Геологическая история Марса
Геологическая история Марса следует за физической эволюцией Марса , подтвержденной наблюдениями, косвенными и прямыми измерениями и различными методами вывода. Методы, начиная с методами 17-го века, разработанные Николасом Стено , в том числе так называемый закон суперпозиции и стратиграфии , используемый для оценки геологических историй Земли и Луны, активно применяются к данным, доступным из нескольких марсианских наблюдений и измерений ресурсы К ним относятся Landers, орбитальные платформы, наблюдения за землей и марсианские метеориты .
Наблюдения за поверхностями многих органов солнечной системы выявляют важные подсказки об их эволюции. Например, поток лавы, который распространяется и заполняет большой ударный кратер, вероятно, будет моложе кратера. С другой стороны, небольшой кратер на вершине одного и того же потока лавы, вероятно, будет моложе, чем лава и более крупный кратер, поскольку его можно предположить, что он был продуктом более позднего, ненаблюдаемого геологического события. Этот принцип, называемый законом суперпозиции , наряду с другими принципами стратиграфии , впервые сформулированным Николасом Стено в 17 веке, позволил геологам 19 -го века разделить историю Земли на знакомые эры палеозойских , мезозойских и кайнозойских . Та же методология была позже применена на Луну [ 1 ] А потом на Марс. [ 2 ]
Еще один стратиграфический принцип, используемый на планетах, где хорошо сохранились кратеры, - это плотность числа кратеров. Количество кратеров больше, чем заданный размер на единицу площади поверхности (обычно миллион км 2 ) обеспечивает относительный возраст для этой поверхности. Тяжелые поверхности старые, а редко кратерские поверхности молоды. У старых поверхностей много больших кратеров, а молодые поверхности имеют в основном маленькие кратеры или вообще вообще. Эти стратиграфические понятия составляют основу для марсианского геологического масштаба времени.
Относительный возраст от стратиграфии
[ редактировать ]Стратиграфия устанавливает относительный возраст слоев породы и осадка, обозначая различия в составе (твердые вещества, жидкости и захваченные газы). Допущения часто включаются в отношении скорости осаждения, которая генерирует ряд потенциальных возрастных оценок по любому набору наблюдаемых слоев отложений.
Абсолютные возрасты
[ редактировать ]Основным методом калибровки возраста в календарь общей эпохи является радиометрическое датирование. Комбинации различных радиоактивных материалов могут улучшить неопределенность в оценке по возрасту, основанной на любом изотопе.
Используя стратиграфические принципы, возраст рок -единиц обычно может быть определена только по отношению друг к другу . Например, знание того, что мезозойские породы, составляющие меловую систему, лежат на вершине (и, следовательно, моложе), чем) породы юрской системы, не раскрывает ничего о том, насколько давно были меловые или юрские периоды. Другие методы, такие как радиометрическое датирование , необходимы для определения абсолютного возраста в геологическое время. Как правило, это известно только камнями на земле. Абсолютные возрасты также известны избранными каменными единицами Луны на основе образцов, возвращенных на Землю. Существует также предложение ввести момент нестабильности жидкой воды. [ 3 ]
Назначение абсолютного возраста для каменных единиц на Марсе гораздо более проблематично. Многочисленные попытки [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] были сделаны на протяжении многих лет для определения абсолютной марсианской хронологии (сроки) путем сравнения оценочных показателей воздействия на Марс с теми, кто на Луне. Если скорость формирования кратера воздействия на MARS по размеру кратера на единицу площади в геологическое время (скорость производства или поток) известна с точностью, то плотность кратера также обеспечивает способ определить абсолютный возраст. [ 7 ] К сожалению, практические трудности в подсчете кратера [ 8 ] И неопределенности в оценке потока по -прежнему создают огромные неопределенности в возрасте, полученных из этих методов. Марсианские метеориты предоставили датируемые образцы, которые согласуются с вычисленными возрастами, рассчитанными до настоящего времени, [ 9 ] Но места на Марсе, откуда пришли метеориты (происхождение), неизвестны, ограничивая их ценность хроностратиграфическими инструментами. Поэтому абсолютный возраст, определяемый плотностью кратера, должен быть принят с некоторым скептицизмом. [ 10 ]
Кратер плотность времени
[ редактировать ]Исследования воздействия плотности кратера на марсианской поверхности [ 11 ] [ 12 ] определили четыре широких периода планеты в геологической истории . [ 13 ] Периоды были названы в честь мест на Марсе, которые имели крупномасштабные поверхности, такие как крупные кратеры или широко распространенные потоки лавы, которые датируются этими периодами времени. Абсолютный возраст, указанный здесь, только приблизительно. От самых старых до самых молодых, периоды времени:
- Pre-Noachian : интервал от аккреции и дифференциации планеты около 4,5 миллиардов лет назад ( GYA ) до формирования бассейна Hellas Impact , от 4,1 до 3,8 GYA. [ 14 ] Большая часть геологической записи этого интервала была стерта путем последующей эрозии и высоких показателей воздействия. Считается, что дихотомия в коре сформировалась в течение этого времени, наряду с бассейнами Аргира и Исидис .
- Ноахианский период (названный в честь Noachis terra ): формирование самых старых существующих поверхностей Марса от 4,1 до 3,7 Gya. Ноачиские поверхности разбрызгивают множество крупных кратеров. Считается, что Tharsis Bulge сформировалась во время Ноахиана, наряду с обширной эрозией жидкой водой, производящей речные сети долины . Большие озера или океаны могли присутствовать.
- Гесперианский период (названный в честь Гесперии Планам ): от 3,7 до приблизительно 3,0 GYA. Это отмечено формированием обширных лавовых равнин. Формирование Olympus Mons, вероятно, началось в этот период. [ 15 ] Катастрофические выбросы воды вырезали обширные каналы оттока вокруг Chryse Planitia и в других местах. Эфемерные озера или моря, возможно, сформировались в северной низменности.
- Амазонский период (названный в честь Amazonis Planitia ): 3,0 Gya To Present. Амазонские регионы имеют немного кратеров с метеоритом, но в остальном довольно разнообразны. Лавовые потоки, ледниковая/ перильгаальная активность и незначительные выбросы жидкой воды продолжались в течение этого периода. [ 16 ]
Эпохи:
Дата границы Геспериана/Амазонки особенно неопределенна и может варьироваться от 3,0 до 1,5 GYA. [ 17 ] По сути, Геспериан считается переходным периодом между окончанием тяжелой бомбардировки и холодным, сухим Марсом, который можно увидеть сегодня.
Минеральное изменение временного масштаба
[ редактировать ]В 2006 году исследователи, использующие данные из омега -видимого и инфракрасного минералогического картирования спектрометра на борту орбитального аппарата Mars Express, предложили альтернативный марсианский временной шкале, основанный на преобладающем типе минеральных изменений, которые происходили на Марсе из -за различных стилей химического вывоза в прошлом планеты. Они предложили разделить историю Марса на три эпохи: филлоцианский, теикианский и сидерикан. [ 18 ] [ 19 ]
- Филлоциан филлосиликатных (названный в честь или глинистых минералов, которые характеризуют эпоху) длились от формирования планеты до раннего Ноахияна (около 4,0 Гия). Омега идентифицировала обнажения филлосиликатов во многих местах на Марсе, все в скалах, которые были исключительно до-ноаанианскими или ноахианскими по возрасту (особенно в результате воздействия скал у нили Фосэ и Маурт Валлис ). Филлосилликаты требуют образованной, богатой водой, щелочной средой. Филлоцианская эпоха коррелирует с возрастом формирования сети долины на Марсе, что свидетельствует о раннем климате, который способствовал наличию обильных поверхностных вод. Считается, что депозиты в эту эпоху являются лучшими кандидатами, в которых можно искать доказательства прошлой жизни на планете.
- Теикиян ) длился (названный в честь серы по греческому, для сульфатных минералов формированных до 3,5 Gya. Это была эра обширного вулканизма , которая выпустила большое количество диоксида серы (SO 2 ) в атмосферу. SO 2 в сочетании с водой для создания среды, богатой серной кислотой, которая позволяла образовать гидратированные сульфаты (особенно киерит и гипс ).
- Сидерикан (названный в честь железа на греческом языке, для образовавшихся оксидов железа) длился от 3,5 Gya до настоящего времени. С уменьшением вулканизма и доступной воды наиболее заметным процессом выветривания поверхности стал медленное окисление богатых железом пород пероксидами атмосферы, производящих оксиды красного железа , которые придают планете его знакомый цвет.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Для обзоров этой темы см.
- Mutch, TA (1970). Геология Луны: стратиграфический взгляд . Принстон, Нью -Джерси: издательство Принстонского университета.
- Вильгельмс, Де (1987). Геологическая история Луны . Профессиональная газета USGS 1348.
