|
содержание
Э.Д. Ершов, И.А. Комаров, В.С. Исаев
Мерзлые породы, как естественно - исторические образования, не являются чем-то исключительным, присущим только Земле. Они широко развиты в пределах других планет Солнечной системы и их спутников. Среди планет земной группы особое место в этом плане занимает Марс - планетное тело с мощной криолитосферой и постоянным присутствием льда в полярных шапках, который стал в настоящее время центральным объектом многих исследовательских программ. Изучение криологических условий Марса представляет как самостоятельный интерес, так и дает новые импульсы для понимания ряда представлений о процессах протекающих в криолитозоне Земли.
В докладе рассматривается решение двух задач: - корректировка существующих представлений о величине мощности мерзлых пород; - проведение сравнительного морфологического, морфометрического и статистического анализа геометрии и линейных размеров полигонов морозобойного растрескивания для высоких широт Земли и Марса, а также сопоставление результаты математического моделирования линейных размеров полигонов с данными, полученными с помощью орбитальных аппаратов.
Фактический материал представлял собой: космоснимки полигональных форм рельефа ( Марсианская Орбитальная Камера - MOC) с орбитального комплекса Mars Global Surveyor ; данные миссии Mars Odyssey (нейтронный и гамма- спектрометр Hend, лазерный дальномер МО LA , теплоэмиссионный спектрометр TES и др.); данные о составе и характеристиках грунтов, полученные в ходе посадочных миссий Viking 1 и 2, Mars Pathfinder (альфа-протоновый рентген-спектрометр APXS), Spirit (спектрометр Mossbauer); э кспериментальные данные по теплофизическим и механическим свойствам земных пород в диапазоне отрицательных температур до -120С (адиабатическая и дифференциальная сканирующая калориметрия, низкотемпературная диламетрия и т.д).
Для анализа климатических данных использовалась База данных Европейского агентства. Данные по земным полигонам морозобойного растрескивания, представляли собой аэрофотоснимки арктических областей России (Новосибирские о-ва, п-ов Ямал, архипелаг Новая Земля, Тазовский п-ов) и Антарктиды (Земля Виктории).
Существующие представления о мощности мерзлых пород Марса базируются на работах М.С. Красса, Р.О. Кузьмина, S . M . Clifford и T . J . Parker и др. Используя последние данные : по ИК-спектроскопии; нейтронной - и гаммаскопии поверхности Марса; по теплофизическим свойствам для земных пород-аналогов, которые были получены экспериментально для диапазона низких отрицательных температур [3] и др., нами была проведена коррекция этих результатов в сторону их ощутимого уменьшения. Учитывалось: влияние давления вышележащих толщ на положение нижней границы мерзлых пород; наличие на поверхности иссушенного слоя реголита с крайне малой теплопроводностью; минерализация поровых растворов (исходя из гипотезы о наличии в недрах Марса засоленных вод). Величина средней мощности мерзлых пород оценивалось нами в 2,3 км, а криолитосферы - 3,0 км. Был выделен массив мерзлых криогидратсодержащих пород, не имеющих земных аналогов.
Впервые существование полигонального рельефа на Марсе отмечено на панорамных снимках, полученных с места посадки орбитальных комплексов Viking 1 и 2. Современные космоснимки высокого разрешения (1,4 δ 10,0 м/пиксель), полученные при помощи MOC предоставили, на наш взгляд, многочисленные морфологические доказательства существования полигональных сетей. Они локализованы как в северном полушарии на широтах выше 40 0N так и в южном, начиная с широт 55 0S, причем средние линейные размеры марсианских полигонов (100 δ 120 м), значительно больше земных полигонов морозобойного растрескивания, достигая размеров в 250 м. На Марсе присутствуют полигональные сети мелкоразмерных полигонов, по-видимому, более поздней генерации, покрывающей практически полностью пространства приполярных областей в обоих полушариях. Поэтому встает вопрос об их генезисе.
Совместно с Кузьминым Р.О. (ГЕОХИ РАН), была создана база данных основанная на выборке из 420 участков, их классификация и карта распространения полигональных форм рельефа. В докладе обсуждаются результаты ее сопоставления с данными картирования : результатов нейтронной спектроскопии поверхности; флюидизированных выбросов из импактов; участков повышенной минерализации пород и наличия солевых корочек. Приводятся результаты: сравнительного морфологического, морфометрического и статистического анализа размеров и формы полигонов в высоких широтах Марса и Земли; математического моделирования линейных размеров марсианских полигонов [1,2,4].
Результаты проведенного сравнительного анализа, а также наличие стабильного льда Н 2О позволили предположить, что полигональные формы марсианского рельефа, отмеченные на его высоких широтах, сформировались в результате процесса морозобойного растрескивания пород.
Работа выполнена при содействии РФФИ (грант 04-05-65110 ).
Литература
- Ершов Э.Д., Комаров И.А., Козлов А.Н., Пустовойт Г.П., Исаев В.С Сравнительный анализ полигонального микрорельефа на Земле и на Марсе // Вестник Московского Университета, сер. геолог. 2003, N4, с. 44-51.
- Исаев В.С. Сравнительный анализ мерзлотных условий и проявлений процесса морозобойного растрескивания на высоких широтах Земли и Марса. Авт. канд. дис. М., 2005, 27 с.
- Комаров И.А. Термодинамика и тепломассообмен в дисперсных мерзлых породах. М.: Научный мир, 2003, 608 с.
- 4. Kuzmin, R.O., Ershow E.D., Komarov I.A., Kozlow A.N., Isaev V.S., 2002, The comparative morphometric analysis of polygonal terrains on Mars and the earth high latitude areas // Lunar Planet conference, Sci. Vol. XXXIII, #2030, Houston, USA.
|
