Солнечная система (Астрономия и астрофизика)
Шрифт:
Самые мелкие частицы грунта, различимые на снимке, имеют размер 3 мм. Раздробленный грунт в центре состоит из мелких частиц и камешков до 50 мм. Здесь же видны каменные плиты протяженностью 0,5—2 м. Возможно, рис. показывает наиболее распространенные на Венере пейзажи. Геологи считают, что каменные плиты — это выходы коренных скальных пород, обладающие заметной слоистостью. Поверхность плит носит следы выветривания (бугорки и ямки).
Интересно происхождение мелкого грунта. Частично это продукт разрушения каменных плит. Вид рыхлого грунта говорит о большом возрасте поверхности. Приборы зарегистрировали пылевое облако, которое образовалось при ударе аппарата в момент посадки. Грунт может также содержать вулканические пеплы, а некоторые тонкие каменные плиты могут быть сцементированной (литифицированной) коркой
Таким образом, однотипный ландшафт видели три «Венеры» из четырех. Это рыхлый грунт и выходы коренных пород, которые изломаны в куски каким-то неизвестным процессом.
Дальний склон на панорамах «Венеры-13 и -14» окрашен в яркий желто-зеленый цвет, в то время как ближняя часть того же района имеет бурые и оранжево-зеленоватые оттенки. Это связано с составом света, рассеянного в плотной атмосфере. Голубой цвет земного неба — результат рэлеевского рассеяния света молекулами воздуха, которое быстро ослабевает с ростом длины волны света (—4). Поэтому небо Земли, строго говоря, больше фиолетовое, чем голубое. На Венере рэлеевское рассеяние действует во много раз сильнее. Кроме того, синие лучи поглощаются некоторыми газами в атмосфере. Лишь незначительная часть синих и голубых лучей достигает поверхности Венеры. Поэтому небо над горизонтом там имеет яркий оранжевый и желто-зеленый оттенок.
Поверхность Венеры, состоящая главным образом из базальтоидов, имеет неяркие характерные оттенки — черный и коричневый. Как и на Земле, основную окраску грунту придают соединения железа: двухвалентный ион железа дает зеленоватый тон, трехвалентный — красноватый. В качестве возможного земного аналога венерианской поверхности называют окрестности вулкана Толбачик на Камчатке, сильное извержение которого наблюдалось в 1975 г. Однако цвет вулканической породы у Толбачика отличается от цветов на снимках с Венеры из-за различий в спектральном составе освещения. В грунте Венеры примерно половину составляет кремнезем (Si02). В таблице приведен состав поверхности Венеры, найденный рентгенофлуоресцентным методом в трех точках посадки.
Исходя из состава, порода в месте посадки «Венеры-13» отнесена к довольно редким на Земле толеитовым базальтам, которые можно встретить, например, на Гавайях.
Цветовые оттенки на панорамах «Венеры-13 и -14» удобно сравнивать с белыми полуцилиндрическими крышками телефотометров. Эти крышки отбрасывались перед началом работы и лежат на грунте, как можно видеть на снимках. Но с одной из четырех крышек произошло непредвиденное: пробник для измерения механических свойств грунта, распрямляясь, вонзился именно в крышку. Другого места на Венере для него не нашлось!
Зонд «Венера-13» за 127 минут, которые он проработал на поверхности планеты, 11 раз передал панорамные изображения, которые показали, что количество грунта, выброшенного на поверхность посадочного буфера, постепенно уменьшалось. Причина может быть лишь одна: ветер. Он сдувал мелкие частицы, оставляя следы за выступающими деталями аппарата. Измерения показали, что скорость ветра вокруг «Венеры-13» была от 0,5 до 0,6 м/с, а иногда немного больше. В результате крупинки грунта до 4 мм., а также более мелкий материал постепенно исчезли с посадочного буфера.
Скорость ветра в месте посадки «Венеры-14» была почти вдвое меньше. Вид поверхности в этом районе (13°15'ю.ш., 310°09'в.д.) совершенно не похож на предыдущие снимки. В нижней половине видна ровная поверхность, образованная наслоением горизонтальных плоских плит небольшой толщины, иногда до 12 слоев. Местами плиты растрескались, но сыпучего грунта здесь почти нет.