- ^ Скотт, DH; Карр, MH (1978). Геологическая карта Марса . Рестон, Вирджиния: Геологическая служба США . Разное расследование Установите карту 1-1083.
- ^ Czechowski, L., et al., 2023. Образование конусных цепей в области Хриз Планитии на Марсе 771 и термодинамические аспекты этого процесса. Icarus, 772 doi.org/10.1016/j.icarus.2023.115473
- ^ Neukum, G.; Мудрый, DU (1976). «Марс: стандартная кривая кратера и возможная новая шкала времени». Наука . 194 (4272): 1381–1387. Bibcode : 1976sci ... 194.1381n . doi : 10.1126/science.194.4272.1381 . PMID 17819264 .
- ^ Neukum, G.; Хиллер, К. (1981). «Марсианские возрасты» . J. Geophys. Резерв 86 (B4): 3097–3121. Bibcode : 1981jgr .... 86.3097n . doi : 10.1029/jb086ib04p03097 .
- ^ Хартманн, WK; Neukum, G. (2001). «Кратерная хронология и эволюция Марса». В Калленбахе, Р.; и др. (ред.). Хронология и эволюция Марса . Обзоры космических наук. Тол. 12. С. 105–164. ISBN 0792370511 .
- ^ Hartmann, WK (2005). «Марсианский кратер 8: уточнение изохрона и хронология Марса». ИКАРС . 174 (2): 294. Bibcode : 2005icar..174..294H . doi : 10.1016/j.icarus.2004.11.023 .
- ^ Hartmann, WK (2007). «Марсианский кратер 9: к разрешению противоречий о мелких кратерах». ИКАРС . 189 (1): 274–278. Bibcode : 2007icar..189..274H . doi : 10.1016/j.icarus.2007.02.011 .
- ^ Hartmann 2003 , p. 35
- ^ Карр 2006 , с. 40
- ^ Танака, К.Л. (1986). «Стратиграфия Марса». Журнал геофизических исследований , семнадцатая лунная и планетарная научная конференция, часть 1, 91 (B13), E139 - E158.
- ^ Melosh, HJ, 2011. Планетарные поверхностные процессы. Cambridge Univ. Press., Pp. 500
- ^ Caplinger, Майк. «Определение возраста поверхностей на Марсе» . Архивировано из оригинала 19 февраля 2007 года . Получено 2007-03-02 .
- ^ Карр, MH; Head, JW (2010). «Геологическая история Марса» (PDF) . Земля и планетарные научные письма . 294 (3–4): 185–203. BIBCODE : 2010E & PSL.294..185C . doi : 10.1016/j.epsl.2009.06.042 .
- ^ Фуллер, Элизабет Р.; Head, James W. (2002). «Amazonis Planitia: роль геологически недавнего вулканизма и седиментации в формировании самых плавных равнин на Марсе» (PDF) . Журнал геофизических исследований . 107 (E10): 5081. Bibcode : 2002jgre..107.5081f . doi : 10.1029/2002je001842 . Архивировано из оригинала (PDF) на 2021-04-13 . Получено 2012-01-06 .
- ^ Salese, F.; Не Achille, G.; Neemann, A.; Ori, Gg; Haubber, E. (2016). «Гидрологический и осадочный анализ хорошо сохранившихся палеофлювиальных палеолакустрированных систем в Моа Валлесе, Марс» . Планета : 194–2 doi : 10.1002/ 2015je
- ^ Hartmann 2003 , p. 34
- ^ Уильямс, Крис. «Зонд раскрывает три возраста Марса» . Получено 2007-03-02 .
- ^ Бибринг, Жан-Пьер; Ланжевин, y; Горчица, JF ; Poulet, F; Арвидсон, R ; Гендрин, а; Гонде, б; Мангольд, н; и др. (2006). «Глобальная минералогическая и водная история Марса, полученная из данных Omega/Mars Express» . Наука . 312 (5772): 400–404. Bibcode : 2006sci ... 312..400B . doi : 10.1126/science.1122659 . PMID 16627738 .
Цитаты
[ редактировать ]- Карр, Майкл, Х. (2006). Поверхность Марса . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-87201-0 .
{{cite book}}: Cs1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - Хартманн, Уильям К. (2003). Путешественник по Марсу: таинственные пейзажи красной планеты . Mew York: Workman. ISBN 0-7611-2606-6 .
{{cite book}}: Cs1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Марс - Геологическая карта ( USGS , 2014) ( оригинал / Crop / Full / Video (00:56) ).
