stringtranslate.com

Гусев (Марсианский кратер)

Мозаика кратера Гусева и окрестностей, включая долину Маадим, полученная с помощью аппарата Viking Orbiter 1

Гусев — кратер на планете Марс , расположенный на 14°30′S 175°24′E / 14.5°S 175.4°E / -14.5; 175.4 и находящийся в четырехугольнике Эолида . Диаметр кратера составляет около 166 километров, он образовался примерно три-четыре миллиарда лет назад. Он был назван в честь русского астронома Матвея Гусева (1826–1866) в 1976 году.

До исследования кратера марсоходом Spirit Rover предполагалось, что кратер представляет собой древнее озеро с впадающей в него долиной Маадим , вулканокластического происхождения или комбинации того и другого. Эти интерпретации основывались на снимках орбитального аппарата Viking , снимках MOC , термическом картировании THEMIS и картировании высот MOLA . Однако Spirit не обнаружил никаких озерных отложений, вместо этого Spirit обнаружил щелочные вулканические породы , включая оливиновый базальт , измельченные базальтовые обломки, лавы и пирокластические породы, но не центры извержений. [2] [3]

Панорамный снимок, сделанный марсоходом Spirit Rover 1 января 2006 года из кратера Гусев, на котором виден склон и волнистые песчаные отложения на темном поле, получившем название «Эльдорадо».

Совсем недавно спутниковые снимки показали следы пылевых вихрей на полу Гусева. Позже марсоход Spirit сфотографировал пылевые вихри с земли и, вероятно, во многом обязан своей долговечностью пылевым вихрям, очищающим его солнечные панели.

3 января 2004 года Гусев стал местом посадки первого из двух марсоходов NASA Mars Exploration Rovers , названного Spirit . Была надежда, что многочисленные более мелкие и более поздние кратеры в этом регионе обнажат осадочный материал ранних эпох, хотя поначалу регион оказался разочаровывающим из-за отсутствия доступной коренной породы для изучения на плоских лавовых равнинах кратера. Однако в конечном итоге он прибыл в Колумбийские холмы , и исследованные в этом регионе породы показали наличие небольших количеств соленой воды, взаимодействующей с ними в древние времена, [4] хотя и не так много, как на Meridiani Planum , месте посадки близнеца Spirit , Opportunity . В 2009 году Spirit застрял в почве региона, а в 2010 году вышел из строя после суровой марсианской зимы. Гусев также рассматривался как потенциальное место посадки марсохода Mars 2020 Perseverance .

ДухКамни и минералы, обнаруженные марсоходом на Марсе

Породы на равнинах Гусева являются разновидностью базальта . Они содержат минералы оливин , пироксен , плагиоклаз и магнетит, и выглядят как вулканический базальт, поскольку они мелкозернистые с нерегулярными отверстиями (геологи сказали бы, что у них есть пузырьки и каверны). [5] [6] Большая часть почвы на равнинах произошла от распада местных пород. В некоторых почвах были обнаружены довольно высокие уровни никеля ; вероятно, от метеоритов . [7] Анализ показывает, что породы были слегка изменены небольшим количеством воды. Внешние покрытия и трещины внутри пород предполагают наличие минералов, отложенных водой, возможно, соединений брома . Все породы содержат тонкий слой пыли и одну или несколько более твердых корок материала. Один тип можно счистить щеткой, в то время как другой нужно было отшлифовать с помощью инструмента для абразивной обработки горных пород (RAT). [8]

В Колумбийских холмах (Марс) есть множество пород , некоторые из которых были изменены водой, но не очень большим ее количеством.

Пыль в кратере Гусева такая же, как и пыль по всей планете. Было обнаружено, что вся пыль является магнитной. Более того, Spirit обнаружил, что магнетизм был вызван минеральным магнетитом , особенно магнетитом, содержащим элемент титан . Один магнит смог полностью отклонить всю пыль, поэтому вся марсианская пыль считается магнитной. [9] Спектр пыли был похож на спектры ярких областей с низкой тепловой инерцией, таких как Фарсис и Аравия, которые были обнаружены орбитальными спутниками. Тонкий слой пыли, возможно, менее одного миллиметра толщиной, покрывает все поверхности. Что-то в нем содержит небольшое количество химически связанной воды. [10] [11]

