Текст книги "Солнечная система (Астрономия и астрофизика)"
Автор книги: Владимир Сурдин
сообщить о нарушении
Текущая страница: 9 (всего у книги 22 страниц) [доступный отрывок для чтения: 9 страниц]
Исходя из состава, порода в месте посадки «Венеры-13» отнесена к довольно редким на Земле толеитовым базальтам, которые можно встретить, например, на Гавайях.
Цветовые оттенки на панорамах «Венеры-13 и -14» удобно сравнивать с белыми полуцилиндрическими крышками телефотометров. Эти крышки отбрасывались перед началом работы и лежат на грунте, как можно видеть на снимках. Но с одной из четырех крышек произошло непредвиденное: пробник для измерения механических свойств грунта, распрямляясь, вонзился именно в крышку. Другого места на Венере для него не нашлось!
Зонд «Венера-13» за 127 минут, которые он проработал на поверхности планеты, 11 раз передал панорамные изображения, которые показали, что количество грунта, выброшенного на поверхность посадочного буфера, постепенно уменьшалось. Причина может быть лишь одна: ветер. Он сдувал мелкие частицы, оставляя следы за выступающими деталями аппарата. Измерения показали, что скорость ветра вокруг «Венеры-13» была от 0,5 до 0,6 м/с, а иногда немного больше. В результате крупинки грунта до 4 мм., а также более мелкий материал постепенно исчезли с посадочного буфера.
Скорость ветра в месте посадки «Венеры-14» была почти вдвое меньше. Вид поверхности в этом районе (13°15'ю.ш., 310°09'в.д.) совершенно не похож на предыдущие снимки. В нижней половине видна ровная поверхность, образованная наслоением горизонтальных плоских плит небольшой толщины, иногда до 12 слоев. Местами плиты растрескались, но сыпучего грунта здесь почти нет.
Скорость ветра, которую при спуске аппарата обычно измеряют по доплеровскому смещению частоты радиосигнала, в 1982 г. определяли еще одним, несколько необычным методом – с помощью микрофона. Вообще говоря, он предназначался для регистрации шума, создаваемого устройствами самого зонда, поскольку эти шумы могли помешать регистрации микросейсмов – очень слабых колебаний грунта, которые записывал сейсмограф. Выяснилось, что кроме ожидавшихся звуков, микрофон слышал также шум ветра, обтекавшего его арматуру. В пересчете на условия Венеры скорость ветра составила всего 0,37 м/с. Этого хватало на перемещение лишь мелких частиц.
В левой части первой панорамы рис. сквозь разлом в темной поверхности видна более светлая плита нижнего слоя. Было высказано предположение, что грунт здесь представляет собой затвердевшие слои горизонтально растекавшейся во время вулканических извержений лавы. Однако по горизонтальной поверхности лава далеко не растечется, и ее поверхность при этом получается неровной. Но в дальнейшем сходный вулканический пейзаж на Земле все же удалось найти. Тем не менее группа геологов выступает с другой гипотезой, состоящей в том, что этот рельеф возник в процессах накопления осадков (седиментации), когда осаждение последовательных слоев происходило через большие интервалы времени. Предполагается, что пыль выбрасывалась в атмосферу вулканами, а затем медленно осаждалась на поверхность, где слеживалась и спекалась. «Венера-14» стоит на совершенно плоской равнине, в то время как «Венера-9 и -13» опустились в холмистой местности. По сравнению с температурой и давлением, зарегистрированными «Венерой-13» (738 К и 89,5 бар), более высокие значения (743 К и 93,5 бар), переданные «Венерой-14», указывают, что место ее посадки находится на 0,7 км. ниже.
Так выглядят небольшие участки поверхности, которую Венера долго скрывала от нас. Но кроме панорам мест посадки зондов «Венера», планетологи имеют и весьма детальные глобальные карты, полученные с помощью радиолокаторов, находящихся как на Земле, так и на борту космических аппаратов.
