Гора Олимп ( / ə ˌ l ɪ m p ə s ˈ m ɒ n z , oʊ ˌ -/ ; [4] латинское название горы Олимп ) — большой щитовой вулкан на Марсе . Его высота превышает 21,9 км (13,6 миль или 72 000 футов) по измерениям лазерного альтиметра марсианского орбитального аппарата (MOLA) [5] и примерно в два с половиной раза превышает высоту Эвереста над уровнем моря . Это крупнейший вулкан Марса, самая высокая планетарная гора, и он примерно равен Реасильвии на Весте как самой высокой горе, обнаруженной в настоящее время в Солнечной системе. Это связано с Тарсис-Монтес , большим вулканическим регионом на Марсе. [6] [7] [8] Последний раз оно извергалось 25 миллионов лет назад. [9]
Гора Олимп — самый молодой из крупных вулканов на Марсе, образовавшийся в гесперианский период , извержения которого продолжаются вплоть до Амазонки . Астрономам она была известна с конца 19 века как особенность альбедо Nix Olympica (лат. «Олимпийский снег»), и подозрения о ее гористой природе возникли задолго до того, как космические зонды подтвердили, что это гора. [10]
Это находится в западном полушарии Марса, с центром в 18 ° 39'N 226 ° 12'E / 18,650 ° N 226,200 ° E / 18,650; 226.200 , [1] недалеко от северо-западного края выступа Фарсис . Его западная часть находится в четырехугольнике Амазонки (MC-8), а центральная и восточная части - в прилегающем четырехугольнике Фарсис (MC-9).
Два ударных кратера на горе Олимп были присвоены предварительные названия Международного астрономического союза : кратер Карзок диаметром 15,6 км (9,7 миль) ( 18 ° 25'N 228 ° 05'E / 18,417 ° N 228,083 ° E / 18,417; 228,083 ) и кратер Пангбоче диаметром 10,4 км (6,5 миль) ( 17 ° 10'N 226 ° 25'E / 17,167 ° N 226,417 ° E / 17,167; 226,417 ). [11] Они известны как два из нескольких предполагаемых источников шерготитов , самого распространенного класса марсианских метеоритов . [12]
Щитовой вулкан Олимп напоминает по форме большие вулканы, составляющие Гавайские острова . Ширина здания составляет около 600 км (370 миль). [13] Поскольку гора очень большая, со сложной структурой по краям, определить ее высоту сложно. Гора Олимп находится на высоте 21 км (13 миль) над глобальной системой отсчета Марса [ уточнить ] , а ее местный рельеф, от подножия скал, образующих ее северо-западную окраину, до ее вершины, составляет более 21 км (13 миль) [5] ( чуть более чем в два раза выше Мауна-Кеа , если считать от ее основания на дне океана). Общий перепад высот от равнин Амазонис-Планития , более 1000 км (620 миль) к северо-западу, до вершины приближается к 26 км (16 миль). [3] На вершине горы есть шесть вложенных друг в друга кальдер (обрушившихся кратеров), образующих неправильную впадину размером 60 км (37 миль) × 80 км (50 миль) в поперечнике [14] и глубиной до 3,2 км (2,0 мили). [15] Внешний край вулкана представляет собой откос или скалу высотой до 8 км (5,0 миль) (хотя местами скрыт потоками лавы ), что является уникальной особенностью среди щитовых вулканов Марса, которая, возможно, была создана огромные фланговые оползни . [16] Гора Олимп занимает площадь около 300 000 км 2 (120 000 квадратных миль), [17] что примерно соответствует размеру Италии или Филиппин , и поддерживается литосферой толщиной 70 км (43 мили ) . Необычайный размер горы Олимп, вероятно, обусловлен тем, что на Марсе отсутствуют подвижные тектонические плиты . В отличие от Земли, кора Марса остается фиксированной над стационарной горячей точкой , и вулкан может продолжать извергать лаву, пока не достигнет огромной высоты. [18]
Будучи щитовым вулканом, гора Олимп имеет очень пологий профиль. Средний уклон склонов вулкана составляет всего 5%. [15] Склоны самые крутые в средней части склонов и становятся мельче к основанию, придавая склонам вогнутый восходящий профиль. Его склоны более мелкие и простираются дальше от вершины в северо-западном направлении, чем в юго-восточном. Форму и профиль вулкана можно сравнить с «цирковой палаткой», поддерживаемой единственным столбом, смещенным от центра. [19]
