Общие особенности поверхности Марса - Common surface features of Mars

Общая поверхность особенности Марса включает темные наклонные полосы , пыль чуждых следы, песчаные дюны , Медуза ямки Formation , резной рельеф местность , слои, овраги, ледники, запеченный рельеф , хаос местность , возможные древние реки, постамент кратеры , рельеф мозга и кольцевую форму кратеры .

Полосы на склоне

Когда происходит около вершины дюны, темный песок может спускаться вниз по дюне, оставляя темные полосы на поверхности - полосы, которые сначала могут показаться деревьями, стоящими перед более светлыми участками.

Новое явление, известное как полосы на склоне, было обнаружено камерой HiRISE на орбитальном аппарате Mars Reconnaissance Orbiter . Эти детали появляются на стенах кратеров и других склонах, они тонкие и имеют длину во много сотен метров. Было замечено, что полосы медленно растут в течение года или около того, всегда начиная с точечного источника. Новообразованные полосы имеют темный цвет, но с возрастом бледнеют и становятся белыми. Причина неизвестна, но теории варьируются от лавин сухой пыли (популярная теория) до просачивания рассола.

Примеры темных полос на склонах из различных частей Марса показаны ниже. Нажмите на изображение, чтобы лучше рассмотреть.

Повторяющиеся наклонные линии

Повторяющиеся линии склонов представляют собой небольшие темные полосы на склонах, которые в теплое время года удлиняются. Они могут свидетельствовать о жидкой воде.

Следы пыльного дьявола

Многие области на Марсе переживают проход гигантских пылевых дьяволов . Тонкий слой мелкой яркой пыли покрывает большую часть поверхности Марса. Когда пылевой дьявол проходит мимо, он сдувает покрытие и обнажает нижележащую темную поверхность. Эти пылевые дьяволы были замечены как с земли, так и с орбиты. Они даже сдули пыль с солнечных панелей двух марсоходов на Марсе, тем самым значительно продлив себе жизнь. Роверы-близнецы рассчитаны на 3 месяца; вместо этого они длились одиннадцать лет и продолжаются до сих пор. Было показано, что рисунок следов меняется каждые несколько месяцев.

Слои

Во многих местах на Марсе скалы расположены слоями. Камень может образовывать слои по-разному. Вулканы, ветер или вода могут образовывать слои. Подробное обсуждение наслоения на многих марсианских примерах можно найти в «Осадочной геологии Марса». Слои могут укрепляться под действием грунтовых вод. Марсианские грунтовые воды, вероятно, переместились на сотни километров и при этом растворили много минералов из породы, через которую прошли. Когда грунтовые воды выходят на поверхность на низких участках, содержащих отложения, вода испаряется в разреженной атмосфере и оставляет после себя минералы в виде отложений и / или вяжущих веществ. Следовательно, слои пыли не могли впоследствии легко разрушиться, поскольку они были скреплены вместе.

Слои в ледяной шапке

Песчаные дюны

Во многих местах на Марсе есть песчаные дюны . Эрг (или песок море), состоящее из эоловых полой дюны называют окружает приполярные Dune поле большой части северной полярной шапки. Дюны покрыты сезонным морозом из углекислого газа, который формируется ранней осенью и сохраняется до поздней весны. Многие марсианские дюны сильно напоминают земные дюны, но изображения, полученные с помощью научного эксперимента по визуализации изображений с высоким разрешением на марсианском разведывательном орбитальном аппарате, показали, что марсианские дюны в северном полярном регионе подвержены изменениям из-за зернового потока, вызванного сезонной сублимацией СО2 , процесса, не наблюдаемого на Земля. Многие дюны черные, потому что они образованы из темного базальта вулканических пород. Внеземные песчаные моря, такие как те, что встречаются на Марсе, называются «undae» от латинского слова « волны».

Овраги

Марсианские овраги - это небольшие изрезанные сети узких каналов и связанных с ними отложений наносов, расположенных на спуске по склону , на планете Марс . Они названы из-за сходства с земными оврагами . Впервые обнаруженные на изображениях с Mars Global Surveyor , они встречаются на крутых склонах, особенно на стенах кратеров. Обычно у каждого оврага есть дендритная ниша в верхней части , веерообразный фартук у его основания и одна нить надрезанного канала, соединяющая эти два оврага, что придает целому оврагу форму песочных часов. Считается, что они относительно молоды, потому что у них мало кратеров, если они вообще есть.

Основываясь на их форме, аспектах, положениях и расположении среди и видимого взаимодействия с объектами, которые, как считается, богаты водяным льдом, многие исследователи полагали, что в процессах, вырезающих овраги, участвует жидкая вода. Однако это остается предметом активных исследований.

