Areografia ( kreikaksi Άρης , Mars + kreikaksi γραφία "kuvaus") [1] [2] on tiede , joka tutkii Marsin pintaa , sen luonnollisia olosuhteita ja ilmastoa (vrt. maantiede Maan kaltaisena tieteenä).
Kaksi kolmasosaa Marsin pinnasta on vaaleilla alueilla, noin kolmannes - tummilla. Jälkimmäiset ovat keskittyneet pääasiassa planeetan eteläiselle pallonpuoliskolle 10 ja 40 leveysasteen välillä . Pohjoisella pallonpuoliskolla on vain kaksi suurta pimeää aluetta - Acidalian tasango ja Sirten Major .
Pimeiden alueiden luonne on edelleen kiistanalainen aihe. Ne jatkuvat huolimatta Marsissa riehuvista pölymyrskyistä . Aikoinaan tämä oli perustelu sille olettamukselle, että pimeät alueet ovat kasvillisuuden peitossa. Nyt uskotaan, että nämä ovat vain alueita, joista helpotuksensa ansiosta pöly puhalletaan helposti ulos. Laajamittainen kuvat osoittavat, että tummat alueet koostuvat itse asiassa ryhmistä tummia juovia ja laikkuja, jotka liittyvät kraattereihin, kukkuloihin ja muihin tuulten tiellä oleviin esteisiin. Kausiluonteiset ja pitkäaikaiset muutokset niiden koossa ja muodossa liittyvät ilmeisesti valon ja pimeän aineen peittämien pinta-alojen suhteen muutokseen.
Marsin pallonpuoliskot ovat pinnan luonteeltaan melko erilaisia. Eteläisellä pallonpuoliskolla pinta on 1-2 km keskitason yläpuolella ja on tiheästi täynnä kraattereita . Tämä Marsin osa muistuttaa kuun mantereita. Pohjoisessa suurin osa pinta-alasta on keskitason alapuolella, kraattereita on vähän ja pääosa on suhteellisen tasaisia tasankoja, jotka ovat todennäköisesti muodostuneet laavatulvista ja eroosiosta . Tämä puolipallojen välinen ero on edelleen keskustelunaihe. Puolipallojen välinen raja seuraa suunnilleen suurta ympyrää, joka on kalteva 30° päiväntasaajaan nähden. Raja on leveä ja epäsäännöllinen ja muodostaa rinteen pohjoiseen. Sitä pitkin on Marsin pinnan eroottisimpia alueita.
Kaksi vaihtoehtoista hypoteesia on esitetty selittämään pallonpuoliskojen epäsymmetriaa. Yhden heistä varhaisessa geologisessa vaiheessa litosfäärilevyt "yhtyvät" (ehkä vahingossa) yhdeksi pallonpuoliskoksi, kuten Pangean mantereella maan päällä, ja sitten "jäätyivät" tähän asentoon. Toinen hypoteesi ehdottaa Marsin törmäystä Pluton kokoiseen avaruuskappaleeseen [3] [4] .
Suuri määrä kraattereita eteläisellä pallonpuoliskolla viittaa siihen, että pinta on täällä muinainen - 3-4 miljardia vuotta . Kraattereita on useita tyyppejä: suuret, tasapohjaiset, pienemmät ja nuoremmat kuun kaltaiset kupinmuotoiset kraatterit, vallin ympäröimät kraatterit ja kohotetut kraatterit. Jälkimmäiset kaksi tyyppiä ovat ainutlaatuisia Marsille - reunustetut kraatterit muodostuivat, kun nestemäinen ulosvede virtasi pinnan yli, ja kohonneet kraatterit muodostuivat sinne, missä kraatterin ulostyöntymispeite suojasi pintaa tuulen eroosiolta. Suurin törmäyksen alkuperäkohde on Hellas-tasango ( halkaisijaltaan noin 2100 km [5] ).
Kaoottisen maiseman alueella lähellä pallonpuoliskon rajaa pinnalla oli suuria murtumia ja puristumia, joita seurasi joskus eroosio (maanvyörymien tai pohjaveden katastrofaalisen vapautumisen vuoksi) ja nestemäisen laavan tulvimista. Kaoottisia maisemia löytyy usein veden leikkaamien suurten kanavien kärjestä. Hyväksyttävin hypoteesi niiden yhteismuodostukselle on maanalaisen jään äkillinen sulaminen.
Pohjoisella pallonpuoliskolla on laajojen tulivuoren tasankojen lisäksi kaksi suuria tulivuoria - Tharsis ja Elysium . Tharsis on laaja vulkaaninen tasango, jonka pituus on 2000 km ja jonka korkeus on 10 km keskimääräistä korkeampi. Siinä on kolme suurta kilpi tulivuoria - Mount Arsia , Mount Pavlina ja Mount Askriyskaya . Tharsiksen reunalla on Marsin korkein ja aurinkokunnan korkein tunnettu [6] Olympus - vuori . Olympus saavuttaa 27 km :n korkeuden suhteessa pohjaansa [6] ja 25 km :n korkeuteen suhteessa Marsin pinnan keskimääräiseen tasoon, ja se kattaa halkaisijaltaan 550 km :n alueen kallioiden ympäröimänä, paikoin jopa 7 km :n korkeudella. korkeudessa. Olympus-vuoren tilavuus on 10 kertaa suurempi kuin Mauna Kean suurin tulivuori . Täällä sijaitsee myös useita pienempiä tulivuoria. Elysium - kukkula, joka on jopa kuusi kilometriä keskitason yläpuolella, jossa on kolme tulivuorta - Hecate Dome , Mount Elisius ja Albor Dome .
Muiden lähteiden mukaan Olympuksen korkeus on 21 287 metriä nollasta ja 18 kilometriä ympäröivän alueen yläpuolella ja pohjan halkaisija on noin 600 km . Tukikohdan pinta-ala on 282 600 km² [7] . Kaldera (tulivuoren keskellä oleva painuma) on 70 km leveä ja 3 km syvä [8] .
Tharsiksen ylänköä halkoo myös monia tektonisia vaurioita , jotka ovat usein hyvin monimutkaisia ja laajoja. Suurin niistä, Mariner Valley , ulottuu leveyssuunnassa lähes 4000 km (neljännes planeetan ympärysmitasta) saavuttaen 600 km:n leveyden ja 7-10 km :n syvyyden [9] [10] ; tämä vika on kooltaan verrattavissa Itä-Afrikan halkeamaan maan päällä. Sen jyrkillä rinteillä tapahtuu aurinkokunnan suurimmat maanvyörymät. Mariner Valley on aurinkokunnan suurin tunnettu kanjoni . Mariner 9 -avaruusaluksen vuonna 1971 löytämä kanjoni voisi kattaa koko Yhdysvaltojen alueen valtamerestä valtamereen.
Marsin ulkonäkö vaihtelee suuresti vuodenajasta riippuen. Ensinnäkin muutokset napakorkeissa ovat silmiinpistäviä. Ne kasvavat ja kutistuvat luoden kausiluonteisia ilmiöitä ilmakehässä ja Marsin pinnalla. Napapäät voivat maksimilaajenemisellaan saavuttaa 50° leveysasteen. Pohjoisen napakannen pysyvän osan halkaisija on 1000 km [11] . Kun yhden pallonpuoliskon napakansi väistyy keväällä, planeetan pinnan yksityiskohdat alkavat tummua.
Pohjoinen ja eteläinen napapää koostuu kahdesta osasta: kausiluonteisesta hiilidioksidista [11] ja maallisesta vesijäästä [12] . Mars Express -satelliitin mukaan korkkien paksuus voi vaihdella 1 metristä 3,7 kilometriin . Laite " Mars Odysseus " on löytänyt aktiivisia geysireitä Marsin etelänapalta . NASAn asiantuntijoiden mukaan keväällä lämmittävät hiilidioksidisuihkut hajoavat suurelle korkeudelle kantaen pölyä ja hiekkaa mukanaan [13] [14] .
Vuonna 1784 tähtitieteilijä W. Herschel kiinnitti huomiota kausivaihteluihin napakansien koossa, analogisesti jään sulamisen ja jäätymisen kanssa Maan napa-alueilla [15] . Ranskalainen tähtitieteilijä E. Liet havaitsi 1860-luvulla tummumisaallon sulavan kevään napakannen ympärillä, mikä tulkittiin sitten hypoteesilla sulamisveden leviämisestä ja kasvillisuuden kasvusta. Spektrometriset mittaukset, jotka W. Slifer suoritti 1900-luvun alussa Lovell-observatoriossa Flagstaffissa , ei kuitenkaan osoittanut klorofylliviivaa , maakasvien vihreää pigmenttiä [16] .
Mariner-7 :n valokuvista oli mahdollista todeta, että napakorkit ovat useita metrejä paksuja, ja mitattu lämpötila 115 K ( -158 °C ) vahvisti sen mahdollisuuden, että se koostuu jäätyneestä hiilidioksidista - " kuivasta jäästä " [ 17] .
Kukkula, jota kutsuttiin Mitchell-vuoriksi ja joka sijaitsee lähellä Marsin etelänapaa, näyttää valkoiselta saarelta napakannen sulaessa, koska jäätiköt sulavat myöhemmin vuorilla, myös maan päällä [18] .
Mars Reconnaissance Orbiterin tiedot mahdollistivat merkittävän jääkerroksen havaitsemisen vuorten juurella olevan tason alta. Satoja metrejä paksu jäätikkö kattaa tuhansien neliökilometrien alueen, ja sen jatkotutkimuksella voi saada tietoa Marsin ilmaston historiasta [19] [20] .
Marsissa on monia vesieroosiota muistuttavia geologisia muodostumia , erityisesti kuivuneita jokiuomaa . Yhden hypoteesin mukaan nämä kanavat ovat saattaneet muodostua lyhytaikaisten katastrofitapahtumien seurauksena, eivätkä ne ole todiste jokijärjestelmän pitkäaikaisesta olemassaolosta. Viimeaikaiset todisteet kuitenkin viittaavat siihen, että joet ovat virranneet geologisesti merkittäviä aikoja. Erityisesti löydettiin käänteisiä kanavia (eli kanavia, jotka ovat kohonneet ympäröivän alueen yläpuolelle; maan päällä tällaiset muodostelmat muodostuvat tiheiden pohjasedimenttien pitkäaikaisen kertymisen vuoksi, jota seuraa ympäröivien kivien kuivuminen ja rapistuminen). Lisäksi joen suistossa on näyttöä väylän siirtymisestä, kun pinta vähitellen nousee [22] .
Lounaispuoliskolla, Eberswalden kraatterissa , löydettiin joen suistoalue, jonka pinta-ala on noin 115 km² [23] . Deltan yli huuhtoutunut joki oli yli 60 kilometriä pitkä [24] .
NASAn Spirit- ja Opportunity-mönkijöiden tiedot todistavat myös veden olemassaolosta menneisyydessä ( mineraaleja on löydetty , jotka saattoivat muodostua vain pitkäaikaisen veden altistumisen seurauksena). Laite " Phoenix " löysi jääkertymiä suoraan maasta.
Lisäksi kukkuloiden rinteiltä on löydetty tummia raitoja, jotka osoittavat nestemäisen suolaveden esiintymistä pinnalla meidän aikanamme. Ne ilmestyvät pian kesäkauden alkamisen jälkeen ja katoavat talvella, "virtaavat" erilaisten esteiden ympäri, sulautuvat ja eroavat toisistaan. "On vaikea kuvitella, että tällaisia rakenteita ei voisi muodostua nestevirroista, vaan jostain muusta", sanoi NASAn työntekijä Richard Zurek [25] .
28. syyskuuta 2012 Marsista löydettiin jälkiä kuivasta vesivirrasta. Tämän ilmoittivat amerikkalaisen avaruusjärjestö NASA:n asiantuntijat tutkittuaan valokuvia, jotka on otettu Curiosity-mönkijältä , joka oli tuolloin työskennellyt planeetalla vain seitsemän viikkoa. Puhumme valokuvista kivistä, jotka tutkijoiden mukaan olivat selvästi altistuneet vedelle [26] .
Tharsiksen vulkaanisesta ylängöstä on löydetty useita epätavallisia syviä kaivoja . Vuonna 2007 otetun Marsin tiedustelusatelliitin kuvan perusteella päätellen yksi niistä on halkaisijaltaan 150 metriä ja seinän valaistu osa menee vähintään 178 metrin syvyyteen . Näiden muodostumien vulkaanisesta alkuperästä on esitetty hypoteesi [27] [28] .
Marsissa on epätavallinen alue - Yön labyrintti , joka on risteävien kanjonien järjestelmä. Niiden muodostuminen ei liittynyt vesieroosioon, ja niiden esiintymisen todennäköinen syy on tektoninen aktiivisuus. Yön labyrintin ylle muodostuu pilviä, jotka voivat kopioida sen rakennetta melko tarkasti.
Marsin maaperän pintakerroksen alkuainekoostumus laskeutujien tiedoista määritettynä ei ole eri paikoissa sama. Maaperän pääkomponentti on piidioksidi ( 20-25% ), joka sisältää rautaoksidihydraattien seoksen (jopa 15% ), jotka antavat maaperään punertavan värin. Siinä on merkittäviä rikki-, kalsium-, alumiini-, magnesium- ja natriumyhdisteiden epäpuhtauksia (muutama prosentti jokaiselle) [29] [30] .
Amerikkalaisen Phoenix -luotaimen (laskuutui Marsiin 25. toukokuuta 2008) tietojen mukaan Marsin maaperän pH -suhde ja eräät muut parametrit ovat lähellä maapallon arvoja, ja niissä olisi teoriassa mahdollista kasvattaa kasveja. [31] [32] . "Itse asiassa havaitsimme, että Marsin maaperä täyttää vaatimukset ja sisältää myös tarvittavat elementit elämän syntymiseen ja ylläpitämiseen menneisyydessä, nykyisyydessä ja tulevaisuudessa", sanoi projektin johtava tutkimuskemisti Sam Kunaves [33] . Hänen mukaansa monet ihmiset voivat löytää tämän emäksisen maaperän "takapihaltaan", ja se sopii varsin hyvin parsan viljelyyn [34] .
Laitteen laskeutumispaikalla on myös huomattava määrä vesijäätä maassa [35] . Mars Odyssey -kiertoradalla havaittiin myös, että punaisen planeetan pinnan alla on vesijääkertymiä [36] . Myöhemmin tämä oletus vahvistettiin muilla laitteilla, mutta kysymys veden olemassaolosta Marsissa ratkesi lopulta vuonna 2008, kun Phoenix -luotain , joka laskeutui lähelle planeetan pohjoisnapaa, sai vettä Marsin maaperästä [37] [38 ]. ] .
Curiosity -mönkijän hankkimat ja syyskuussa 2013 julkaistut tiedot osoittivat, että Marsin pinnan alla oleva vesipitoisuus on paljon suurempi kuin aiemmin uskottiin. Kivessä, josta rover otti näytteitä, sen pitoisuus voi olla 2 painoprosenttia [39] .
Marsin dikotomia on ero Marsin eteläisen ja pohjoisen pallonpuoliskon geologisessa rakenteessa, jonka tutkijat ovat nimenneet. [40]
Sanakirjat ja tietosanakirjat |
|
---|