Из-за размера и неглубоких склонов горы Олимп наблюдатель, стоящий на поверхности Марса, не сможет рассмотреть весь профиль вулкана даже с большого расстояния. Кривизна планеты и сам вулкан затмили бы такой синоптический вид. [20] Точно так же наблюдатель вблизи вершины не будет знать, что стоит на очень высокой горе, поскольку склон вулкана простирается далеко за горизонт, всего на 3 километра. [21]
Типичное атмосферное давление на вершине Олимпа составляет 72 паскаля , что составляет около 12% от среднего давления на поверхности Марса, составляющего 600 паскалей. [22] [23] Оба чрезвычайно низкие по земным меркам; для сравнения, атмосферное давление на вершине Эвереста составляет 32 000 паскалей, или около 32% давления на уровне моря на Земле. [24] Несмотря на это, над вершиной горы Олимп часто дрейфуют высотные орографические облака , а в воздухе все еще присутствует марсианская пыль. [25] Хотя среднее атмосферное давление на поверхности Марса составляет менее одного процента от земного, гораздо более низкая гравитация Марса увеличивает масштаб атмосферы ; другими словами, атмосфера Марса обширна и ее плотность не падает с высотой так резко, как у Земли.
В состав горы Олимп входят примерно 44% силикатов , 17,5% оксидов железа (которые придают планете красный цвет), 7% алюминия , 6% магния , 6% кальция и особенно высокая доля диоксида серы - 7%. Эти результаты указывают на то, что поверхность в основном состоит из базальтов и других основных пород, которые извергались в виде потоков лавы низкой вязкости и, следовательно, приводили к низким градиентам на поверхности планеты.
Гора Олимп вряд ли станет местом посадки автоматических космических зондов в ближайшем будущем. Большая высота не позволяет приземлиться с парашютом, поскольку атмосфера недостаточно плотная, чтобы замедлить космический корабль. Более того, гора Олимп находится в одном из самых пыльных регионов Марса. Мантия мелкой пыли скрывает нижележащую скальную породу, что, возможно, затрудняет поиск образцов горных пород и, вероятно, представляет собой серьезное препятствие для марсоходов. [ оригинальное исследование? ]
Гора Олимп является результатом многих тысяч сильно текучих потоков базальтовой лавы , которые излились из вулканических жерл в течение длительного периода времени ( Гавайские острова являются примером подобных щитовых вулканов в меньшем масштабе – см. Мауна-Кеа ). Подобно базальтовым вулканам на Земле, марсианские базальтовые вулканы способны извергать огромное количество пепла . Из-за меньшей гравитации Марса по сравнению с Землей на магму, поднимающуюся из земной коры, действуют меньшие выталкивающие силы. Кроме того, считается, что магматические камеры намного больше и глубже, чем те, что обнаружены на Земле. Склоны горы Олимп состоят из бесчисленных потоков и каналов лавы. По краям многих потоков есть дамбы (на фото). Более прохладные внешние края потока затвердевают, оставляя центральную впадину из расплавленной текущей лавы. Частично обрушившиеся лавовые трубки видны как цепочки ямок-кратеров, также распространены широкие веера лавы, образованные лавой, выходящей из неповрежденных подземных трубок. [26] В некоторых местах вдоль подножия вулкана можно увидеть затвердевшие потоки лавы, выливающиеся на окружающие равнины, образующие широкие откосы и погребающие подножий откос. Подсчет кратеров на изображениях с высоким разрешением, сделанных орбитальным аппаратом «Марс-Экспресс» в 2004 году, показывает, что возраст лавовых потоков на северо-западном склоне горы Олимп варьируется от 115 миллионов лет (миллионов лет назад) до всего лишь 2 миллионов лет назад. [27] Этот возраст очень недавний с геологической точки зрения, что позволяет предположить, что гора все еще может быть вулканически активной, хотя и очень спокойной и эпизодической. [28]