Овраги на дюнах

На некоторых дюнах встречаются овраги. Они несколько отличаются от оврагов в других местах, например, стен кратеров. Овраги на дюнах, кажется, сохраняют одинаковую ширину на большом расстоянии и часто заканчиваются ямой вместо фартука. Часто они достигают нескольких метров в поперечнике с выступающими берегами по бокам. Многие из этих оврагов находятся на дюнах Рассела (марсианский кратер) . Зимой на дюнах скапливается сухой лед, а весной появляются темные пятна и темные полосы растут вниз с холма. После того, как сухой лед исчез, видны новые каналы. Эти овраги могут быть вызваны глыбами сухого льда, движущимися вниз по крутому склону, или, возможно, сухим льдом начинается движение песка. В разреженной атмосфере Марса сухой лед с силой вытесняет углекислый газ.

Формирование ямок Медузы

Формирование Медузы Впадины является мягким, легко размывается депозит , который простирается на протяжении почти 1000 км вдоль экватора на Марс . Иногда образование выглядит как гладкая и слегка волнистая поверхность; однако местами он образован ветром в виде гребней и бороздок. Радиолокационные изображения показали, что этот регион может содержать либо чрезвычайно пористые породы (например, вулканический пепел), либо глубокие слои ледниковых отложений льда, количество которых примерно такое же, как в южной полярной шапке Марса.

Нижняя часть (член) формации Medusae Fossae содержит множество узоров и форм, которые считаются остатками ручьев. Считается, что ручьи образовали долины, которые были заполнены и стали устойчивыми к эрозии за счет цементации минералов или накопления грубого покровного слоя. Эти перевернутые русла ручьев иногда называют извилистыми гребнями или приподнятыми криволинейными элементами. Они могут быть около километра в длину. Их высота колеблется от метра до более 10 метров, а ширина узких - менее 10 метров.

Ветер размыл поверхность формации на серию линейных гребней, называемых ярдангами. Эти гребни обычно указывают направление преобладающих ветров, которые их прорезали, и демонстрируют эрозионную силу марсианских ветров. Легко размываемая природа формации Medusae Fossae позволяет предположить, что она состоит из слабоцементированных частиц и, скорее всего, образовалась в результате отложения переносимой ветром пыли или вулканического пепла . Слои видны в частях формации. Устойчивый кепрок на вершине ярдов был замечен на фотографиях Viking, Mars Global Surveyor и HiRISE. По всей территории видно очень мало ударных кратеров , поэтому поверхность относительно молода.

Ярданги

Ярданги распространены в некоторых регионах Марса, особенно в формации ямок Медузы в четырехугольнике Амазонки и около экватора. Они образуются под действием ветра на частицы размером с песок; поэтому они часто указывают в том направлении, в котором дул ветер, когда они образовались. Поскольку на них очень мало ударных кратеров, они считаются относительно молодыми.

Рыжая местность

Рельефный рельеф - это тип поверхности, характерный для определенных областей Марса и обнаруженный на изображениях Mariner 9 . Он находится между двумя разными поверхностями. Поверхность Марса можно разделить на две части: низкие молодые равнины без кратеров, покрывающие большую часть северного полушария, и высокие старые, сильно кратерированные области, покрывающие южное полушарие и небольшую часть северного полушария. Между этими двумя зонами находится изрезанный рельеф, содержащий сложное сочетание скал, холмов , холмов , а также каньонов с прямыми стенами и извилистыми каньонами . Рельефная местность включает гладкие плоские низины и крутые скалы. Высота уступов или обрывов обычно составляет 1-2 км. У каналов в этом районе широкие плоские полы и крутые стены. Рельефная местность наиболее распространена в северной Аравии , между 30 ° и 50 ° северной широты и 270 ° и 360 ° западной долготы. Части изрезанной местности называются Deuteronilus Mensae и Protonilus Mensae .

На изрезанной местности земля, кажется, переходит от узких прямых долин к изолированным холмам. Большинство столовых гор окружены формами, получившими множество названий (фартуки из круглых столов, фартуки из обломков, каменные ледники и передники из лопастных обломков ). Сначала они казались похожими на каменные ледники на Земле, но ученые не могли быть уверены. В конце концов, доказательство их истинной природы было обнаружено радарными исследованиями с помощью Mars Reconnaissance Orbiter и показало, что они содержат чистый водный лед, покрытый тонким слоем скал, изолирующих лед.

