stringtranslate.com

Фестончатый рельеф

Зубчатый рельеф распространен в средних широтах Марса , между 45° и 60° северной и южной широты. Он особенно заметен в районе Utopia Planitia [1] [2] в северном полушарии и в районе Peneus и Amphitrites Paterae [3] [4] в южном полушарии. Такой рельеф состоит из неглубоких, безободковых впадин с зубчатыми краями, обычно называемых «зубчатыми впадинами» или просто «гребешками». Зубчатые впадины могут быть изолированы или сгруппированы, а иногда, кажется, сливаются. Типичная зубчатая впадина имеет пологий склон, обращенный к экватору, и более крутой уступ, обращенный к полюсу. [5] Эта топографическая асимметрия, вероятно, обусловлена ​​различиями в инсоляции . Считается, что фестончатые углубления образуются в результате удаления подповерхностного материала, возможно, интерстициального льда, путем сублимации (прямой переход материала из твердой в газовую фазу без промежуточной жидкой стадии). Этот процесс может происходить и в настоящее время. [6] Эта топография может иметь большое значение для будущей колонизации Марса, поскольку она может указывать на залежи чистого льда. [7]

Исследование, опубликованное в Icarus, показало, что формы рельефа с фестончатым рельефом могут быть созданы подповерхностной потерей водяного льда путем сублимации в условиях текущего марсианского климата в течение десятков тысяч марсианских лет. Считается, что фестончатые впадины начинаются с небольшого триггера, такого как небольшой удар, локальное потемнение, эрозия или трещины от теплового сжатия. Трещины обычны в богатой льдом почве на Земле. Их модель предсказывает, что эти фестончатые впадины будут развиваться, когда в почве будет большое количество чистого льда, до многих десятков метров в глубину. Таким образом, фестончатые особенности могут служить маркерами больших залежей чистого льда. Лед внутри и вокруг фестончатого рельефа находится не только в поровых пространствах почвы, это избыточный лед, вероятно, на 99% чистый, как было обнаружено миссией Phoenix . [8] [9] [10] Малоглубинный подповерхностный радар ( SHARAD ) на борту Mars Reconnaissance Orbiter может обнаружить богатые льдом слои только при толщине более 10–20 метров на больших площадях; [11] он обнаружил лед в области фестончатого рельефа. [7] [12]

Детали формирования фестончатого рельефа все еще разрабатываются. Одно исследование, опубликованное в 2016 году в Icarus, предлагает пятиэтапный процесс.

  1. Значительные изменения наклона планеты изменяют климат. Это изменение климата приводит к образованию ледяной мантии.
  2. Различные условия приводят к таянию или испарению мантии.
  3. Талая вода перемещается в земле, по крайней мере, до глубины фестончатых впадин.
  4. Замерзание и таяние льда приводит к образованию ледяных масс (ледяных линз).
  5. При очередном изменении наклона меняется климат, и массы льда сублимируются, в результате чего образуются зубчатые впадины. [13]

В Utopia Planitia ряд криволинейных хребтов, параллельных уступу, вытравлен на дне больших фестончатых впадин, возможно, представляющих различные стадии эрозии уступа. [1] Недавно другие исследователи выдвинули идею о том, что хребты представляют собой верхние части слоев. [14] Иногда поверхность вокруг фестончатой ​​местности или фестончатой ​​топографии демонстрирует « узорчатую землю », характеризующуюся регулярным рисунком полигональных трещин. Эти рисунки указывают на то, что поверхность подверглась напряжению, возможно, вызванному проседанием, высыханием или термическим сжатием. [15] Такие рисунки распространены в перигляциальных областях на Земле. Фестончатые ландшафты в Utopia Planitia демонстрируют полигональные особенности разных размеров: небольшие (около 5–10 м в поперечнике) на уступе и более крупные (30–50 м в поперечнике) на окружающих территориях. Эти различия в масштабах могут указывать на локальные различия в концентрации грунтового льда. [1]

Обнаружение подземного льда

22 ноября 2016 года НАСА сообщило об обнаружении большого количества подземного льда в районе равнины Утопия на Марсе. Объем обнаруженной воды оценивается как эквивалентный объему воды в озере Верхнее . [16] [17] [18]

Марс – Изрезанный рельеф на плато Утопия (22 ноября 2016 г.)

Расчеты объема водяного льда в регионе основывались на измерениях, проведенных с помощью георадара SHARAD , установленного на борту марсианского разведывательного орбитального аппарата .

