Планета Марс
Шрифт:
что тоже имело значение: чем больше масса планеты, тем больше ее "зона захвата", зона вычерпывания вещества роя.
В 1969 г. "Маринер-6" и "Маринер-7" передали на Землю около 200 снимков Марса, из них 55-с близкого расстояния: от 10 до 3,5 тыс. км. Качество этих снимков было значительно лучше, чем у "Маринера-4", и они (после соответствующей обработки) позволяли различить детали до 0,5 км.
Сравнение распределения кратеров по размерам на Марсе и на Луне (отдельно в лунных морях и горных районах) отчетливо выявило упомянутый выше дефицит мелких кратеров (меньше 5-10 км). Большинство крупных кратеров на Марсе имеет плоское дно, невысокий вал с пологими склонами, мелкие кратеры имеют преимущественно чашеобразную форму дна.
Открытие
Метеоритная гипотеза имеет важное преимущество перед вулканической: она разработана с физико-математической стороны. Советский ученый К. П. Станюкович еще в 1938 г. разработал основы теории образования кратеров в результате ударов метеоритов с космическими скоростями. В 1947 г. в статье "О разрушительном действии метеоритных ударов" К. П. Станюкович и В. В. Федынский предсказали существование метеоритных кратеров на Марсе. Значительно позднее (в 1950 г.) аналогичные предсказания сделали Э. Эпик и Ф. Уиппл.
В том, что подавляющее большинство мелких кратеров на Марсе имеет метеоритное происхождение, сомнений у ученых не было. Их распределение по поверхности планеты, одинаково хаотическое на "морях" и материках, распределение по размерам (соответствующее аналогичному распределению метеорных тел), форма воронки - все указывало на то, что мы имеем здесь дело с последствиями ударов гигантских метеоритов.
Рассмотрим физическую картину явления. При ударе о поверхность планеты метеорит сначала углубляется на некоторое расстояние в почву. Но тут же, через сотые и даже тысячные доли секунды после удара, происходит взрыв: вся кинетическая энергия метеорита (10"-10'^ эргов на грамм массы) превращается в тепло, а так как она больше удельной энергии испарения камня и железа, то сам метеорит, а также значительная часть вещества окружающей поверхности мгновенно превращается в пар. Под действием взрыва образуется выемка, происходит горизонтальный сдвиг пород по радиусам от центра взрыва, что и приводит к формированию вала кратера. Значительная часть пород при этом дробится и выбрасывается из кратера, иногда на очень большие расстояния (так образовались светлые венцы и "лучи" у некоторых лунных кратеров).
Чем крупнее кратер, тем больше в среднем его возраст, так как вероятность удара метеорита быстро уменьшается с его массой, примерно обратно пропорционально ей. На Луне кратеры сохраняются миллиарды лет, так как там нет ветровой эрозии. На Марсе все большие кратеры носят ее следы, а мелкие за достаточный срок могут быть вообще уничтожены ею. Поэтому все мелкие кратеры на Марсе недавнего происхождения.
Исследование кратеров на Марсе значительно приблизило ученых к решению проблемы их происхождения, причем с самым неожиданным результатом: подтвердилась, по-видимому, справедливость обеих конкурирующих гипотез, как метеоритной, так и вулканической. Окончательным доводом в пользу справедливости метеоритной гипотезы явилось открытие кратеров километровых размеров на Фобосе-маленьком спутнике Марса (его размеры 21 Х27 км), на котором нет и никогда не могло быть вулканов. В пользу справедливости вулканической гипотезы говорит анализ некоторых сложных форм кратеров на Марсе, обнаруженных уже в 1971 г. "Маринером-9". К ним относятся кратеры с несколькими концентрическими валами (рис. 12), кратепы-кальдеры*), кратные кратеры и некоторые другие. Образование таких форм от одного удара метеорита
*) Кальдеры - вулканы с широкими жерлами, образовавшимися в результате провала центральной части вулкана.
невозможно, а многократное попадание гигантских метеоритов в одно и то же место совершенно невероятно.