Помимо покрытых скалами ледников вокруг столовых гор, в регионе есть множество долин с крутыми стенами и линиями - гребнями и канавками - на дне. Материал, из которого состоят эти долины, называется насыпью линейных долин. На некоторых из лучших снимков, сделанных аппаратами Viking Orbiters , некоторые участки долины напоминали альпийские ледники на Земле. Учитывая это сходство, некоторые ученые предположили, что линии на дне этих долин могли образоваться потоком льда в этих каньонах и долинах (а возможно, и сквозь них). Сегодня все согласны с тем, что эти линии были вызваны ледниковым потоком.

Ледники

Считается , что ледники , в общих чертах определяемые как участки льда, которые текут в настоящее время или недавно, присутствуют на больших, но ограниченных участках современной поверхности Марса, и предполагается, что они были более широко распространены в прошлом.

Марсианский ледник движется вниз по долине, как это видно на HiRISE в рамках программы HiWish.

|

Концентрическая заливка кратера

Считается, что концентрическая насыпь кратера, такая как лопастные выступы обломков и линейчатая насыпь долин , богата льдом. Основываясь на точных топографических измерениях высоты в различных точках этих кратеров и расчетах глубины кратеров на основе их диаметров, считается, что кратеры на 80% заполнены в основном льдом. То есть они содержат сотни метров материала, который, вероятно, состоит из льда с несколькими десятками метров поверхностного мусора. Лед скопился в кратере из-за снегопада в предыдущих климатических условиях. Недавнее моделирование предполагает, что концентрическое заполнение кратера развивается в течение многих циклов, в течение которых снег выпадает, а затем перемещается в кратер. Попав внутрь кратера, тень и пыль сохраняют снег. Снег меняется на лед. Множество концентрических линий образовано многочисленными циклами накопления снега. Обычно снег накапливается, когда осевой наклон достигает 35 градусов.

Mesas

Хаос местность

Считается, что хаос на местности связан с выбросом огромного количества воды. Хаотические элементы могли разрушиться, когда вода вышла из поверхности. Марсианские каналы оттока обычно начинаются с области Хаоса. Хаотичный регион можно распознать по путанице столовых холмов, холмов и холмов, изрезанных долинами, которые местами выглядят почти узорчатыми. Некоторые части этой хаотической области не разрушились полностью - они все еще сформированы в большие столовые горы, поэтому они все еще могут содержать водяной лед. Хаотический ландшафт встречается во многих местах на Марсе, и всегда создается сильное впечатление, будто что-то внезапно потревожило землю. Регионы хаоса сформировались давно. Подсчитав кратеры (большее количество кратеров в любой области означает более старую поверхность) и изучив взаимосвязь долин с другими геологическими особенностями, ученые пришли к выводу, что каналы образовались от 2,0 до 3,8 миллиарда лет назад.

Верхняя равнина

В средних широтах Марса были обнаружены остатки мантии толщиной 50–100 метров, называемые верхней равниной. Впервые исследован в регионе Deuteronilus Mensae, но встречается и в других местах. Остатки состоят из наборов погружающихся слоев в кратерах и вдоль столовых гор. Наборы погружных слоев могут быть разных размеров и форм - некоторые из них напоминают пирамиды ацтеков из Центральной Америки.

Эта единица также деградирует в мозговую оболочку . Мозговая местность представляет собой область лабиринтных хребтов высотой 3–5 метров. Некоторые хребты могут состоять из ледяного ядра, поэтому они могут быть источниками воды для будущих колонистов.

В некоторых регионах верхней равнины видны большие трещины и впадины с приподнятыми краями; такие области называются ребристыми верхними равнинами. Считается, что трещины начались с небольших трещин от напряжений. Предполагается, что напряжение инициирует процесс разрушения, так как ребристые верхние плоскости являются обычным явлением, когда передники из мусора сходятся вместе или около края передников из мусора - такие места могут создавать напряжения сжатия. Трещины обнажили больше поверхностей, и, следовательно, больше льда в материале сублимировалось в тонкую атмосферу планеты. В конце концов, маленькие трещины превращаются в большие каньоны или впадины. Небольшие трещины часто содержат небольшие ямки и цепочки ямок; Считается, что это происходит из-за сублимации льда в земле. Большие площади поверхности Марса покрыты льдом, который защищен слоем пыли и других материалов толщиной в несколько метров. Однако если появятся трещины, свежая поверхность подвергнет лед воздействию разреженной атмосферы. За короткое время лед исчезнет в холодной тонкой атмосфере в процессе, называемом сублимацией . Аналогичным образом ведет себя сухой лед на Земле. На Марсе сублимация наблюдалась, когда спускаемый аппарат «Феникс» обнаружил глыбы льда, исчезнувшие за несколько дней. Кроме того, HiRISE видел свежие кратеры со льдом на дне. Через некоторое время HiRISE увидел, как ледяной покров исчез.

