Реголит
Реголит ( / ˈ r ɛ ɡ ə l ɪ θ / ) [1] [2] представляет собой покров рыхлых, рыхлых, неоднородных поверхностных отложений, покрывающих твердую горную породу . Он включает пыль , разбитые камни и другие сопутствующие материалы и присутствует на Земле , Луне , Марсе , некоторых астероидах и других планетах земной группы и лунах . [3]
Этимология
[ редактировать ]Термин «реголит» объединяет два греческих слова: регос ( ῥῆγος ), «одеяло», и литос ( λίθος ), «камень». [4] [5] [6] Американский геолог Джордж П. Меррилл впервые определил этот термин в 1897 году, написав:
Местами это покрытие состоит из материала, образовавшегося в результате выветривания горных пород или роста растений на месте . В других случаях это фрагментарное и более или менее разложившееся вещество, принесенное ветром, водой или льдом из других источников. Всю эту мантию из рыхлого материала, какова бы ни была его природа и происхождение, предлагается называть реголитом. [7]
Земля
[ редактировать ]
Реголит Земли [8] [9] [10] включает в себя следующие подразделения и компоненты:
- почва или педолит
- аллювий и другие переносимые покровы, в том числе переносимые эоловыми , ледниковыми , морскими и гравитационными стоковыми процессами.
- «сапролит», обычно разделяемый на
- верхний сапролит : полностью окисленная коренная порода
- нижний сапролит : химически восстановленные частично выветрелые породы.
- сапрок : трещиноватая коренная порода с выветриванием, ограниченным краями трещин.
- потоки вулканического пепла и лавы , переслаивающиеся с рыхлым материалом [11]
- твердая корка , образующаяся в результате цементации почв, сапролита и переносимого материала глинами , силикатами , железа оксидами и оксигидроксидами , карбонатами и сульфатами , а также менее распространенными агентами, в затвердевшие слои, устойчивые к выветриванию и эрозии. [12]
- грунтовые воды - и водоотложенные соли .
- биота и органические компоненты, полученные из нее.
Толщина реголита может варьироваться от его полного отсутствия до сотен метров. Его возраст может варьироваться от мгновенного (для только что отложившегося пепла или аллювия) до сотен миллионов лет (реголит докембрийского возраста встречается в некоторых частях Австралии, [13] хотя, возможно, он был похоронен и впоследствии эксгумирован. [14] )
Реголит на Земле возникает в результате выветривания и биологических процессов . Самая верхняя часть реголита, которая обычно содержит значительное количество органического вещества, более условно называется почвой. [15] Присутствие реголита является одним из важных факторов для большей части жизни , поскольку немногие растения могут расти на твердой скале или внутри нее, а животные не смогут рыть норы или строить укрытие без рыхлого материала. [16]
Реголит также важен для инженеров, строящих здания, дороги и другие строительные сооружения. Механические свойства реголита значительно различаются, и их необходимо документировать, чтобы конструкция выдержала суровые условия эксплуатации. [17]
Реголит может содержать месторождения полезных ископаемых, такие как минеральные пески, кальцитовый уран и латеритные месторождения никеля . Понимание свойств реголита, особенно геохимического состава, имеет решающее значение для геохимических и геофизических исследований месторождений полезных ископаемых под ним. [18] [19] Реголит также является важным источником строительного материала, в том числе песка, гравия, щебня , извести и гипса . [20]
Реголит — это зона, через которую водоносные горизонты пополняются и через которую происходит разгрузка водоносных горизонтов. Многие водоносные горизонты, такие как аллювиальные водоносные горизонты, полностью залегают внутри реголита. Состав реголита также может сильно влиять на состав воды из-за присутствия солей и кислотообразующих материалов.
Луна
[ редактировать ]
Реголит покрывает почти всю лунную поверхность, коренная порода выступает только на очень крутых стенках кратеров и редких каналах лавы . Этот реголит сформировался за последние 4,6 миллиарда лет в результате воздействия больших и малых метеороидов , постоянной бомбардировки микрометеороидов , а также солнечных и галактических заряженных частиц, разрушающих поверхностные породы. Производство реголита в результате эрозии горных пород может привести к образованию галтелей вокруг лунных камней.