Кальдерный комплекс на вершине вулкана состоит как минимум из шести перекрывающихся кальдер и сегментов кальдер (на фото). [29] Кальдеры образуются в результате обрушения кровли после истощения и вывода подземного магматического очага после извержения. Таким образом, каждая кальдера представляет собой отдельный импульс вулканической активности на горе. [30] Самый большой и самый старый сегмент кальдеры, по-видимому, сформировался как одно большое лавовое озеро. [31] Используя геометрические соотношения размеров кальдеры из лабораторных моделей, ученые подсчитали, что магматическая камера, связанная с самой большой кальдерой на горе Олимп, находится на глубине около 32 км (105 000 футов) ниже дна кальдеры. [32] Частотно-размерное распределение кратеров на дне кальдер указывает на то, что возраст кальдер варьируется от 350 до примерно 150 млн лет назад. Вероятно, все они образовались с разницей в 100 миллионов лет друг от друга. [33] [34]
Гора Олимп асимметрична как структурно , так и топографически . Более длинный и неглубокий северо-западный фланг демонстрирует особенности растяжения, такие как большие обвалы и нормальные разломы . Напротив, более крутая юго-восточная сторона вулкана имеет особенности, указывающие на сжатие, включая ступенчатые террасы в средней части склона вулкана (интерпретируемые как надвиги [35] ) и ряд складчатых хребтов, расположенных у подножия откоса. [36] Почему противоположные стороны горы демонстрируют разные стили деформации, может заключаться в том, как большие щитовые вулканы растут в поперечном направлении и в том, как изменения внутри вулканического субстрата повлияли на окончательную форму горы.
Большие щитовые вулканы растут не только за счет добавления материала на свои склоны в виде извергающейся лавы, но и за счет распространения вбок у их оснований. По мере увеличения размера вулкана поле напряжений под вулканом меняется с сжатия на растяжение. У подножия вулкана может возникнуть подземный разлом, в результате чего подстилающая кора распадется. [37] Если вулкан покоится на отложениях, содержащих механически слабые слои (например, пласты водонасыщенной глины), в слабых слоях могут развиваться зоны отрыва ( деколлементы ). Напряжения растяжения в зонах отрыва могут вызвать гигантские оползни и сбросы на склонах вулкана, что приведет к образованию уступа у основания. [38] Дальше от вулкана эти зоны отрыва могут проявляться как последовательность перекрывающихся надвигов, вызванных гравитацией. Этот механизм уже давно упоминается как объяснение отложений ореолов горы Олимп (обсуждаемых ниже). [39]
Гора Олимп расположена на краю выступа Фарсис , древнего обширного вулканического плато, вероятно, образовавшегося к концу Ноевского периода . В гесперианском периоде , когда начала формироваться гора Олимп, вулкан располагался на мелководном склоне, спускавшемся с возвышенности Фарсиса в северные низменные котловины. Со временем в эти бассейны попали большие объемы отложений, размытых с Фарсиса и южного нагорья. Отложения, вероятно, содержали обильные филлосиликаты (глины) нойского возраста, образовавшиеся в ранний период на Марсе, когда поверхностные воды были в изобилии [40] и были самыми толстыми на северо-западе, где глубина бассейна была наибольшей. По мере того как вулкан рос за счет бокового распространения, зоны отслоения с низким коэффициентом трения преимущественно развивались в более толстых слоях отложений на северо-западе, создавая базальный откос и широко распространенные доли ореолового материала ( Lycus Sulci ). Распространение произошло и на юго-восток; однако в этом направлении оно было более ограничено подъемом Тарсиса, который представлял собой зону повышенного трения у подножия вулкана. В этом направлении трение было выше, поскольку осадки были тоньше и, вероятно, состояли из более крупнозернистого материала, устойчивого к скольжению. Прочные и прочные породы фундамента Фарсиса выступали в качестве дополнительного источника трения. Это замедление юго-восточного базального спрединга на горе Олимп может объяснить структурную и топографическую асимметрию горы. Было показано, что численные модели динамики частиц, включающие латеральные различия в трении вдоль основания горы Олимп, довольно хорошо воспроизводят нынешнюю форму и асимметрию вулкана. [38]