Равнины

Наблюдения за породами на равнинах показывают, что они содержат минералы пироксен, оливин, плагиоклаз и магнетит. Эти породы можно классифицировать по-разному. Количество и типы минералов делают породы примитивными базальтами — также называемыми пикритовыми базальтами. Породы похожи на древние земные породы, называемые базальтовыми коматиитами . Породы равнин также напоминают базальтовые шерготтиты , метеориты, прилетевшие с Марса. Одна система классификации сравнивает количество щелочных элементов с количеством кремнезема на графике; в этой системе породы равнин Гусева лежат вблизи стыка базальта, пикробазальта и тефрита. Классификация Ирвина-Барагера называет их базальтами. [5] Породы равнины были изменены очень незначительно, вероятно, тонкими пленками воды, поскольку они мягче и содержат прожилки светлоокрашенного материала, который может быть соединениями брома, а также покрытия или корки. Считается, что небольшое количество воды могло попасть в трещины, вызывая процессы минерализации. [6] [5] Покрытия на породах могли образоваться, когда породы были захоронены и взаимодействовали с тонкими пленками воды и пыли. Было отмечено, что эти породы было легче измельчать по сравнению с их земными аналогами.

Колумбийские холмы

Ученые обнаружили в Колумбийских холмах множество типов горных пород и поместили их в шесть различных категорий. Шесть из них: Clovis, Wishbone, Peace, Watchtower, Backstay и Independence. Они названы в честь выдающейся горной породы в каждой группе. Их химический состав, измеренный с помощью APXS, значительно отличается друг от друга. [12] Самое главное, что все горные породы в Колумбийских холмах демонстрируют различную степень изменения из-за водных жидкостей. [13] Они обогащены элементами фосфором, серой, хлором и бромом — все они могут переноситься в водных растворах. Породы Колумбийских холмов содержат базальтовое стекло, а также различные количества оливина и сульфатов . [14] [15] Содержание оливина обратно пропорционально количеству сульфатов. Это именно то, что и ожидалось, поскольку вода разрушает оливин, но способствует образованию сульфатов.

Группа Кловис особенно интересна, поскольку спектрометр Мёссбауэра (МБ) обнаружил в ней гётит . [16] Гётит образуется только в присутствии воды, поэтому его открытие является первым прямым доказательством наличия воды в прошлом в породах Колумбийских холмов. Кроме того, спектры МБ пород и обнажений показали сильное снижение присутствия оливина, [14] хотя породы, вероятно, когда-то содержали много оливина. [17] Оливин является маркером отсутствия воды, поскольку он легко разлагается в присутствии воды. Был обнаружен сульфат, и для его образования нужна вода. Вишстоун содержал много плагиоклаза, немного оливина и ангидрата (сульфата). В породах Пис обнаружена сера и убедительные доказательства наличия связанной воды, поэтому предполагается наличие гидратированных сульфатов. В породах класса Сторожевая башня отсутствует оливин, поэтому они могли быть изменены водой. В классе Индепенденс обнаружены некоторые признаки глины (возможно, монтмориллонита, члена группы смектита). Глинам требуется довольно длительное воздействие воды для формирования. Один тип почвы, называемый Пасо Роблес, из Колумбийских холмов, может быть испарительным отложением, поскольку он содержит большое количество серы, фосфора , кальция и железа . [18] Кроме того, МБ обнаружил, что большая часть железа в почве Пасо Роблес была в окисленной форме Fe +++ , что произошло бы, если бы присутствовала вода. [10]

К середине шестилетней миссии (миссия, которая должна была длиться всего 90 дней) в почве были обнаружены большие количества чистого кремния . Кремний мог появиться в результате взаимодействия почвы с кислотными парами, образующимися в результате вулканической активности в присутствии воды или из воды в среде горячих источников. [19]

После того, как Spirit прекратил работу, ученые изучили старые данные с миниатюрного термоэмиссионного спектрометра ( Mini-TES) и подтвердили наличие большого количества карбонатных пород, что означает, что регионы планеты могли когда-то иметь воду. Карбонаты были обнаружены в обнажении пород под названием «Команчи». [20] [21]

Подводя итог, Spirit обнаружил доказательства незначительного выветривания на равнинах Гусева, но никаких доказательств того, что там было озеро. Однако в Колумбийских холмах были явные доказательства умеренного количества водного выветривания. Доказательства включали сульфаты и минералы гетит и карбонаты, которые образуются только в присутствии воды. Считается, что в кратере Гусева могло быть озеро давным-давно, но с тех пор оно было покрыто магматическими материалами. Вся пыль содержит магнитный компонент, который был идентифицирован как магнетит с некоторым количеством титана. Более того, тонкий слой пыли, покрывающий все на Марсе, одинаков во всех частях Марса.