Удар микрометеороидов, иногда движущихся со скоростью более 96 000 км/ч (60 000 миль в час), генерирует достаточно тепла, чтобы расплавить или частично испарить частицы пыли. с зазубренными краями В результате плавления и повторного замораживания частицы свариваются вместе в стеклообразные агглютинаты . [21] напоминает тектиты, найденные на Земле .
Мощность реголита обычно составляет от 4 до 5 м на морских участках и от 10 до 15 м на более старых высокогорьях. [ сломанный якорь ] регионы. [22] Под этим настоящим реголитом находится область глыбовой и растрескавшейся коренной породы, созданная в результате более крупных ударов, которую часто называют «мегареголитом».
Плотность реголита на месте посадки Аполлона-15 ( 26 ° 07'56 "N 3 ° 38'02" E / 26,1322 ° N 3,6339 ° E ) составляет в среднем примерно 1,35 г/см. 3 для верхних 30 см, а это примерно 1,85 г/см. 3 на глубине 60 см. [23]
Термин « лунный грунт » часто используется как синоним «лунного реголита», но обычно относится к более мелкой фракции реголита, которая состоит из зерен диаметром один сантиметр или меньше. Некоторые утверждают, что термин « почва » неверен по отношению к Луне, поскольку почва определяется как имеющая органическое содержание, тогда как на Луне его нет. Однако среди лунных учёных принято игнорировать это различие. [ нужна ссылка ] «Лунная пыль» обычно означает даже более мелкие материалы, чем лунный грунт, фракция которого составляет менее 30 микрометров в диаметре. Средний химический состав реголита можно оценить по относительной концентрации элементов в лунном грунте.
Физические и оптические свойства лунного реголита изменяются в результате процесса, известного как космическое выветривание , в результате которого реголит со временем темнеет, в результате чего лучи кратера тускнеют и исчезают.
На ранних этапах «Аполлона» программы высадки на Луну Томас Голд из Корнелльского университета и член Президентского научного консультативного комитета выразили обеспокоенность тем, что толстый слой пыли на вершине реголита не выдержит вес лунного модуля и что модуль может утонуть под поверхностью. Однако Джозеф Веверка (также из Корнелла) отметил, что Голд неправильно рассчитал глубину слоя вышележащей пыли. [24] толщина которого составляла всего пару сантиметров. предшествовавший «Аполлону», обнаружил, что реголит довольно твердый Действительно, роботизированный космический корабль Surveyor, , и во время приземления «Аполлона» астронавты часто сочли необходимым использовать молоток , чтобы вбить для отбора проб керна в него инструмент .
Марс
[ редактировать ]Марс покрыт обширными пространствами песка и пыли, а его поверхность усеяна камнями и валунами. Пыль иногда поднимается во время огромных пылевых бурь, охватывающих всю планету . Марсианская пыль очень мелкая, и в атмосфере ее остается достаточно, чтобы придать небу красноватый оттенок.
Считается, что песок движется очень медленно под действием марсианских ветров из-за очень низкой плотности атмосферы в современную эпоху. В прошлом жидкая вода, текущая в оврагах и речных долинах, могла сформировать марсианский реголит. Исследователи Марса изучают, влияет ли истощение грунтовых вод на формирование марсианского реголита в современную эпоху и существуют ли на Марсе гидраты углекислого газа и играют ли какую-то роль. Считается, что большое количество льдов из воды и углекислого газа остается замороженным внутри реголита в экваториальных частях Марса и на его поверхности в более высоких широтах.
Марсианский песок и валуны, сфотографированные марсианским марсоходом Spirit.
Реголит под марсианским посадочным модулем НАСА «Феникс» , где спускаемые двигатели, по-видимому, очистили несколько пятен пыли, обнажив подстилающий лед.
Поверхность Деймоса , спутника Марса , покрыта слоем реголита, толщина которого оценивается в 50 м (160 футов). Снимок орбитального аппарата «Викинг-2» сделан с высоты 30 км (19 миль).
Астероиды
[ редактировать ]
Астероиды имеют реголиты, образовавшиеся в результате удара метеороида. Итоговые снимки сделанные космическим кораблем NEAR Shoemaker, поверхности Эроса, являются лучшими изображениями реголита астероида. Недавняя японская миссия Хаябуса также предоставила четкие изображения реголита на астероиде, настолько маленьком, что считалось, что гравитация слишком мала для развития и поддержания реголита. Около северного полюса астероида 21 Лютеция имеет слой реголита, который течет в виде оползней, связанных с изменениями альбедо. [25]
Титан
[ редактировать ]Сатурна Известно, что самый большой спутник Титан имеет обширные поля дюн, хотя происхождение материала, образующего дюны, неизвестно - это могут быть небольшие фрагменты водяного льда, размытые потоком метана, или, возможно, твердые органические вещества, образовавшиеся в недрах Титана. атмосферу и хлынул на поверхность. Ученые начинают называть этот рыхлый ледяной материал реголитом из-за механического сходства с реголитом на других телах, хотя традиционно (и этимологически ) этот термин применялся только тогда, когда рыхлый слой состоял из минеральных зерен, таких как кварц или плагиоклаз, или обломков горных пород, которые в свою очередь состояли из таких минералов. Рыхлые покровы ледяных зерен не считались реголитом, потому что, когда они появляются на Земле в виде снега, они ведут себя иначе, чем реголит: зерна тают и сплавляются лишь при небольших изменениях давления или температуры. Однако Титан настолько холоден, что лед ведет себя как камень. Таким образом, существует ледяной реголит, полный эрозии. и эоловые и/или осадочные процессы.
Зонд Гюйгенс» « при приземлении использовал пенетрометр , чтобы охарактеризовать механические свойства местного реголита. Сообщалось, что сама поверхность представляет собой глиноподобный «материал, который может иметь тонкую корку, за которой следует область относительно однородной консистенции». Последующий анализ данных показывает, что показания консистенции поверхности, вероятно, были вызваны тем, что Гюйгенс сместил большой камешек при его приземлении, и что поверхность лучше описать как «песок», состоящий из ледяных зерен. [26] На снимках, сделанных после приземления зонда, видна плоская равнина, покрытая галькой. Камешки, которые могут состоять из водяного льда, имеют несколько округлую форму, что может указывать на воздействие на них жидкостей. [27]
Камешки на поверхности Титана с высоты около 85 см. кораблем "Гюйгенс" , сфотографированные космическим
Дюны на поверхности Титана полученном космическим кораблем Кассини . на радиолокационном изображении области размером примерно 160 на 325 километров (99 на 202 мили),
См. также
[ редактировать ]- Расклешенный склон – скальная стена с плавным переходом во впадину в подошвенной зоне.
- Использование ресурсов на месте - использование в космонавтике материалов, добытых в космическом пространстве.
- Имитатор лунного реголита
- Лёсс - осадок скопившейся ветром пыли.
- Лунаркрит - гипотетический агрегатный строительный материал, похожий на бетон, образованный из лунного реголита.
- Имитатор марсианского реголита
- Остаток - выветрившаяся порода, не перенесенная эрозией.
- Песок – зернистый материал, состоящий из мелкодисперсных горных пород и минеральных частиц.
- Сапролит – горная порода, подвергшаяся химическому выветриванию.
- Почва – смесь органических веществ, минералов, газов, жидкостей и организмов, которые вместе поддерживают жизнь.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «реголит» . Lexico Британский словарь английского языка . Издательство Оксфордского университета . Архивировано из оригинала 28 апреля 2021 года.
- ^ «реголит» . Словарь английского языка американского наследия (5-е изд.). ХарперКоллинз.
- ^ Кларк, Джонатон (2008). «Внеземной реголит. Скотт, К. и Пейн, CF (ред.)». Regolith Science, CSIRO Publishing, Мельбурн : 377–407.
