top-slice

Происхождение рельефа Меркурия

Рис. 4.6. Сильно кратерированный участок поверхности Меркурия. `Свежий`  кратер диаметром 12 км 
(немного левее середины снимка) имеет центральную горку, которая хорошо знакома по лунным фотографиям. 
На расстоянии 1/5 поперечника кратера вниз и вправо находится 1,5-километровый кратер Хан Кол 
(Hun Kal, что означает
Рис. 4.6. Сильно кратерированный участок поверхности Меркурия. `Свежий` кратер диаметром 12 км (немного левее середины снимка) имеет центральную горку, которая хорошо знакома по лунным фотографиям. На расстоянии 1/5 поперечника кратера вниз и вправо находится 1,5-километровый кратер Хан Кол (Hun Kal, что означает "20" на языке Майя). Это экзотическое название присвоено точке, через которую проходит меридиан 20°. По широте кратер Хан Кол расположен на 1° южнее экватора. Размеры участка 130 х 170 км. Снимок NASA


Рис. 4.7. Участок поверхности Меркурия с хорошо сохранившимся 25-километровым кратером
 (ниже и правее центра снимка). Справа от него видна половина кратера поперечником 45 км,
 на дне которого можно разглядеть мелкие кратеры, образовавшиеся позднее. Внизу слева 
видна четверть 60-километрового кратера, дно которого несет следы излияния лавы.  Снимок NASA
Рис. 4.7. Участок поверхности Меркурия с хорошо сохранившимся 25-километровым кратером (ниже и правее центра снимка). Справа от него видна половина кратера поперечником 45 км, на дне которого можно разглядеть мелкие кратеры, образовавшиеся позднее. Внизу слева видна четверть 60-километрового кратера, дно которого несет следы излияния лавы. Снимок NASA


Рис. 4.8. Мозаика из фотографий поверхности Меркурия, составленная по результатам первого пролета 
`Маринера-10` вблизи планеты 29 марта 1974 г.
Рис. 4.8. Мозаика из фотографий поверхности Меркурия, составленная по результатам первого пролета `Маринера-10` вблизи планеты 29 марта 1974 г.


Рис. 4.9. Мозаика из фотографий поверхности Меркурия, составленная по результатам второго пролета 
`Маринера-10` вблизи планеты 21 сентября 1974 г.
Рис. 4.9. Мозаика из фотографий поверхности Меркурия, составленная по результатам второго пролета "Маринера-10" вблизи планеты 21 сентября 1974 г.


Рис. 4.10.  Участок поверхности Меркурия с характерным
 для этой планеты образованием - эскарпом (уступом), протянувшимся с севера на юг
Рис. 4.10. Участок поверхности Меркурия с характерным для этой планеты образованием - эскарпом (уступом), протянувшимся с севера на юг


Рис. 4.11. Участок Меркурия размером 200 х 200 км с 
эскарпом (вдоль правой границы снимка). Фото: MESSENGER, NASA
Рис. 4.11. Участок Меркурия размером 200 х 200 км с эскарпом (вдоль правой границы снимка). Фото: MESSENGER, NASA


На Меркурии выделяют несколько характерных типов рельефа. По-видимому, наиболее древним является насыщенный рельеф - равнина, покрытая бесчисленным количеством перекрывающихся метеоритных кратеров (рис. 4.6), где удар каждого следующего метеоритного тела приходился на участок, уже многократно изрытый кратерами. Такая поверхность показана на рис. 4.7, где размер мельчайших различимых деталей составляет 300 м. Солнце светит слева и находится довольно низко над горизонтом. Вся поверхность покрыта сплошной сетью кратеров и на вид неотличима от материковых районов Луны. Почти все эти кратеры образовались от падения крупных метеоритных тел в период формирования планеты, около 4 млрд лет назад. Сначала выпадали протопланетные тела (планетезимали) и метеориты самых различных размеров, а потом все более мелкие фрагменты, следами которых покрыто все дно большого кратера слева внизу на рис. 4.7. Вместе с тем, крупные метеоритные тела порой врезались в поверхность даже на поздней стадии. Таков хорошо сохранившийся кратер диаметром 25 км правее и ниже центра снимка. Следов более поздних мелких кратеров его вал не имеет.

Другая отметка последовательности событий (несколько иного рода) видна в левом нижнем углу снимка 4.7, где расположен большой 60-км кратер с сильно разрушенным валом. На его дне заметны следы извержения лавы, образовавшей огромный поток, который двигался слева и затвердел, пройдя больше половины диаметра кратера. Извержение происходило уже после выпадения основного объема метеоритного вещества и даже после образования мелких кратеров на дне большого кратера справа. Вместе с тем, редкие и сравнительно мелкие тела выпадали на поверхность лавового натека и после его образования. С большей или меньшей плотностью ударные образования покрывают всю известную ныне поверхность Меркурия (рис. 4.8 и 4.9). Возраст поверхности Меркурия очень велик: события, оставившие на ней след, в основном происходили 3,9 o 109 лет назад. Точно так же выглядит поверхность Луны, возраст образцов которой установлен непосредственно.