Радиолокационные карты и география Венеры
Планетную радиолокацию можно отнести к главным достижениям техники конца XX в. В начале 1970-х появилась первая радиокарта Венеры. Она давала распределение коэффициента радиоотражения, который, в принципе, прямо не связан с оптически темными и светлыми районами поверхности. Наземные радиолокационные исследования Венеры наиболее удобно проводить вблизи ее нижнего соединения, когда планета наиболее близка к Земле. В верхнем соединении планета слишком далека от нас. Поэтому первая наземная радиолокационная карта могла охватить только одно полушарие планеты (точнее, 30% всей ее территории).
Первые топографические карты были невыразительными, так как Венера оказалась равнинной планетой. Подробности появились вместе с новым мощным инструментом космических исследований – радиолокатором бокового обзора. Такие локаторы были установлены на советских аппаратах «Венера-15 и -16», выведенных в 1983 г. на полярные эллиптические орбиты с перицентром вблизи северного полюса планеты. За каждый виток орбиты аппараты картировали полосу поверхности шириной 150 км. и длиной в четверть окружности планеты. В общей сложности было картировано 66% территории северного полушария Венеры, включая район полюса с разрешением до 1 км. Еще лучшее разрешение, до 120 м., было получено локацией с американского аппарата «Магеллан», который работал на орбите спутника Венеры с 1990 по 1994 г.
Если бы поверхность Венеры была покрыта водой до «нулевого» уровня, т.е. до 6051 км. по радиусу, то 92% ее поверхности скрылось бы под неглубоким океаном. Над воображаемой водной поверхностью выступали бы только три массива – в северной, восточной и западной частях планеты. Рельеф Венеры характеризуется равнинными районами, горами и низменностями. По аналогии с Землей горные районы Венеры можно называть материками. Их суммарная площадь невелика. К ним относятся три большие области: земля Иштар, где расположены плато Лакшми и высочайшие на Венере горы Максвелла (центр у 63°с.ш., 2,5°в.д.); крупнейший материк – земля Афродиты, простирающийся в южном полушарии почти до 10-й параллели; область Бета (центр 30°с ш., 283°в.д., на левом краю), склоны которой известны по снимкам «Венеры-9 и -10». Горные районы Венеры похожи на горные районы Земли, но занимают всего 8% поверхности планеты.
Несколько большую площадь имеют низменности: 27%. К ним относятся Аталанта (центр 63°с.ш., 163°в.д.), представляющая большую равнину диаметром 2500 км., углубленную почти на 2 км. относительно среднего уровня, а также некоторые другие районы. Остальная поверхность находится на промежуточных высотах и представляет собой волнистые равнины, вероятно, вроде тех, что представлены на снимках «Венеры-13». В северо-восточной части земли Афродиты имеются многочисленные горные цепи высотой 1,5—2 км., разделенные интервалами около 1000 км.
Большая часть коры Венеры очень древняя; в пользу этого говорит сравнение кривых распределения метеоритных кратеров по размерам для Земли и Венеры. Возможно, кора Венеры более стабильна, тогда как Земля потеряла значительную часть древней коры в процессе ее переработки. По своей геологической истории Венера и Земля различаются. Тектоническая деятельность Венеры, по-видимому, менее активна, но локальные ее проявления очень заметны, например, земля Иштар, о которой речь пойдет ниже.
Земля и Венера – единственные планеты, носящие женские имена. Когда пришла пора называть детали на карте Венеры, было решено, что всем им (за одним исключением) будут присваиваться только женские имена из языков всех народов мира, принадлежащие историческим, мифологическим и литературным героиням.
Рис. Фото горы Маат высотой 8 км.
Если считать Альфу и Бету также женскими именами, то единственным исключением стало название «горы Максвелла», о которых речь пойдет впереди. Уточнение структуры области Альфа позволило привязать нулевой меридиан к небольшому, но заметному кратеру. Для начала координат среди женских имен было остроумно выбрано имя Ева.
Структура Альфы (25°ю.ш., 0°в.д., светлая область) – это волнистое плато размером около 1300 км. с небольшим понижением в центре. Альфа относится к древней части коры Венеры. Рельеф этой области образован многократным и длительным процессом сжатия, создавшим сложно ориентированную складчатость поверхности. Альфа возвышается до 2,5 км. над окружающей местностью (с юга это равнина Лавинии). Плато имеет сильно раздробленную поверхность. За время существования Альфы, достигающее 1 млрд. лет, процессы сжатия образовали систему пересекающихся долин и гряд. Такой рельеф получил название «тессера». На рис. крупным планом показан участок Альфы размером. Такие же тессеры встречаются и в других районах планеты.
Рис. Область Альфа с кратером Ева.
Рис. Чуть ниже центра область Альфа с кратером Ева (долгота центрального меридиана 0°). Высоко на севере располагаются плато Лакшми и горы Максвелла (светлое пятно).
Наибольший из «континентов», или «материков» – Земля Афродиты, расположенная в экваториальной области, имеет протяженность около 18 тыс. км. и охватывает долготы 60—220°. В широтном направлении она простирается от 10°с.ш. до 45°ю.ш. (более 5000 км.), а ее восточная оконечность Атла тянется до 30°с.ш. Площадь континента по уровню 6052,2 км. составляет 41 млн. км2., что близко к площади Африки. (В сумме континенты Венеры занимают лишь 5—7% территории, в зависимости от того, по какому превышению над средним уровнем считать). Здесь расположено большое число ярких в радиолучах кольцевых образований. Их глубина невелика, всего сотни метров.
Рис. Светлая полоса, пересекающая полушарие вдоль экватора, это крупнейшая возвышенность на Венере – Земли Афродиты (долгота центрального меридиана 180°).
На южной окраине Земли Афродиты находится необычное образование – каньон Артемиды (разомкнутое кольцо в юго-западной части). Это что-то вроде огромного кратера-фантома сравнительно правильной формы и диаметром около 2600 км., с сильно разрушенным двойным валом и ярким в радиолучах пятном в центре (34°ю.ш., 135°в.д.). Рифтовая система каньона Артемиды напоминает сильно разрушенный срединноокеанический хребет на Земле.
Рис. Каньон Артемиды.
Типичные равнины Венеры – обширные Равнины Седны и Гиневры. По многим признакам центральную и южную части равнины Седны можно отнести к вулканическим образованиям. Вероятно, она похожа на базальтовые равнины Марса и Луны. Равнину Седны составляют холмистые районы. Равнины Венеры можно лишь условно считать плоскими. На них встречается большое разнообразие рельефа. Гряды, вытянутые с северо-запада на юго-восток и разделенные интервалами примерно в 1 км., представляют рельеф в районе 30°с.ш., 333°в.д.
Рис. Равнина Гиневры.
Во многих районах Венеры встречаются кратеры несомненно метеоритного происхождения. Так, в 2000 км. к западу от Альфы, на равнине Лавинии расположена группа из трех больших ударных кратеров диаметрами от 37 до 63 км. По-видимому, они имеют общее происхождение и порождены большим метеоритным телом, распавшимся в атмосфере на три части. Высокая раздробленность материала валов кратеров увеличивает эффективность отражения радиоволн, поэтому валы кажутся светлыми. И наоборот, темный фон указывает на относительно гладкую поверхность окружающей равнины.
На Венере обнаружено 850 метеоритных кратеров диаметрами от 1,5 до 280 км.; они сравнительно равномерно распределены по поверхности. Плотная атмосфера рассеивает импульс, которым обладает метеоритное тело. Поэтому основное число метеоритных кратеров должно было образоваться в очень отдаленную эпоху, когда масса атмосферы была значительно меньше. Впрочем, крупные метеоритные тела с массой более 108 кг. могут пробить атмосферу Венеры даже теперь. Но таких тел мало. По результатам, полученным с «Магеллана», было установлено, что метеоритные кратеры Венеры похожи на молодые ударные кратеры Земли, но гораздо старше их; они отражают события последних 500 млн. лет. Многие удары сопровождались обильными лавовыми излияниями; таков кратер Изабелла.
Рис. Кратер Изабелла.
Следы намного более ранних событий на поверхности планеты не сохранились. Во всяком случае похоже, что полмиллиарда лет назад усиление вулканизма на Венере значительно обновило ее поверхность. Ныне вулканы планеты изливают около 0,5 км3 лавы в год, что близко к показателям Земли.
Вулканизм Венеры – важный фактор ее жизни. Вулканы там обычно небольшие, около 20 км. в диаметре, хотя имеются и более крупные: у 150 вулканических объектов диаметры превышают 100 км., а общее число вулканов – более 1600. Формы многих из них необычны. Среди них есть «короны» (концентрические валы), «арахноиды» (радиальные структуры с концентрическими валами), извилистые лавовые каналы, достигающие в длину 1000 км., и другие. Все данные указывают на присутствие огромных резервуаров лавы под поверхностью планеты. Вулканизм Венеры относится к восходящим мантийным потокам и системе «горячих пятен». У Венеры вулканизм распределен практически глобально, тогда как на Земле он концентрируется вдоль границ плит. Несколько повышена плотность вулканов в районах, охватывающих около 20% территории вдоль экватора Венеры.
Внимание исследователей привлекли необычные, совершенно круглые образования, с плоской, а иногда проваленной верхушкой и очень крутыми склонами. Семь таких «тарелок» диаметрами, в среднем, около 25 км. вытянуты в линию, вероятно, вдоль глубокой трещины, сквозь которую поднималась магма. Они расположены у восточного края Альфы, который виден на том же рисунке, и напоминают толстые блины с крутыми краями. Предполагается, что они образовались при излияниях очень вязкой лавы, которая медленно растекалась и застывала.
Вулканы Земли во время извержений часто выбрасывают огромные тучи пыли, которая покрывает толстым слоем окрестные районы. Заметить вулканическую пыль в атмосфере Венеры не удалось: ее подоблачная часть всегда была чистой. Но следы пыли на поверхности («хвосты» за некоторыми кратерами) все же удалось найти, причем не только от вулканов.
С севера к равнине Седны примыкает второй по величине материк Венеры – земля Иштар. Ее площадь около 8,5 млн. км2 (примерно площадь Австралии). В широтном направлении Земля Иштар тянется на 2500 км., в долготном – почти на 8000 км. Это своеобразный геоморфологический заповедник, объединяющий совершенно несходные элементы рельефа: обширное высокогорное плато Лакшми вулканического происхождения, горы Максвелла, примыкающие к нему с востока, и расположенный на восточной оконечности материка район особого рельефа. Плато Лакшми лежит на высоте 3—4 км (2—3 км над окружающим районом). Оно вдвое больше земного Тибета. На его поверхности можно видеть несколько крупных вулканических кальдер. Наиболее крупные – Сакаджавейя (64,5°с.ш., 336°в.д.) и Коллет (66°с.ш., 323°в.д.) размерами около 100 и 160 км. По ряду признаков они близки к щитовым вулканам. Рельеф горных районов Земли Иштар чрезвычайно сложен. Общего мнения о тектонических процессах образования Земли Иштар пока нет.
Рис. Земля Иштар плато Лакшми и горы Максвелла.