Считается, что верхняя равнина упала с неба. Драпирует различные поверхности, как будто падает ровно. Как и в случае других мантийных отложений, верхняя равнинная единица слоистая, мелкозернистая и богатая льдом. Это широко распространено; похоже, что у него нет точечного источника. Внешний вид некоторых регионов Марса обусловлен тем, как это устройство деградировало. Это основная причина появления на поверхности передников из лопастных обломков . Считается, что наслоение покровной единицы верхних равнин и других покровных единиц вызвано серьезными изменениями климата планеты. Модели предсказывают, что наклон или наклон оси вращения изменился от нынешних 25 градусов до, возможно, более 80 градусов за геологическое время. Периоды сильного наклона приведут к перераспределению льда в полярных шапках и изменению количества пыли в атмосфере.

Мантия, зависящая от широты

Большая часть поверхности Марса покрыта толстым слоем мантии, богатой льдом, который в прошлом несколько раз падал с неба. Кое-где в мантии виден ряд слоев.

Он выпал в виде снега и покрытой льдом пыли. Есть веские доказательства того, что эта мантия богата льдом. Форма многоугольников, характерных для многих поверхностей, предполагает наличие богатой льдом почвы. С помощью Mars Odyssey был обнаружен высокий уровень водорода (вероятно, из воды) . Тепловые измерения с орбиты предполагают наличие льда. Phoenix Lander нашел замерзшую воду непосредственно , так как он попал в поле полигонов и его посадка ракета подвергается чистой поверхности льда. Теория предсказывала, что лед можно найти под несколькими сантиметрами почвы. Этот слой мантии называется «мантией, зависящей от широты», потому что его наличие связано с широтой. Именно эта мантия растрескивается, а затем образует полигональную основу. Это растрескивание богатой льдом земли предсказывается на основе физических процессов.

,

Полигональный узорчатый грунт

Полигональный узорчатый грунт довольно распространен в некоторых регионах Марса. Принято считать, что это вызвано сублимацией льда из-под земли. Сублимация - это прямое превращение твердого льда в газ. Это похоже на то, что происходит с сухим льдом на Земле. Места на Марсе с многоугольной поверхностью могут указывать на то, где будущие колонисты могут найти водяной лед. Узорчатые формы земли в слое мантии, называемом зависящей от широты мантией , падали с неба, когда климат был другим.

,

Зубчатая топография

Зубчатая топография обычна в средних широтах Марса, между 45 ° и 60 ° северной и южной широты . Это особенно заметно в регионе Утопия Планития в северном полушарии и в районе Пенея и Амфитрита Патера в южном полушарии. Такая топография состоит из неглубоких впадин без ободка с зубчатыми краями, обычно называемых «зубчатыми впадинами» или просто «гребешками». Зубчатые впадины могут быть изолированными или сгруппированными, а иногда кажется, что они сливаются. Типичная зубчатая впадина показывает пологий склон, обращенный к экватору, и более крутой уступ, обращенный к полюсу. Эта топографическая асимметрия, вероятно, связана с различиями в инсоляции . Считается, что зубчатые впадины образуются в результате удаления подповерхностного материала, возможно, порового льда, путем сублимации . Этот процесс может продолжаться и в настоящее время.

22 ноября 2016 года НАСА сообщило об обнаружении большого количества подземного льда в районе Утопия Планиция на Марсе. Обнаруженный объем воды был оценен как эквивалент воды в озере Верхнем . Объем водяного льда в регионе был основан на измерениях с помощью георадара, установленного на орбитальном аппарате Mars Reconnaissance Orbiter под названием SHARAD . По данным, полученным из SHARAD, была определена « диэлектрическая проницаемость » или диэлектрическая проницаемость. Значение диэлектрической проницаемости соответствовало большой концентрации водяного льда.

,

Древние реки?

Существует множество свидетельств того, что когда-то вода текла в долинах рек на Марсе. На снимках с орбиты видны извилистые долины, разветвленные долины и даже меандры с старицами . Некоторые из них видны на картинках ниже.

Обтекаемые формы

Обтекаемые формы представляют собой еще одно свидетельство протекания воды на Марсе в прошлом. Водные элементы превращаются в обтекаемые формы.

Дельты

Кратер пьедестала

Считается, что кратеры пьедестала вызваны выбросом кратера, который защищает материал под ним от эрозии. Нижележащий материал, вероятно, богато льдом; следовательно, эти кратеры показывают, где и сколько льда было в земле.