Интереснейшим образованием на Марсе
Известный еще по наземным наблюдениям как светлое пягпо, он оказался самой высокой возвышенностью на планете (22 км над средним уровнем поверхности) с довольно крутым валом, диаметром около 600 км, и с рядом других концентрических кольцевых структур.
мере метеоритного происхождения), но потом, как в лунных "морях", их залила лава. Светлый, а не темный вид Hellas объясняется, по-видимому, толстым слоем мелкой пыли, переносимой ветрами и оседающей в этой огромной котловине.
Любопытно, что большая светлая область Hellas совершенно лишена кратеров. Как уже говорилось, Hel- las-одна из самых низких областей на Марсе, лежащая на 4 км ниже среднего уровня. Можно высказать гипотезу, что в области Hellas были кратеры (по крайней
"Маринеру-7" удалось сфотографировать и область южной полярной шапки (рис. 14). Изучение этих фотографий показало, что толщина слоя вещества шапки измеряется по крайней мере метрами, но никак не миллиметрами или их долями, как было бы в случае, если бы они состояли из снега или льда. А главное, измерения
температуры полярной шапки показали, что она очень низкая: до 115°К. Это давало еще один, наиболее веский довод в пользу того, что вещество полярных шапок -замерзшая углекислота ("сухой лед").
1971 г. был во всех отношениях "годом Марса". 10 августа наступило очередное великое противостояние Марса, когда Земля и Марс сблизились до 56 млн. км. Во многих обсерваториях мира велись разнообразные наблюдения планеты. Особенно интенсивно они велись в Советском Союзе, Соединенных Штатах Америки, Франции, Японии.
19 и 28 мая 1971 г. к Марсу были запущены две советские автоматические межпланетные станции "Марс-2'> и "Марс-3". 27 ноября и 2 декабря 1971 г., после 192 и 188 суток полета соответственно обе станции приблизились к Марсу и стали его искусственными спутниками. Впервые в истории спускаемый аппарат станции "Марс-3" совершил мягкую посадку на поверхность планеты в ее южном полушарии, между светлыми областями Electris и Phaetontis.
Советская АМС "Марс-2" была выведена на орбиту с минимальным удалением от поверхности планеты 1380 км, максимальным-25000 км, наклоном к экватору 49° и периодом обращения 18 часов. Станция "Марс-3" двигалась по орбите с минимальным расстоянием 1500 км и периодом обращения около II суток. Максимальное расстояние станции от Марса в апоцентре орбиты составляло 190 тыс. км, т. е. половину расстояния от Земли до Луны.
Станция "Марс-3" производила фотографирование Марса с разных расстояний. Кроме того, обе станции производили измерения параметров поверхности и атмосферы, а также магнитного поля планеты.
Но самые интересные фотографии марсианских образований были получены с космического аппарата "Марпнер-9", который 14 ноября 1971 г. стал первым искусственным спутником Марса.
На снимках "Марннера-9" были обнаружены гигантские каньоны-длинные, глубокие долины (грабены), тянущиеся иногда на тысячи километров. Таков Большой Каньон (рис. 15), проходящий несколько южнее экватора от 27° до 110° долготы. Когда его нанесли на карту, оказалось, что он идет из темной области Aurorae
Sinus к темному треугольному лягну Tithonius Lacus и хорошо совпадает с давно известным каналом Copra- tes (Копрат). Однако такое соответствие каналов каньонам, обнаруженным на крупномасштабных снимках Марса, наблюдается далеко не всегда.
Общая длина Большого Каньона составляет 4000 км, его ширина достигает 120 км, а глубина - 6 км. Во все
стороны от него отходят овраги меньших размеров, длиною до 150 к.и и шириной 5-10 км. Они разветвляются, иногда создавая очень интересные формы, как, например, образование, названное "люстрой", на долготе 95° и широтах от -5° до -15° (рис. 16). Если сам Большою Каньон, несомненно, представляет собой грабен, или разлом в марсианской коре, ''го отходящие от него овраги возникли, скорее всего, в результате ветровой