Другая достопримечательность этой области – горы Максвелла, примыкающие к плато Лакшми с востока. Ставшее исключением для топонимики Венеры мужское имя Джеймса Клерка Максвелла (1831—1879), теоретически открывшего радиоволны, было присвоено высочайшим горам планеты, чтобы подчеркнуть роль радиолокации в исследованиях Венеры. Горы Максвелла находятся в центральной части земли Иштар. На западе можно видеть выступающий язык плато Лакшми. Центральная часть горного массива находится на уровне 7 км. над плато, причем крутизна склона с западной стороны очень велика; даже усредненная по радиоизмерениям она достигает 18°. Во многих отношениях горы Максвелла напоминают горы Акны и Фрейи, обрамляющие плато Лакшми с севера и запада, – такая же складчатость рельефа с типичной шириной складок 10—20 км. Высочайшая часть гор Максвелла находится в 50 км. от их подножья со стороны плато. Вершина массива (63°с.ш., 2,5°в.д.) достигает уровня 11 км. над средней поверхностью (радиус 6051,6 км). На 5 км. ниже вершины расположен необычный кратер – патера Клеопатры (66°с.ш., 10°в.д.) с диаметром внешнего вала 100 км. Внутри большого кратера находится еще один с внутренним диаметром 50 км и глубиной 1 км относительно дна внешнего. Общая их глубина 2,5 км.
Рис. Радарный снимок «Магеллана». Горы Максвелла – светлая область. Слева внизу – плато Лакшми, справа – тессера Фортуны. Тёмный кратер правее и выше центра – Клеопатра. Чёрные полоски – незаснятые места.
Происхождение этого кратера вызывает споры. Если он метеоритный, то как удалось очень большому метеориту угодить почти точно в высочайшую вершину? Если же это вулканическая кальдера, то почему она находится в стороне от вершины? Против вулканической гипотезы говорит отсутствие радиальных лавовых потоков, но оказалось, что такой же вид имеет вулкан Пакка в Кении (Африка). Все же большинство планетологов считает, что Патера Клеопатры – это ударный кратер гигантских размеров. На его северо-восточном склоне виден прорыв вала, через который лава вытекала и заливала всю восточную часть района. Излияние лавы могло быть следствием вскрытия ее резервуаров при ударе метеоритного тела. Возможно также, что при ударе расплавились горные породы, что вызвало извержение.
По-видимому, тектоническая активность Земли Иштар относится к прошлому. Возраст плато Лакшми и прилегающих районов оценен в 0,5—1 млрд. лет. Это подтверждает, что метеоритные кратеры на Венере сохраняются до 500 млн. лет, в то время как на Земле они разрушаются за несколько миллионов лет.
В 4000 км. к юго-западу от Земли Иштар находится область Бета. Этот массив состоит из двух сходных по размерам частей: горы Реи и горы Тейи. Вид восточного склона Беты известен: там опустились «Венера-9 и -10». С большой вероятностью можно считать Бету огромным щитовым вулканом. На светлом фоне горы Тейи выделяется черное пятно, похожее на вулканическую кальдеру на вершине горы. Отходящие в стороны лучи – это, вероятно, следы лавовых потоков. Массив Бета достигает в высоту 4—5 км. над средним уровнем планеты. Исходя из видимых разрушений, специалисты считают гору Реи старым образованием, а гору Тейи – более молодым. Проявления современного вулканизма возможны именно в районе Беты.
Рис. Область Бета.
Таким образом, радиолокационная техника позволила осуществить то, о чем так долго мечтали астрономы: увидеть поверхность Венеры.
Парадокс устойчивости рельефа
Существование на поверхности Венеры высоких гор еще недавно казалось сомнительным. В самом деле, материал, из которого сложена кора Венеры, по составу близок к базальту.
Об этом говорят все измерения. На Земле высокие горы плавают на более плотной мантии за счет «поплавков» – корней из материала относительно малой плотности, например толстого слоя базальта. Однако температура поверхности Венеры (460°С) такая же, как на глубине около 15 км. в земной коре. Если градиент температуры там такой же, как на Земле, то на уровне нижней части корней горных массивов базальт должен быть размягченным. Следовательно, высокие горы Венеры за непродолжительное время, казалось бы, должны «утонуть» в литосфере планеты. Но они не тонут. Объяснить это можно было бы тем, что литосфера имеет более толстый свод, и уровень размягчения коры сдвинут вниз. Но для этого требуется уменьшить градиент температуры в коре, а значит – сократить поток тепла, поступающего снизу.
