Другие представители семейства марсианских вулканов
Открытие Олимпа и другого столь же масштабного объекта - Арсии - оказалось в свое время сенсационным, так как до него господствовали представления о Марсе как о планете со сглаженным ровным рельефом. Оно было совершено в 1971 году АМС "Маринер-9". Приблизившись к планете, "Маринер-9" вынужден был пережидать пылевую бурю, столь мощную, что пыль почти достигала вершин Олимпа и Арсии. Когда атмосфера прояснилась, обнаружилось, что это громоздящиеся вулканы.
Открытие вулканов заставило подвергнуть пересмотру представления о природе Марса; их наличие и гигантские размеры неопровержимо свидетельствуют о его бурном геологическом прошлом. Согласно современным теориям, вулканическая деятельность на планете завершилась порядка 3,5 млрд лет назад и в то время, во многом благодаря ей, климат на Марсе был гораздо мягче, а атмосфера плотнее.
Я начал книгу с подборки материалов по самому большому вулкану Марса, однако другие, хоть и уступают ему в величине, тем не менее, заслуживают внимания. Вулканические горы Арсия, Павлина и Аскрийская несколько меньше Олимпа, однако все они при этом значительно больше земного Мауна Лоа.
Наиболее массивные вулканы расположены в областях Фарсида (Tharsis) и Элизий (Elysium) - двух крупных возвышенностях, расположенных на стыке разновысотных уровней поверхности северного и южного полушарий. Это самые высокие районы Марса.
Гигантская область плато Фарсида поднимается над окружающей поверхностью на 6 км и протягивается на 4000 км с севера на юг и на 3000 км с востока на запад. Главная особенность этой возвышенности - наличие трех гигантских вулканов с абсолютной высотой до 27 км и поперечником 300-400 км (горы Фарсида). На северо-западном крае возвышенности расположена крупнейшая вулканическая структура планеты - гора Олимп, высотой 27 км и диаметром основания 600 км. Вторая возвышенность, расположенная в области равнины Элизии, имеет протяженность 1500 км и поднимается над окружающими равнинами на 4 - 5 км. Так же, как и область Фарсида, район Элизии характеризуется крупными вулканическими структурами и лавовыми покровами.
Расположение вулканов в области Фарсида:
На этих изображениях видны три огромных щитовых вулкана, расположенные на одной прямой. Это - Гора Аскрийская (Ascraeus Mons) (сверху справа), Гора Павлина (Pavonis Mons) (в середине) и Арсия (Arsia Mons) (снизу слева). Олимп находится на карте в верхнем углу слева. Разломы к юго-востоку от Горы Павлина – это Лабиринт Ночи (Noctis Labyrinthus), область впадин, которая далее к востоку вливается в огромную систему каньонов Долин Маринера (Vallis Marineris).
Высотная карта местности:
Расположение вулканов на Равнине Элизий:
Равнина Элизий (Elysium Planitia) - вторая по величине вулканическая область на Марсе. Вулканы Купол Гекаты (Hecates Tholus), Гора Элизий (Elysium Mons) и Купол Альбор (Albor Tholus) расположены с севера на юг (от верха карты вниз) на этом изображении. Самый большой вулкан в этой области - Гора Элизий. Он возвышается на 13 километров над окружающими равнинами. Его кальдера имеет приблизительно 14 километров в диаметре, а основание порядка 500.
Высотная карта местности:
Вулканы Марса могут быть разделены на три типа: щитовые вулканы, купола и патеры.
Щитовые вулканы (Mons)
Для Марса характерны крупные вулканические сооружения типа щитовых вулканов, вулканических куполов и провальных кальдер, что заметно отличает его от Луны и Меркурия. В то же время (как и на Земле, Луне и Меркурии) на Марсе не менее широко развит площадной вулканизм.
Вулканы Марса поражают своими масштабами. Горы Олимп, Арсия, Павлина и Аскрийская (область Фарсида) достигают в основании многих сотен километров. Самый крупный вулкан на Марсе - гора Олимп - имеет поперечник около 600 км и поднимается над своим основанием на 27 км. Почти по всему периметру основания этого вулкана прослеживается уступ высотой в несколько километров, что отличает этот вулкан от других марсианских вулканов.
На Земле самый крупный щитовой вулкан - Мауна Лоа на Гавайских островах - имеет поперечник у основания до 200 км и высоту 9 км над дном океана. Таким образом, объем крупнейшего земного вулкана составляет всего около 10% объема горы Олимп. Вулканические горы Арсия, Павлина и Аскрийская несколько меньше Олимпа, но значительно больше Мауна Лоа.