Особенности в Гусеве

Холмы

Кратеры

Другой

Место посадки

Кратер Гусева был одним из трех кандидатов на место посадки марсохода Mars 2020 по состоянию на 2017 год. [22] Ранее Колумбийские холмы исследовались марсоходом Spirit , [22] который после нескольких лет активности прекратил связь в 2010 году.

Другими кандидатами на место посадки марсохода Mars 2020 к 2017 году были северо-восточный Сиртис ( большой Сиртис ) и кратер Джезеро . [22]

В популярной культуре

Интерактивная карта Марса

Карта Марса
( просмотр • обсуждение )
Интерактивная карта-изображение глобальной топографии Марса , на которую наложено положение марсоходов и посадочных модулей . Расцветка базовой карты указывает на относительные высоты марсианской поверхности.
Кликабельное изображение: Нажатие на метки откроет новую статью.
(   Активный •  Неактивный •  Планируется)
(См. также: Карта Марса ; Список мемориалов Марса )
Бигль 2
Любопытство
Глубокий космос 2
Понимание
Марс 2
Марс 3
Марс 6
Марсианский полярный посадочный модуль ↓
Возможность
Упорство
Феникс
Розалинд Франклин
Скиапарелли EDM
Странник
Дух
Чжуронг
Викинг 1
Викинг 2

