Новы и арахноиды на Венере: геологическое строение, классификация и эволюция

Новы (ед. ч. нова, от лат. nova) - "радиально-трещиноватые центры" [Шуберт и др., 1991]. Эти структуры также определяются как "звездообразные структуры" [Джейнс и др., 1992], "радиально-трещиноватые купола" [Джейнс, Тартл, 1996]. На настоящий момент выделено 64 новы с диаметрами 150-200 км [Крамплер, Обели, 2000]. Новы представляют собой возвышенности [Джейнс и др., 1992; Сквайрс и др., 1992], для них характерна густая радиальная трещиноватость, которая может быть многостадийной [Базилевский, Райтала, 2001]. С частью нов связан активный вулканизм [Хэд и др., 1992; Стофан и др., 1997].

Рис. 1. Основные этапы формирования венцов [Сквайрс и др., 1992]. Пояснения в тексте.

Арахноиды (от лат. arachnoid - паукообразный) - "структуры, для которых характерны концентрические или кольцевые трещины или гряды и радиальные трещины или гряды, распространяющиеся за пределы кольцевой структуры на величину нескольких ее радиусов" [Хэд и др., 1992]. На сегодня выделено 265 арахноидов [Крамплер, Обели, 2000]. Их диаметры составляют от 50 до 175 км, в основном, арахноиды имеют диаметры от 100 до 125 км [Хэд и др., 1992]. Чаще всего они представляют собой депрессии [Хэд и др., 1992; Аитолла, Костама, 2001]. В исследования предшественников были вовлечены только отдельные структуры нов и арахноидов, систематического их исследования не проводилось.

Происхождение нов [Сквайрс и др., 1992; Джейнс и др., 1992] и арахноидов [Барсуков, Волков, 1989; Никишин, 1992; Хэд и др., 1992] связывается с воздействием на верхние части литосферы поднимающихся и испытывающих гравитационную релаксацию мантийных диапиров. При этом образование нов обычно рассматривается как начальные стадии формирования еще одного типа радиально-концентрических структур - венцов [Сквайрс и др., 1992; Джейнс и др., 1992; Стофан и др., 1997], обладающих концентрическим обрамлением с валом, иногда окруженным трогом. В обрамлениях венцов наблюдается большое количество тектонических структур как сжатия, так и растяжения [Барсуков, Волков, 1989; Никишин, 1992; Стофан и др., 1997].

В настоящий момент общепринятой является следующая модель образования нов и венцов[Сквайрс и др., 1992; Джейнс и др., 1992; Стофан и др., 1997] (рис. 1):

Все стадии сопровождаются вулканическими процессами.

Различия в строении арахноидов и нов объясняется величиной диапира и его близостью к поверхности [Хэд и др., 1992; Аитолла, Костама, 2001]. Новы, как структуры большего размера и более активного тектогенеза образуются при воздействии на верхние части литосферы относительно больших диапиров при их относительно неглубоком залегании [Стофан и др., 1997; Сквайрс и др., 1992; Джейнс и др., 1992]. Арахноиды образуются вследствие эволюции небольших магматических диапиров при относительно глубоком их залегании без образования купола воздымания на ранних этапах их эволюции [Хэд и др., 1992; Аитолла, Костама, 2001]. Для обобщенной модели эволюции венцов, а соответственно и нов, существует ряд численных геофизических моделей [Стофан и др., 1991; Джейнс и др., 1992; Кох, 1994], таких моделей процессов образования арахноидов не существует.

Так как новы и арахноиды - структуры разные по количеству и своим характеристикам, мы ставили перед собой различные задачи при исследовании каждого из классов структур. При изучении нов были поставлены следующие задачи:

Исследуя арахноиды, мы ставили перед собой следующие задачи:

Тектонофизического моделирования процессов формирования нов, арахноидов и венцов до нас не проводилось. Мы провели четыре серии опытов. В первой и второй сериях опытов рассматривался начальный этап формирования нов - воздействие поднимающегося диапира на верхнюю хрупкую часть литосферы. Были поставлены следующие задачи:

В третьей серии опытов изучались стадии эволюции нов, связанные с гравитационной релаксацией постройки и магматического диапира при его воздействии на верхнюю хрупкую часть литосферы. Ставились следующие задачи:

В четвертой серии опытов изучалось образование нов и арахноидов. Моделировалась эволюция новы от образования поднятия до его гравитационной релаксации. На поздних стадиях эволюции моделей воспроизводилось образование арахноидов. Модельный диапир воздействовал на нижнюю вязкопластичную часть литосферы, перекрытую верхней хрупкой. Были поставлены следующие задачи:

На основе фотогеологического анализа, интерпретации результатов моделирования и литературных источников мы реконструируем механизмы формирования и эволюцию тектонических структур при образовании нов и арахноидов. Одной из основных задач при этом было изучение влияния относительной глубины поверхности нейтральной плавучести диапира на топографические, морфологические, структурные особенности нов и арахноидов и на возможные пути их эволюции. Мы пытались выявить закономерности образования тектонических структур в зависимости от того, на какую часть литосферы воздействует тело диапира - на хрупкую верхнюю или на нижнюю вязкопластичную. На базе реконструкций механизмов образования этих структур мы предлагаем сценарии эволюции нов и арахноидов. Нами изучалось только механическое воздействие эволюционирующего диапира на перекрывающие его образования.

Мы сравниваем полученные нами результаты с существующими геологическими [Стофан и др., 1997; Сквайрс и др., 1992; Хэд и др., 1992] и численными геофизическими [Стофан и др., 1991; Джейнс и др., 1992; Кох, 1994] моделями образования нов и арахноидов, а также родственных им структур, таких как венцы [Джейнс и др., 1992; Кох, Манга, 1996] и кальдеры [Роше и др., 2000; Тролл и др., 2002].