Известно, что часть теплового потока создается за счет распада радиоактивных элементов, рассеянных в литосфере и, частично, в мантии, главным образом – урана, тория и калия-40. Измерения с зондов «Венера» показали, что эти элементы действительно содержатся в коре Венеры и должны создавать соответствующий градиент температуры.
Другая, значительная часть тепла, выходящего сегодня сквозь кору Земли, родилась на ранней стадии ее истории. Если высокие горы Венеры действительно указывают на малый температурный градиент в ее недрах, то это означает, что начальный запас тепла у нее был меньше, чем у Земли, либо она каким-то образом растеряла запасы своего тепла еще на ранней стадии эволюции.
Анализ рельефа Венеры указывает на большие различия геологических историй ее и Земли. Тектонические явления на Венере не носят глобального характера. Во многих местах сохранилась древняя кора. Не исключено, что поступление в атмосферу малых газообразных составляющих происходит за счет вулканической активности. Литосфера Венеры, несмотря на высокую температуру поверхности, удерживает от погружения в мантию огромные горные массивы. Несмотря на весьма плотную атмосферу во множестве сохранились ударные метеоритные кратеры.
Кроме геологических различий, есть, по-видимому, различия в составе. Если бы химический состав обеих планет совпадал полностью, средняя плотность Венеры была бы 5,34, а не 5,24 г/см3. Что же касается плотности поверхности (2,0—2,9 г/см3), то она близка к плотности поверхностных пород Земли.
«Электрический дракон» Венеры
До 1980-х годов отсутствовали сведения о грозах на других планетах, хотя предположения высказывались. По мере углубления знаний о составе атмосферы Венеры возник вопрос о том, откуда берутся некоторые ее малые составляющие. Была высказана догадка, что их происхождение связано с электрическими разрядами в атмосфере – молниями, под действием которых, например, в земной тропосфере образуются озон, окислы азота и даже циан. Некоторые астрономы сообщали о том, что иногда ночная сторона Венеры слегка светится. Но если это свечение было вызвано молниями, то на Венере они должны были вспыхивать в тысячи раз чаще, чем на Земле.
Специальные радиоприемники «Венеры-11 и -12» в декабре 1978 г. не только обнаружили многочисленные электрические разряды в атмосфере Венеры, но и установили некоторые их особенности. Судя по большому числу принимавшихся радиоимпульсов, венерианские молнии действительно многочисленнее земных. Зонд «Пионер-Венера» также принял низкочастотное радиоизлучение, отождествленное с электромагнитными импульсами молний. Была рассчитана яркость ночных облаков за счет их подсветки изнутри молниями: она оказалась немалой. Наконец, в 1995 г. появилось сообщение, что вспышки молний действительно удалось наблюдать при помощи наземных телескопов.
Но с грозами на Венере еще не все ясно. Анализ показывает, что в облаках планеты слишком мала масса материала, чтобы накопился большой заряд и возникла молния. Далее, высотная зависимость напряженности низкочастотного поля, полученная на зондах «Венера-11, -12, -13 и -14», показала: источник импульсов, возможно, находился на небольших высотах, а не в облаках. Далее поступили сообщения о странных явлениях, происходивших с четырьмя американскими зондами «Пионер-Венера» глубоко под нижней границей облаков. У всех зондов на высоте около 12,5 км. были повреждены датчики температуры и другие устройства. Лабораторные исследования приборов-двойников показали, что наиболее вероятной причиной повреждения мог быть внешний электрический разряд. Если учесть, что зонды опускались в совершенно разных районах планеты, напрашивается вывод, что электрически активная зона в атмосфере расположена низко и имеет глобальную протяженность. Еще раньше отмечались особенности радиосигналов с «Венер», словно они проходили сквозь слой плотной плазмы. Но существование плазмы на этих высотах необъяснимо с точки зрения теории. Природа электрической активности на этих высотах остается непонятной.