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Гусев". Газетер планетарной номенклатуры . Исследовательская программа астрогеологии USGS.
  2. ^ МакСуин, Гарри; Мёрш, Джеффри; Берр, Девон; Данн, Уильям; Эмери, Джошуа; Ках, Линда; МакКанта, Молли (2019). Планетарная геонаука . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. С. 178–184, 296–300. ISBN 9781107145382.
  3. ^ Бернхэм, Роберт (9 апреля 2014 г.). «В конце концов, в кратере Гусева когда-то было озеро, говорит исследователь Марса из Университета штата Аризона». Университет штата Аризона . Получено 10 апреля 2014 г.
  4. ^ "Водные процессы в кратере Гусева, выведенные из физических свойств пород и почв вдоль траверса Спирита". AGU. Архивировано из оригинала 2012-02-04 . Получено 2006-07-18 .
  5. ^ abc McSween; et al. (2004). «Базальтовые породы, исследованные марсоходом Spirit в кратере Гусева». Science . 305 (5685): 842–845. Bibcode :2004Sci...305..842M. doi :10.1126/science.3050842. PMID  15297668.
  6. ^ ab Arvidson, RE; et al. (2004). «Эксперименты по локализации и физическим свойствам, проведенные Spirit в кратере Гусева». Science . 305 (5685): 821–824. Bibcode :2004Sci...305..821A. doi :10.1126/science.1099922. PMID  15297662. S2CID  31102951.
  7. ^ Геллерт, Ральф и др. (2006). «Альфа-частичный рентгеновский спектрометр (APXS): результаты из кратера Гусева и отчет о калибровке». Журнал геофизических исследований: Планеты . 111 (E2): н/д. Bibcode : 2006JGRE..111.2S05G. doi : 10.1029/2005je002555. hdl : 2060/20080026124 . S2CID  129432577.
  8. ^ Кристенсен, П. (август 2004 г.). «Первые результаты эксперимента Mini-TES в кратере Гусева с марсохода Spirit». Science . 305 (5685): 837–842. Bibcode :2004Sci...305..837C. doi :10.1126/science.1100564. PMID  15297667. S2CID  34983664.
  9. ^ Бертельсен, П.; и др. (2004). «Магнитные свойства марсохода Spirit в кратере Гусева». Science . 305 (5685): 827–829. Bibcode :2004Sci...305..827B. doi :10.1126/science.1100112. PMID  15297664. S2CID  41811443.
  10. ^ ab Bell, J., ред. (2008). Марсианская поверхность . Cambridge University Press . ISBN 978-0-521-86698-9.
  11. ^ Геллерт, Ральф и др. (2004). «Химия горных пород и почв в кратере Гусева по данным рентгеновского спектрометра альфа-частиц». Science . 305 (5685): 829–32. Bibcode :2004Sci...305..829G. doi :10.1126/science.1099913. PMID  15297665. S2CID  30195269.
  12. ^ Squyres, S.; et al. (2006). "Скалы Колумбийских холмов". Журнал геофизических исследований: Планеты . 111 (E2): n/a. Bibcode : 2006JGRE..111.2S11S. doi : 10.1029/2005je002562.
  13. ^ Ming, D.; et al. (2006). "Геохимические и минералогические индикаторы водных процессов в холмах Колумбия кратера Гусева". Журнал геофизических исследований: Планеты . 111 (E2): n/a. Bibcode : 2006JGRE..111.2S12M. doi : 10.1029/2005je002560. hdl : 1893/17114 .
  14. ^ ab Schroder, C.; et al. (2005). Европейский союз наук о Земле, Генеральная ассамблея, Geophysical Research Abstr . 7 : 10254. {{cite journal}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь )
  15. ^ Christensen, PR (23–27 мая 2005 г.). «Минеральный состав и распространенность пород и почв в Гусеве и Меридиане по данным приборов Mars Exploration Rover Mini-TES». AGU Joint Assembly . Архивировано из оригинала 13 мая 2013 г. Получено 16 января 2012 г.
  16. ^ Клингельхофер, Г. и др. (2005). Лунная планета. Sci . XXXVI : абстр. 2349. {{cite journal}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь )
  17. ^ Моррис, С.; и др. (2006). "Мессбауэровская минералогия горных пород, почвы и пыли в кратере Гусева, Марс: журнал Spirit по слабоизмененному оливиновому базальту на равнинах и повсеместно измененному базальту в Колумбийских холмах". Журнал геофизических исследований: Планеты . 111 (E2): н/д. Bibcode : 2006JGRE..111.2S13M. doi : 10.1029/2005je002584. hdl : 1893/17159 .
  18. ^ Ming, D.; et al. (2006). "Геохимические и минералогические индикаторы водных процессов в холмах Колумбия кратера Гусева, Марс" (PDF) . Journal of Geophysical Research: Planets . 111 (E2): n/a. Bibcode :2006JGRE..111.2S12M. doi : 10.1029/2005je002560 . hdl :1893/17114.
  19. ^ "Марсоход Spirit обнаружил неожиданные доказательства более влажного прошлого". NASA . 2007-05-21. Архивировано из оригинала 2013-03-08 . Получено 2012-01-16 .
  20. ^ Моррис, Р. В.; Рафф, С. В.; Геллерт, Р.; Минг, Д. В.; Арвидсон, Р. Э.; Кларк, Б. К.; Голден, Д. К.; Зибах, К.; Клингельхофер, Г.; Шредер, К.; Флейшер, И.; Йен, А. С.; Сквайрес, С. В. (2010). «Обнажение долгожданной редкой породы на Марсе найдено». Science . 329 (5990): 421–424. Bibcode :2010Sci...329..421M. doi : 10.1126/science.1189667 . PMID  20522738. S2CID  7461676.
  21. ^ Моррис, Ричард В.; Рафф, Стивен В.; Геллерт, Ральф; Минг, Дуглас В.; Арвидсон, Рэймонд Э.; Кларк, Бентон К.; Голден, Д.К.; Сибах, Кирстен; и др. (3 июня 2010 г.). «Идентификация богатых карбонатами обнажений на Марсе марсоходом Spirit». Science . 329 (5990): 421–4. Bibcode :2010Sci...329..421M. doi : 10.1126/science.1189667 . PMID  20522738. S2CID  7461676.
  22. ^ abc "Ученые составили короткий список трех мест посадки для миссии на Марс в 2020 году". NASA/JPL. 11 февраля 2017 г. Получено 15 февраля 2017 г.
  23. ^ Бенфорд, Грегори (1999). Марсианская гонка. Нью-Йорк : Warner Aspect . ISBN 978-0-446-52633-3. LCCN  99-049124.
  24. ^ Дэвис, Рассел Т .; Форд, Фил (3 марта 2009 г.). Воды Марса (PDF) . BBC Books . стр. 9. Архивировано из оригинала (PDF) 8 мая 2013 г. Получено 2 июня 2014 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Кратер Гусева» .