Поверхность склонов щитовых вулканов Марса буквально изборождена радиальными системами лавовых потоков, каналов и гряд шириной в несколько и длиной в сотни километров. Морфология лавовых потоков вокруг вулканов области Фарсида указывает на низкие значения вязкости этих лав, что характерно для лав основного состава. Рассчитанные значения расхода лав, истекающих из марсианских вулканов (на примере горы Арсия), составляют 3,5•1011 см3/с, а оценки вязкости лав дают значения от 3 - 5 до 60 пуаз. Эти значения вязкости ниже, чем для лав лунных морей, и гораздо ниже, чем для земных лав. Поэтому в условиях меньшей силы тяжести на Марсе такие «жидкие» лавы обычно обладают способностью «растекаться» на более дальние расстояния.
Данные о плотности кратеров на склонах крупнейших вулканов Марса предположительно указывают на очень молодой возраст данных структур: Олимп - (3 - 0,7)•108, Арсия - (4 - 0,7)•108, Аскрийская - (4 - 0,4)•108 и Павлина - (3 - 0,9)•108 лет.
Как уже было сказано выше, самое большое различие между вулканами Марса и Земли - размер. Вулканы Фарсиды больше земных на один-два порядка. Их лавовые потоки также намного более длинны. Причина в том, что горячие вулканические области в мантии сотни миллионов лет оставались фиксированными относительно поверхности. На Земле движение коры вдоль горячих вулканических областей не дает сформироваться вулканам таких размеров. Земные вулканы имеют относительно более короткое время жизни.
Гора Аскрийская (Ascraeus Mons):
Ее кальдера:
Гора Павлина (Pavonis Mons):
Гора Арсия (Arsia Mons):
Трехмерное изображение горы Арсия, реконструированное с помощью лазерного альтиметра Марс Глобал Сервейора, наложенного на снимок Викинга. Изображение показывает структуру кальдеры и разрушение склона, создавшее большой боковой вынос. Вертикальный масштаб увеличен в 10 раз.
Купола (Tholi)
Кроме гигантских щитовых вулканов, на поверхности Марса есть и более скромные по размерам, но гораздо более многочисленные вулканические структуры - вулканические купола. Большая их часть расположена в области Фарсида. Как правило, высота их не превышает 8 км, а вершина часто осложнена многоярусными депрессиями типа кальдер. Самый крупный вулканический купол на Марсе находится в области Элизии - это купол Гекаты с поперечником около 200 км. Другие купола имеют поперечник в десятки километров. В отличие от крупных щитовых вулканов, они характеризуются большей плотностью ударных кратеров на их поверхности и большей величиной отношения диаметра кальдеры к поперечнику купола. Это позволяет предположить, что по крайней мере часть куполов в области Фарсида представляет собой остатки более древних и крупных вулканических сооружений, которые были частично погребены под более поздними лавами.
Купола меньше по своим размерам, чем щитовые вулканы, более выпуклы, и имеют несколько более крутые подъемы. Есть два возможных объяснения различия между куполами и щитовыми вулканами: причиной может быть то, что материал извержения в случае куполов был более вязким или что извержения, которые сформировали купола, имели меньший объем, и, следовательно, потоки лавы накопились ближе к их источнику.
Купол Фарсида (Tharsis Tholus):
Купола Керавнский и Урана (Ceraunius and Uranius Tholi):
Их трехмерная реконструкция:
Патеры (Paterae)
Патеры сильно различаются по форме. Они имеют очень мелкие наклоны и зубчатые, сложные грани на кальдерах, у многих есть радиальные каналы на склонах. Некоторые из патер (например, патера Аполлона) были изменены эрозией; другие (например, патера Библиды) имеют довольно симметрическую структуру с разрушенными стенами кальдеры. Из-за их восприимчивости к эрозии и краху предполагается, что они составлены из свободных материалов типа потоков золы. Чрезвычайное состояние эрозии некоторых патер приводит к заключению, что они являются самыми старыми из вулканов Марса.
Аполлонова Патера (Apollinaris Patera):
Патера Библиды (Biblis Patera):
Hadriaca Patera:
Патера Тиррения (Tyrrhena Patera):
Патера Улисса (Ulysses Patera):
Ее трехмерная реконструкция:
Патера Урана (Uranius Patera):
Патера Альба (Alba Patera) уникальна среди марсианских патер. Этот вулкан сопоставим с Олимпом по своим горизонтальным размерам - более 1600 километров в поперечнике, имеет центральную кальдеру, но значительно уступает в высоте - не более 3 км над окружающими равнинами. Патера Альба, как представляется, сформирована многочисленными потоками лавы, которые были или намного мощнее, или намного продолжительнее, чем потоки, произошедшие в других местах.
 |