- ^ Андерсон, Р.С. и Андерсон, С.П., 2010, Геоморфология: механика и химия ландшафтов . Издательство Кембриджского университета, стр. 162
- ^ Харпер, Дуглас. «реголит» . Интернет-словарь этимологии .
- ^ ρῆγος , λίθος . Лидделл, Генри Джордж ; Скотт, Роберт ; Греко-английский лексикон в проекте «Персей» .
- ^ Меррилл, ГП (1897) Породы, выветривание горных пород и почвы . Нью-Йорк: Компания MacMillan, 411 стр.
- ^ Оллиер, Клифф; Боль, Колин (1996). Реголит, почвы и формы рельефа . Чичестер: Джон Уайли. ISBN 978-0471961215 .
- ^ Тейлор, Г.; Эгглтон, РА (2001). Геология и геоморфология реголита . Чичестер: Дж. Уайли. ISBN 9780471974543 .
- ^ Скотт, Кейт М.; Боль, Колин (2009). Реголит наука . Коллингвуд, Вика: CSIRO Pub. ISBN 978-1402088599 .
- ^ Тейлор и Эгглтон 2001 , стр. 2–3.
- ^ Тейлор и Эгглтон 2001 , стр. 247–248.
- ^ Оллиер, Клифф (1991). Древние формы рельефа . Лондон: Белхейвен Пресс. ISBN 978-1852930745 .
- ^ Пилланс, Брэд (2009). «2. Реголит сквозь время» . В Скотте, Кейт; Боль, Колин (ред.). Реголит Наука . Издательство Csiro. стр. 7–29. ISBN 9780643099968 . Проверено 24 мая 2022 г.
- ^ Скотт и Пейн 2009 , с. 32.
- ^ Скотт и Пейн 2009 , с. 4.
- ^ Скотт и Пейн 2009 , с. 276.
- ^ Л.К. Кауранн, Р. Салминен и К. Эрикссон, 1992. Геохимия исследования реголита в арктических и умеренных районах . Эльзевир
- ^ CRM Butt 1992. Геохимия исследования реголита в тропических и субтропических местностях . Эльзевир
- ^ Скотт и Пейн 2009 , с. 377.
- ^ Мангелс, Джон (15 февраля 2007 г.). «Справляемся с лунной пылью» . Сиэтл Таймс . Проверено 16 февраля 2007 г.
- ^ Маккей, Дэвид С.; Хайкен, Грант; Басу, Абхиджит; Бланфорд, Джордж; Саймон, Стивен; Риди, Роберт; Френч, Беван М.; Папайк, Джеймс (1991), «Лунный реголит» (PDF) , в Хайкене, Грант Х.; Ваниман, Дэвид Т.; Френч, Беван М. (ред.), Справочник по Луне: Руководство пользователя по Луне , Издательство Кембриджского университета, стр. 286 , ISBN 978-0-521-33444-0
- ^ Альшибли, Халид (2013). «Лунный реголит» . Университет Теннесси (Ноксвилл) . Проверено 8 октября 2016 г.
- ^ Пирс, Джереми (24 июня 2004 г.). «Томас Голд, астрофизик и новатор, умер в возрасте 84 лет» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 1 марта 2018 г.
- ^ Сьеркс, Х.; и др. (2011). «Изображения астероида 21 Лютеция: остатка планетезимали ранней Солнечной системы». Наука . 334 (6055): 487–490. Бибкод : 2011Sci...334..487S . дои : 10.1126/science.1207325 . hdl : 1721.1/110553 . ПМИД 22034428 . S2CID 17580478 .
- ↑ Разрушение гальки зонда Титана , BBC News, 10 апреля 2005 г.
- ↑ Новые изображения с зонда «Гюйгенс»: береговые линии и каналы, но явно сухая поверхность. Архивировано 29 августа 2007 г. в Wayback Machine , Эмили Лакдавалла, 15 января 2005 г., проверено 28 марта 2005 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Кооперативный исследовательский центр ландшафта, окружающей среды и разведки полезных ископаемых
- Глоссарий реголита: поверхностная геология, почвы и ландшафты, Ричард Эгглтон, редактор
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