Кинетическая энергия сталкивавшихся с поверхностью Меркурия протопланетных тел была очень велика. Каждый их удар сопровождался мощным взрывом, энергия которого была заметно выше, чем у обычной взрывчатки с той же массой, что у метеорита. Интересно, что лунные кратеры имеют значительно большие диаметры, чем кратеры на Меркурии, образованные такими же по массе метеороидами. Поскольку ускорение свободного падения на Меркурии (3,72 м/с2) выше, чем на Луне (1,62 м/с2), уда-ры метеоритов выбрасывают материал не так далеко от центра: при одинаковой энергии взрыва площадь, которую покрывает выброс на Меркурии, в 5 раз меньше, чем на Луне.

Бескратерные равнины или обширные промежутки между кратерами характерны только для Меркурия. Тем не менее, сходство внешнего вида Луны и Меркурия поразительно. Более того, мелко раздробленный материал, покрывающий Меркурий, имеет примерно такие же отражательные свойства, как и реголит Луны. В основном, это так называемые анортозитовые и крипноритовые породы, для образования которых обязательно требуется, чтобы геологическая история планеты включала естественное разделение материалов, - так называемую гравитационную и геохимическую дифференциацию, т. е. разделение горных пород в результате своеобразного "всплывания" более легких составляющих (силикатов) и погружения в ядро планеты тяжелых элементов (железа и никеля).

Некоторые меркурианские кратеры имеют систему "лучей", простирающихся на большое расстояние (рис. 4.9). Обычно яркие лучи вокруг кратеров охватывают область не более 1000 км в диаметре. На Луне, где много таких кратеров, протяженность лучей гораздо больше из-за меньшего ускорения свободного падения. Например, лучи кратера Тихо уходят за край видимого диска Луны. Известно, что яркость лучей заметно усиливается к полнолунию, а затем ослабевает. Это объясняется высокой пористостью материала лучей: Солнце освещает внутренность мелких пор, только когда поднимается над горизонтом.

Поверхность Меркурия, как и лунная поверхность, лишена ярких цветовых оттенков. Хотя сходство рельефа и реголита Луны и Меркурия велико, поверхность Меркурия все же несет много своеобразия. Вся видимая сторона Луны покрыта огромными низинами - "морями". А на известной нам стороне Меркурия морей (т. е. равнин или "бассейнов") вообще нет; видны только кратеры разных размеров. В этом смысле Меркурий очень напоминает обратную сторону Луны, горные районы которой также сложены анортозитовыми и крипноритовыми породами. Поверхность Меркурия отражает свет примерно так же, как обратная сторона Луны, и заметно сильнее, чем ее видимая сторона (из-за относительно большей площади лунных морей, покрытых темными морскими базальтами).

Единственное, но очень большое кратерное море на Меркурии - это упоминавшаяся выше равнина Жары, часть которой видна на рис. 4.8 у самого терминатора.

На Меркурии встречается необычная деталь рельефа - эскарп. Это уступ высотой 2-3 км, разделяющий два в общем ничем не отличающихся района (рис. 4.10 и 4.11). Протяженность таких обрывов - от сотен до тысячи километров. Например, эскарп Дискавери тянется от 56° ю.ш., 38° в. д. до 50° ю. ш., 36° в. д. Местами он пересекается крупными кратерами или сам пересекает их. Эскарпы образовались, когда происходило сжатие Меркурия, повлекшее за собой сдвиги и наползание отдельных участков его коры. Такое явление не известно на Луне, но в несколько ином виде встречается на Земле.

Высота гор на Меркурии, вычисленная по длине теней, оказалась меньше, чем на Луне; вероятно, это тоже связано с различием в ускорениях свободного падения. Горы Меркурия достигают 2-4 км, а наибольшая высота лунных Скалистых гор составляет 5,8 км.

Ныне считается твердо установленным, что подавляющая часть лунного, меркурианского и марсианского кратерного рельефа, а также рельеф большинства спутников планет-гигантов, образован ударно-взрывными процессами. Об этом говорит характер мелких частиц реголита, так называемых брекчий. Однако и проявлений вулканизма нашлось немало. По-видимому, разрушение грунта на большую глубину при ударах метеоритов облегчало жидкой лаве путь к поверхности.

    В.Г. Сурдин. Солнечная система

<< Предыдущая глава Следующая глава>>

Читайте по это же теме: