Сравнительный анализ мерзлотных условий Антарктиды и полярных областей Марса

Основные выводы и результаты работы.

1. При проведении сравнительного анализа, с использованием метода аналогии, Антарктида является наиболее подходящим регионом для сопоставления с полярными областями Марса, в первую очередь с областью северной полярной шапки, состоящей преимущественно из льда H₂O. Антарктида сопоставима по площади и мощности ледяного щита и характеризуется наиболее суровым климатом (на станции <Восток> зарегистрирован абсолютный минимум температуры -89,2 ^oС). Крайне важным обстоятельством является минимальное влияние антропогенного фактора на ее природные условия.

2. Обобщены и критически проанализированы последние данные по климатическим особенностям полярных регионов Марса, рельефу, составу и строению полярных шапок, сезонной и годовой динамике изменения их мощности, специфике формирования отложений в полярных регионах, которые получены с помощью аппаратуры, установленной на борту орбитальных аппаратов и посадочных модулей.

3. Обобщена информация по геокриологическим условиям района исследований, расположенного в районе станции <Новолазаревская> (оазис Ширмахера, Антарктида). В ходе сезонных работ 2007-2008 в этом районе с помощью аппаратуры, предоставленной кафедрой геокриологии МГУ и апробированной в камеральных условиях, была отработана методика определения и получены данные по: радиационно-тепловому балансу поверхности, теплопроводности приповерхностных слоев массива, температурному режиму и глубине сезонного оттаивания. В рамках проекта заложена площадка для определения глубины сезонного оттаивания и измерения температурного режима с помощью термометрии. Для фиксации результатов в годовом цикле были установлены логгеры, предоставленные университетом Фэйрбэнкса (Аляска, США). Площадка занесена в единую базу данных по всему миру и в дальнейшем на ней будут проводиться аналогичные измерения с определённой периодичностью. Данные, полученные в ходе исследований на площадке, были отражены в отчете Арктического и Антарктического научно-исследовательского института.

4. Проведен краткий обзор литературных данных по геокриологическим условиям пяти российских полярных станций Антарктиды: <Беллинсгаузен>, <Новолазаревская>, <Молодежная>, <Мирный>, <Восток>. С использованием информации, обработанной при помощи статистических методов, проведен сравнительный анализ широтно-временной изменчивости составляющих радиационно- теплового баланса поверхности для этих пяти полярных станций и пространственной сетки полярных районов Марса, который показал качественно аналогичный характер составляющих баланса, однако по абсолютной величине их значения различаются. Базовой, для сравнения, была выбрана станция <Восток>, которая характеризуется самыми экстремальными температурами не только в Антарктиде, но и на Земле (минимальная температура воздуха -89,2 ^oС).

5. С учетом последних данных, полученных с орбитальных и спускаемых аппаратов, ряда существующих представлений и посылок о составе, строении и свойствах пород приповерхностных горизонтов, включая гипотезу о наличии в недрах Марса высокоминерализованных рассолов и учитывая климатические особенности, состав и строения отложений полярных регионов, оценена средняя величина мощности криолитосферы Марса, которая составляет 2400 м. Эта величина близка по порядку к размеру ее земного аналога, но меньше чем считалось ранее. Построены ее гипотетические разрезы в меридиональном направлении.

6. В полярных регионах Марса обнаружены проявления следующих групп экзогенных геологических процессов, которые по классификации Л.С. Гарагули, разработанной для земных условий в криолитозоне, были подразделены на: собственно криогенные - полигональные формы рельефа, криогенное выветривание, морозное пучение пород; ледниковые образования; флювиальные склоновые формы и овраги; гравитационные - оползневые явления, останцовые формы образова ний в основании склонов, имеющие большое сходство с каменными глетчерами и делювиально-солифлюкционными шлейфами в северных горных районах Земли; процессы эолового происхождения - ветровая эрозия и аккумуляция, приводящие к образованию котловин, дюн, барханов. Низкие температуры и давление, а также пониженная гравитация на Марсе по сравнению с Землей приводят, в основном, к изменению интенсивности протекания процессов.

7. Совместно с Р.О. Кузьминым, И.А. Комаровым, В.С. Исаевым составлена классификация и построена в 2-х проекциях карта проявления процесса морозобойного растрескивания на Марсе для 420 участков, где наблюдаются полигональные сети. Проанализированы особенности образования полигональных сетей внутри ударных кратеров. Геометрия полигональных сетей внутри кратера повторяет его очертания и характеризуется наличием полигонов 2-х генераций.

8. На основе морфометрического анализа космоснимков наблюдаемая ширина раскрытия морозобойных трещин на Марсе может достигать нескольких метров, что на порядок больше их земных аналогов. Это ставило под вопрос гипотезу о том, что механизм образования этих форм в высоких широтах Марса - морозобойное растрескивание. Предложен механизм развития и эволюции ширины раскрытия морозобойных трещин, снимающий эти противоречия, который обусловлен сублимацией льда со стенок трещины с последующим обсыпанием пород со стенок и преобразованием первоначальной клиновидной формы в воронкообразную. Количественная оценка процесса показывает, что наблюдаемое раскрытие трещины может сформироваться в течение 10000 земных лет при современных климатических условиях Марса.