SHARAD находит лед, измеряя отраженные сигналы радара от поверхности и от более глубокой нижней поверхности. Глубина до нижней поверхности была найдена с помощью изображений HiRISE разрывов на поверхности.

Из данных, полученных от SHARAD, была определена диэлектрическая проницаемость или диэлектрическая постоянная. Она была найдена из величины проникновения радара в отражатель в нижней части богатого льдом слоя. Глубина до отражателя была найдена путем изучения фотографий с высоким разрешением местоположения. В некоторых местах были пробелы или окна в богатом льдом слое. Затем топографические карты MOLA сообщили глубину. Верхняя часть богатого льдом слоя отображала полигоны, зубчатые углубления и вырывающиеся кратеры, все из которых, как полагают, указывают на лед. [19] Внизу разрыва была совершенно другая поверхность другого цвета и полная кратеров; это был отражатель, видимый в отраженных сигналах радара. Диэлектрическая постоянная, усредненная по всей площади, оказалась равной 2,8. Твердый водяной лед имел бы диэлектрическую проницаемость 3,0–3,2. Базальтовая порода, которая широко распространена на Марсе, дала бы 8. Поэтому, используя тройную диаграмму из статьи Али Брамсона и др., исследователи решили, что богатый льдом слой представляет собой смесь, состоящую из 50–80% водяного льда, 0–30% каменистого содержания и 15–50% пористости. [20] [21] [22]

Галерея

Интерактивная карта Марса

Карта МарсаAcheron FossaeAcidalia PlanitiaAlba MonsAmazonis PlanitiaAonia PlanitiaArabia TerraArcadia PlanitiaArgentea PlanumArgyre PlanitiaChryse PlanitiaClaritas FossaeCydonia MensaeDaedalia PlanumElysium MonsElysium PlanitiaGale craterHadriaca PateraHellas MontesHellas PlanitiaHesperia PlanumHolden craterIcaria PlanumIsidis PlanitiaJezero craterLomonosov craterLucus PlanumLycus SulciLyot craterLunae PlanumMalea PlanumMaraldi craterMareotis FossaeMareotis TempeMargaritifer TerraMie craterMilankovič craterNepenthes MensaeNereidum MontesNilosyrtis MensaeNoachis TerraOlympica FossaeOlympus MonsPlanum AustralePromethei TerraProtonilus MensaeSirenumSisyphi PlanumSolis PlanumSyria PlanumTantalus FossaeTempe TerraTerra CimmeriaTerra SabaeaTerra SirenumTharsis MontesTractus CatenaTyrrhena TerraUlysses PateraUranius PateraUtopia PlanitiaValles MarinerisVastitas BorealisXanthe Terra
Изображение выше содержит кликабельные ссылкиИнтерактивная карта-изображение глобальной топографии Марса . Наведите курсор твоя мышьна изображение, чтобы увидеть названия более 60 выдающихся географических объектов, и щелкните, чтобы перейти к ним. Цвет базовой карты указывает относительные высоты , основанные на данных лазерного высотомера Mars Orbiter Laser Altimeter на Mars Global Surveyor NASA . Белые и коричневые цвета указывают самые высокие высоты (от +12 до +8 км ); за ними следуют розовые и красные (от +8 до +3 км ); желтый -0 км ; зеленый и синий — более низкие высоты (до−8 км ). Оси — широта и долгота ; отмечены полярные регионы .
(См. также: Карта марсоходов и Карта Марсианского мемориала ) ( просмотр • обсуждение )