Кратеры гало

Валуны

Мозговой ландшафт

Рельеф мозга - это особенность марсианской поверхности, состоящая из сложных гребней, обнаруженных на выступах лопастных обломков , линейчатой ​​засыпки долин и концентрической засыпки кратера . Он назван так потому, что указывает на гребни на поверхности человеческого мозга. Широкие гребни называют рельефом мозга с закрытыми ячейками , а менее распространенные узкие гребни - рельефом мозга с открытыми ячейками . Считается, что широкая местность с закрытыми ячейками содержит ледяное ядро, и когда лед исчезает, центр широкого гребня разрушается, образуя узкие гребни рельефа мозга с открытыми ячейками.

Кратеры кольцевой формы

Считается, что кратеры кольцевой формы образовались в результате ударов астероида о землю, покрытую слоем льда. Удар вызывает отскок ледяного слоя, образуя форму «кольцевая форма».

Безкорневые шишки

Безкорневые конусы вызваны взрывами лавы с грунтовым льдом под потоком. Лед тает и превращается в пар, который при взрыве расширяется, образуя конус или кольцо. Подобные особенности встречаются в Исландии, когда лава покрывает водонасыщенные субстраты.

Грязевые вулканы

Некоторые объекты похожи на вулканы. Некоторые из них могут быть грязевыми вулканами, где грязь под давлением поднимается вверх, образуя конусы. Эти особенности могут быть местами для поиска жизни, поскольку они выводят на поверхность возможную жизнь, которая была защищена от радиации.

Потоки лавы

Сети линейного хребта

Линейные сети гребней встречаются в различных местах на Марсе внутри кратеров и вокруг них. Гребни часто выглядят как в основном прямые сегменты, которые пересекаются в виде решетки. Они сотни метров в длину, десятки метров в высоту и несколько метров в ширину. Считается, что в результате ударов на поверхности образовались трещины, которые позже стали каналами для жидкостей. Жидкости цементировали конструкции. Со временем окружающий материал размывался, оставляя за собой твердые гребни. Поскольку гребни встречаются в местах с глиной, эти образования могут служить маркером для глины, для образования которой требуется вода.

Блоки, образующие трещины

Местами большие трещины разрушают поверхности. Иногда образуются прямые края, а из трещин образуются большие кубики.

Вулканы подо льдом

Есть свидетельства того, что вулканы иногда извергаются подо льдом, как иногда происходит на Земле. Кажется, что так много льда тает, вода уходит, а затем поверхность трескается и разрушается. На них видны концентрические трещины и большие куски земли, которые, казалось, были разорваны на части. Такие места, возможно, недавно содержали жидкую воду, поэтому они могут быть плодотворными местами для поиска свидетельств жизни.

Ноктис Лабиринтус

Разморозка

Весной появляются различные формы, потому что иней исчезает с поверхности, обнажая темную почву. Кроме того, в некоторых местах извержения, похожие на гейзеры, выдувают пыль, которые иногда называют «пауками». Если дует ветер, материал образует длинную темную полосу или веер.

Зимой скапливается много инея. Он замерзает прямо на поверхности постоянной полярной шапки, состоящей из водяного льда, покрытого слоями пыли и песка. Отложение начинается как слой пыльного инея CO2. За зиму он перекристаллизовывается и уплотняется. Попавшие в мороз частицы пыли и песка медленно тонут. К тому времени, когда весной поднимаются температуры, слой инея превратился в пластину полупрозрачного льда толщиной около 3 футов, лежащую на субстрате из темного песка и пыли. Этот темный материал поглощает свет и заставляет лед сублимироваться (превращаться непосредственно в газ). Со временем накапливается много газа и создается давление. Когда он находит слабое место, газ улетучивается и выдувает пыль. Скорость может достигать 100 миль в час. Иногда можно увидеть темные каналы; их называют «пауками». Когда этот процесс происходит, поверхность кажется покрытой темными пятнами.

Было выдвинуто множество идей для объяснения этих функций. Эти особенности можно увидеть на некоторых рисунках ниже.

Смотрите также

использованная литература

Рекомендуемая литература

  • Лоренц, Р. 2014. Шепчущиеся дюны. Планетарный отчет: 34, 1, 8–14.
  • Лоренц, Р., Дж. Зимбельман. 2014. Миры дюн: как ветерок песка формирует планетные ландшафты. Книги Springer Praxis / Геофизические науки.
  • Гротцингер, Дж. И Р. Милликен (ред.). 2012. Осадочная геология Марса. SEPM.

внешние ссылки