .
- ^ Хед, Дж.; и др. (2006). «Обширные долинные ледниковые отложения в северных средних широтах Марса: свидетельства изменения климата в конце Амазонки, вызванного наклоном». Планета Земля. наук. Летт . 241 (3–4): 663–671. Бибкод : 2006E&PSL.241..663H . дои : 10.1016/j.epsl.2005.11.016 .
- ^ Мадлен, Дж. и др. 2007. Марс: предлагаемый климатический сценарий оледенения северных средних широт. Лунная планета. наук. 38. Аннотация 1778 г.
- ^ Мадлен, Дж.; Забудь, Ф.; Руководитель Джеймс В.; Леврард, Б.; Монмессен, Ф.; Миллур, Э. (2009). «Амазонское оледенение в северных средних широтах Марса: предлагаемый климатический сценарий» (PDF) . Икар . 203 (2): 300–405. Бибкод : 2009Icar..203..390M . дои : 10.1016/j.icarus.2009.04.037 .
- ^ Мишна, М.; Ричардсон, Марк И.; Уилсон, Р. Джон; МакКлиз, Дэниел Дж. (2003). «Об орбитальном воздействии марсианской воды и циклах CO2: исследование модели общей циркуляции с упрощенными схемами летучих веществ». Дж. Геофиз. Рез . 108 (E6): 5062. Бибкод : 2003JGRE..108.5062M . дои : 10.1029/2003JE002051 .
- ^ Паркер, М.; и др. (2010). «3D-строение района кратера Гусева». Письма о Земле и планетологии . 294 (3–4): 411–423. Бибкод : 2010E&PSL.294..411P . дои : 10.1016/j.epsl.2010.01.013 .
- ^ Креславский, М.; Хед, Дж. (2006). «Модификация ударных кратеров на северных равнинах Марса: последствия для истории климата Амазонки» . Метеорит. Планета. Наука . 41 (10): 1633–1646. Бибкод : 2006M&PS...41.1633K . дои : 10.1111/j.1945-5100.2006.tb00441.x .
- ^ Родригес, Хосе Алексис Палмеро (2005). «Контроль систем разрушения ударных кратеров на гидрологию недр, оседание грунта и обрушение, Марс» . Журнал геофизических исследований . 110 . Бибкод : 2005JGRE..11006003R . дои : 10.1029/2004JE002365 .
- ^ Педерсен, Г., Дж. Хед. 2010. Образование хаоса путем сублимации богатого летучими веществами субстрата: данные Галаксии Хаос, Марс. Икар: 211, 316–329.
- ^ Креславский Михаил Александрович; Хед, Джеймс В. (2002). «Судьба стоков каналов оттока в северных низменностях Марса: формация Vastitas Borealis как остаток сублимации из замерзших водоемов» . Журнал геофизических исследований . 107 (Е12): 4-1–4-25. Бибкод : 2002JGRE..107.5121K . дои : 10.1029/2001JE001831 .
- ^ Карр, Майкл Х.; Хед, Джеймс В. (2003). «Океаны на Марсе: оценка данных наблюдений и возможная судьба» (PDF) . Журнал геофизических исследований . 108 (E5): 5042. Бибкод : 2003JGRE..108.5042C . дои : 10.1029/2002JE001963 .
- ^ «HiRISE | Изображение с подписью, вдохновленное предложениями HiWish» . Uahirise.org . Проверено 21 марта 2022 г.
- ^ «HiRISE | Меса в Золотом Хаосе (ESP_016869_1775)» .