Если учесть, что низкочастотные радиоволны в атмосфере Венеры распространяются не на очень большие расстояния, то район, в котором принят импульс, можно грубо считать местом его возникновения. Оказалось, что импульсы действительно концентрируются в нескольких районах планеты, в том числе у горных массивов Бета и Феба, которые относятся к вулканическим, и в восточной части Земли Афродиты. В 1990 г. аппарат «Галилей» на сложном пути к Юпитеру сблизился с Венерой. Его приборы тут же зарегистрировали знакомые электромагнитные всплески, идущие от планеты. И в этом эксперименте был сделан прежний вывод: импульсы рождаются в мощных электрических разрядах на планете. К сожалению, эксперимент не позволял определить, откуда приходят импульсы, хотя область Феба была в пределах видимости.
Именно близ Фебы в 1978 и 1982 гг. опустились аппараты «Венера-11, -12, -13 и -14». Возможно, «Венера-11» попала в одну из самых активных областей. Позже установили, что районы регистрации электромагнитных импульсов обычно соседствуют с областями гравитационных аномалий. На Земле такие аномалии сопутствуют молодому вулканизму, причем при извержениях вулканов часто наблюдаются электрические разряды. Поэтому не исключено, что молнии на Венере связаны не с облаками, а с вулканическими извержениями, которые еще предстоит обнаружить.
Недра Венеры. Отсутствие магнитного поля
Если тепловыделение от распада радиоактивных элементов в коре Земли и Венеры одинаково, то средний тепловой поток через поверхность планеты должен быть около 0,05 Вт/м2. Благодаря конвекции в мантии Земли, тепловой поток выносится на ее поверхность главным образом через «горячие точки» – срединноокеанические рифты и, в меньшей степени, вулканы. Но на Венере, где рифты немногочисленны, основной вынос тепла может происходить лишь при извержении вулканов. Просачивание тепла сквозь кристаллическую кору благодаря молекулярной теплопроводности для Венеры должно играть второстепенную роль, так как при большом тепловом потоке существование высоких гор на планете было бы невозможным. Постоянно извергающиеся вулканы могли бы дать выход теплу и сохранить от плавления корни горных массивов.
Впрочем, противники вулканизма Венеры обращают внимание, что гравитационные аномалии там значительно сильнее, чем для массивов того же масштаба на Земле, что указывает на какие-то необычные процессы в литосфере Венеры. Возможно, в горячих точках лава выдавливается на поверхность из мантии и динамически поддерживает вулканические массивы вроде Максвелла или Беты.
Следует упомянуть еще один аспект вулканизма Венеры. С космических аппаратов наблюдалось внезапное резкое обогащение верхней части облачного слоя дымкой – мельчайшими аэрозольными каплями. Имеются сообщения, что подобное иногда наблюдалось и на Земле. Для образования избытка аэрозоля что-то должно было резко увеличить концентрацию сернистого газа. Было высказано предположение, что причиной служит гигантское вулканическое извержение. Но количество сернистого газа в атмосфере не может существенно измениться в результате одного извержения; для этого нужны миллионы лет. Механизм проще. Сернистого газа много в подоблачной атмосфере. В момент мощного извержения (как извержение Тамборы в 1815 г.) выбрасывается огромное количество тепла, которое разогревает приземные слои атмосферы и образует настолько мощную конвекцию, что восходящие потоки воздуха выносят достаточное количество сернистого газа в надоблачную атмосферу. Там он перерабатывается в серную кислоту и образует избыток аэрозоля. Подтверждается такое объяснение не только внезапностью обогащения, но и постепенным, в течение нескольких лет, уменьшением концентрации аэрозоля.
О строении недр Венеры пока мало данных. Ее безразмерный момент инерции, по-видимому, лишь чуть больше, чем у Земли. Пока он точно не найден; обычно принимают значение 0,333. Ядро планеты несколько меньше, чем у Земли. На него приходится около 12% массы (у Земли 16%). В целом недра Венеры должны быть похожи на земные недра, хотя литосфера может быть более толстой.