Было высказано предположение, что отслоению слабых слоев способствовало присутствие воды под высоким давлением в поровом пространстве отложений, что могло иметь интересные астробиологические последствия. Если водонасыщенные зоны все еще существуют в отложениях под вулканом, они, вероятно, сохранялись теплыми за счет высокого геотермического градиента и остаточного тепла из магматического очага вулкана. Потенциальные источники или выходы вокруг вулкана откроют множество возможностей для обнаружения микробной жизни. [41]
Гора Олимп и несколько других вулканов в регионе Тарсис расположены достаточно высоко, чтобы возвышаться над частыми марсианскими пылевыми бурями , зафиксированными телескопическими наблюдателями еще в 19 веке. Астроном Патрик Мур отметил, что Скиапарелли (1835–1910) «обнаружил, что его Нодус Гордис и Олимпийский снег [Nix Olympica] были почти единственными объектами, которые можно было увидеть» во время пыльных бурь, и «правильно предположил, что они должны быть высокими». . [42]
Космический корабль « Маринер -9» прибыл на орбиту Марса в 1971 году во время глобальной пылевой бури. Первые объекты, которые стали видны, когда пыль начала оседать, - вершины вулканов Фарсис, продемонстрировали, что высота этих объектов значительно превышает высоту любой горы, найденной на Земле, как и ожидали астрономы. Наблюдения за планетой с «Маринера-9» подтвердили, что Никс Олимпика был вулканом. В конечном итоге астрономы приняли название Гора Олимп из-за особенности альбедо, известной как Никс Олимпика.
Гора Олимп расположена между северо-западным краем региона Тарсис и восточным краем Амазонской равнины . Он расположен примерно в 1200 км (750 миль) от трех других крупных марсианских щитовых вулканов, которые вместе называются Тарсис Монтес ( Арсия Монс , Павонис Монс и Аскрей Монс ). Горы Тарсис немного меньше горы Олимп.
Широкая кольцевая впадина или ров глубиной около 2 км (1,2 мили) окружает основание горы Олимп и, как полагают, образовалась из-за огромного веса вулкана, давящего на марсианскую кору. Глубина этой впадины на северо-западной стороне горы больше, чем на юго-восточной.
Гора Олимп частично окружена областью характерной рифленой или гофрированной местности, известной как ореол горы Олимп. Ореол состоит из нескольких крупных долей. К северо-западу от вулкана ореол простирается на расстояние до 750 км (470 миль) и известен как Lycus Sulci ( 24 ° 36'N 219 ° 00'E / 24,600 ° N 219,000 ° E / 24,600; 219,000 ). К востоку от горы Олимп ореол частично покрыт потоками лавы, но там, где он обнажен, он носит разные названия ( например, Гигас Сульчи ). Происхождение ореола остается спорным, но, скорее всего, он образовался в результате огромных оползней [16] или гравитационных надвигов , оторвавшихся от краев щита горы Олимп. [43]
Интерактивная карта изображений глобальной топографии Марса . Наведите указатель мыши твоя мышьна изображение, чтобы увидеть названия более 60 выдающихся географических объектов, и щелкните, чтобы перейти к ним. Цвет базовой карты указывает на относительные высоты , основанные на данных лазерного альтиметра Mars Orbiter , установленного на Mars Global Surveyor НАСА . Белый и коричневый цвета обозначают самые высокие высоты (от +12 до +8 км ); за ним следуют розовые и красные (от +8 до +3 км ); желтый это0 км ; зеленый и синий — это более низкие высоты (вплоть до−8 км ). Оси — широта и долгота ; Отмечаются полярные регионы .