Ссылки

  1. ^ abc Lefort, A.; Russell, P.; Thomas, N.; McEwen, AS; Dundas, CM; Kirk, RL (2009). "HiRISE-наблюдения за перигляциальными формами рельефа в Utopia Planitia". Journal of Geophysical Research . 114 (E4): E04005. Bibcode : 2009JGRE..114.4005L. doi : 10.1029/2008JE003264 .
  2. ^ Моргенштерн А., Хаубер Э., Рейсс Д., ван Гасселт С., Гроссе Г., Ширрмейстер Л. (2007): Отложение и деградация слоя, богатого летучими веществами, в равнине Утопия и последствия для истории климата на Марсе. Журнал геофизических исследований: Планеты 112, E06010.
  3. ^ Lefort, A.; Russell, P.; Thomas, N. (2009). «Зубчатые ландшафты в регионе Пеней и Амфитрита Патеры на Марсе, наблюдаемые с помощью HiRISE». Icarus . 205 (1): 259–268. Bibcode :2010Icar..205..259L. doi :10.1016/j.icarus.2009.06.005.
  4. ^ Занетти, М., Хизингер, Х., Рейсс, Д., Хаубер, Э. и Нойкум, Г. (2009), «Развитие фестончатой ​​впадины на плато Малея и южной стене бассейна Эллада, Марс», 40-я конференция по науке о Луне и планетах, аннотация 2178
  5. ^ "HiRISE | Изрытые формы рельефа в Южной Элладской равнине (ESP_038821_1235)".
  6. ^ "Зубчатый рельеф кратера Пенеус Патера". HiRISE Operations Center. 2007-02-28 . Получено 2014-11-24 .
  7. ^ ab Dundas, C.; Bryrne, S.; McEwen, A. (2015). «Моделирование развития марсианских сублимационных термокарстовых рельефов». Icarus . 262 : 154–169. Bibcode :2015Icar..262..154D. doi :10.1016/j.icarus.2015.07.033.
  8. ^ Смит, П.; и др. (2009). «H 2 O на месте посадки Феникса». Science . 325 (5936): 58–61. Bibcode :2009Sci...325...58S. doi :10.1126/science.1172339. PMID  19574383. S2CID  206519214.
  9. ^ Меллон, М.; и др. (2009). "Грунтовый лед на месте посадки Феникса: состояние стабильности и происхождение". J. Geophys. Res . 114 (53): E00E07. Bibcode : 2009JGRE..114.0E07M. doi : 10.1029/2009JE003417 .
  10. ^ Cull, S; et al. (2010). "Состав подповерхностных льдов в месте посадки Mars Phoenix". Geophys. Res. Lett . 37 (24): L24203. Bibcode :2010GeoRL..3724203C. doi : 10.1029/2010GL045372 .
  11. ^ Seu, R.; et al. (2007). "Зондирующий радар SHARAD на марсианском разведывательном орбитальном аппарате". J. Geophys. Res . 112 (E5): E05S05. Bibcode : 2007JGRE..112.5S05S. doi : 10.1029/2006JE002745 .
  12. ^ Stuurman, C., et al. 2016. Отражатели SHARAD в Utopia Planitia, обнаружение и характеристика SHARAD подповерхностных залежей водяного льда в Utopia Planitia, Марс. Geophysical Research Letters, том 43, выпуск 18, 28 сентября 2016 г., страницы 9484–9491.
  13. ^ Соаре, Р. и др. 2016. Богатые льдом (перигляциальные) и ледяные (ледниковые) впадины в регионе Аргир, Марс: предлагаемая дихотомия холодного климата форм рельефа: 282, 70-83.
  14. ^ Sejourne, A.; et al. (2012). «Доказательства наличия эоловой, богатой льдом и слоистой вечной мерзлоты в равнине Утопия, Марс». Icarus . 60 (1): 248–254. Bibcode :2012P&SS...60..248S. doi :10.1016/j.pss.2011.09.004.
  15. ^ "Зубчатые впадины со слоями на северных равнинах". HiRISE Operations Center. 2007-02-28 . Получено 2014-11-24 .
  16. ↑ Staff (22 ноября 2016 г.). «Изрезанный рельеф привел к обнаружению захороненного льда на Марсе». NASA . Получено 23 ноября 2016 г.
  17. ^ "На Марсе обнаружено озеро замерзшей воды размером с Нью-Мексико – NASA". The Register . 22 ноября 2016 г. Получено 23 ноября 2016 г.
  18. ^ «Марсианские ледяные отложения содержат столько же воды, сколько и озеро Верхнее». NASA. 22 ноября 2016 г. Получено 23 ноября 2016 г.
  19. ^ Stuurman, C., et al. 2014. «Отражатели Шарада в Utopia Planitia, Марс, соответствующие широко распространенному толстому подповерхностному льду». 45-я конференция по науке о Луне и планетах .
  20. ^ Bramson, A, et al. 2015. Широко распространенный избыток льда в Arcadia Planitia, Марс. Geophysical Research Letters: 42, 6566-6574
  21. ^ "Широко распространенный, толстый водный лед обнаружен в равнине Утопия, Марс | Кэсси Стюрман". Архивировано из оригинала 2016-11-30 . Получено 2016-11-29 .
  22. ^ Stuurman, C., et al. 2016. Обнаружение и характеристика подповерхностных залежей водяного льда в Utopia Planitia, Марс. Geophysical Research Letters: 43, 9484_9491.