Скорость ветра, которую при спуске аппарата обычно измеряют по доплеровскому смещению частоты радиосигнала, в 1982 г. определяли еще одним, несколько необычным методом — с помощью
В левой части первой панорамы рис. сквозь разлом в темной поверхности видна более светлая плита нижнего слоя. Было высказано предположение, что грунт здесь представляет собой затвердевшие слои горизонтально растекавшейся во время вулканических извержений лавы. Однако по горизонтальной поверхности лава далеко не растечется, и ее поверхность при этом получается неровной. Но в дальнейшем сходный вулканический пейзаж на Земле все же удалось найти. Тем не менее группа геологов выступает с другой гипотезой, состоящей в том, что этот рельеф возник в процессах накопления осадков (седиментации), когда осаждение последовательных слоев происходило через большие интервалы времени. Предполагается, что пыль выбрасывалась в атмосферу вулканами, а затем медленно осаждалась на поверхность, где слеживалась и спекалась. «Венера-14» стоит на совершенно плоской равнине, в то время как «Венера-9 и -13» опустились в холмистой местности. По сравнению с температурой и давлением, зарегистрированными «Венерой-13» (738 К и 89,5 бар), более высокие значения (743 К и 93,5 бар), переданные «Венерой-14», указывают, что место ее посадки находится на 0,7 км. ниже.
Так выглядят небольшие участки поверхности, которую Венера долго скрывала от нас. Но кроме панорам мест посадки зондов «Венера», планетологи имеют и весьма детальные глобальные карты, полученные с помощью радиолокаторов, находящихся как на Земле, так и на борту космических аппаратов.
Радиолокационные карты и география Венеры
Планетную радиолокацию можно отнести к главным достижениям техники конца XX в. В начале 1970-х появилась первая радиокарта Венеры. Она давала распределение коэффициента радиоотражения, который, в принципе, прямо не связан с оптически темными и светлыми районами поверхности. Наземные радиолокационные исследования Венеры наиболее удобно проводить вблизи ее нижнего соединения, когда планета наиболее близка к Земле. В верхнем соединении планета слишком далека от нас. Поэтому первая наземная радиолокационная карта могла охватить только одно полушарие планеты (точнее, 30% всей ее территории).
Первые топографические карты были невыразительными, так как Венера оказалась равнинной планетой. Подробности появились вместе с новым мощным инструментом космических исследований — радиолокатором бокового обзора. Такие локаторы были установлены на советских аппаратах «Венера-15 и -16», выведенных в 1983 г. на полярные эллиптические орбиты с перицентром вблизи северного полюса планеты. За каждый виток орбиты аппараты картировали полосу поверхности шириной 150 км. и длиной в четверть окружности планеты. В общей сложности было картировано 66% территории северного полушария Венеры, включая район полюса с разрешением до 1 км. Еще лучшее разрешение, до 120 м., было получено локацией с американского аппарата «Магеллан», который работал на орбите спутника Венеры с 1990 по 1994 г.
Если бы поверхность Венеры была покрыта водой до «нулевого» уровня, т.е. до 6051 км. по радиусу, то 92% ее поверхности скрылось бы под неглубоким океаном. Над воображаемой водной поверхностью выступали бы только три массива — в северной, восточной и западной частях планеты. Рельеф Венеры характеризуется равнинными районами, горами и низменностями. По аналогии с Землей горные районы Венеры можно называть материками. Их суммарная площадь невелика. К ним относятся три большие области: земля Иштар, где расположены плато Лакшми и высочайшие на Венере горы Максвелла (центр у 63°с.ш., 2,5°в.д.); крупнейший материк — земля Афродиты, простирающийся в южном полушарии почти до 10-й параллели; область Бета (центр 30°с ш., 283°в.д., на левом краю), склоны которой известны по снимкам «Венеры-9 и -10». Горные районы Венеры похожи на горные районы Земли, но занимают всего 8% поверхности планеты.