С внутренним строением Венеры и особенностями ее вращения связана проблема отсутствия у нее магнитного поля, что выделяет ее из планет земной группы. У Венеры и Земли близки размеры, средняя плотность и, вероятно, строение недр. Одна из современных теорий генерации магнитного поля у небесных тел (теория динамо) указывает, что напряженность магнитного поля планеты зависит от скорости ее вращения и прецессии полярной оси. Из этой теории следует, что дипольное поле Венеры должно быть слабым. Но измерения указывают на напряженность, еще по крайней мере в 10 раз более низкую, чем предсказывает теория. Похоже, что общего дипольного поля у Венеры вообще нет.
Те слабые хаотические магнитные поля напряженностью 15—20 нТл., которые замечены в ионосфере Венеры, индуцируются в ней вмороженным в солнечный ветер межпланетным магнитным полем, напряженность которого поблизости от планеты около 10 нТл. (10—4 Гс).
Литература
Атлас поверхности Венеры. М.: Изд-во ГУГК при СМ СССР, 1989.
Бурба Г.А. Номенклатура деталей рельефа Венеры. М.: Наука, 1988.
Ксанфомалити Л.В. Планета Венера. М.: Наука, 1985.
Лазарев Е.Н., Родионова Ж.Ф. Гипсометрическая карта Венеры. М.: ГАИШ МГУ, 2008.
Gazetteer of Planetary Nomenclature (Название, их происхождение, положение на карте и изображение деталей поверхности планет и спутников) http://planetarynames.wr.usgs.gov
Глава VI
МАРС
Характеристики Марса
Большая полуось орбиты 1,524 а.е.=228 млн. км.
Сидерический период обращения («год») 687,0 сут.=1,88 лет.
Синодический период (средний) 780 сут.=2,14 лет.
Сидерический период вращения («звездные сутки») 1,026 сут.=24ч. 37мин. 23с.
Средние солнечные сутки (1 Sol) 1,028 сут.= 24ч. 39мин. 36с.
Наклонение орбиты к эклиптике 1,9°.
Эксцентриситет орбиты 0,093.
Средняя орбитальная скорость 24 км/с.
Наклон экватора к орбите 25,2°.
Масса 6,42×1023кг.=0,107 М⊕.
Средняя плотность 3,94 г/см3.
Экваториальный радиус 3397км.=0,533 R⊕.
Полярный радиус 3376км.=0,530 R⊕.
Сжатие, (Re—Rp)/Re 1/163.
Ускорение свободного падения 3,71 м/с2.
Скорость ускользания (2-я космич.) 5,03 км/с.
Безразмерный момент инерции (в единицах MR2) 0,366
Сферическое альбедо (по Бонду) 0,16.
Поток солнечного излучения у поверхности 589 Вт/м2.
Полное поглощаемое излучение 1,8×1010 МВт.
Эффективная температура 210 К.
Температура у поверхности 150—260 К.
Давление у поверхности 6,1×10—3 бар.
Состав атмосферы (% объема) С02 (95,3), N2 (2,7), Аr (1,6).
Количество спутников 2.
В раннюю эпоху физические условия на Марсе были благоприятными для возникновения и развития простейших форм жизни. Одна из главных задач будущих исследований – установить, существовала ли когда-либо жизнь на Марсе, и если нет, то почему.
Второе открытие Марса
Марс с давних времен привлекает пристальное внимание ученых и любителей астрономии. Во время великого противостояния Марса в 1877 г. итальянский астроном Джованни Скиапарелли (1835—1910) составил подробную карту планеты, на которой изобразил множество тонких темных линий, соединяющих марсианские «моря». Во время следующих противостояний Скиапарелли наносил на карту все новые линии. Он не был первым, кто их заметил, но именно его наблюдения стали очень популярными и закрепили за линиями название canali. Скиапарелли не утверждал, что «каналы» имеют искусственное происхождение и вообще содержат воду. Ведь именно Скиапарелли доказал, что марсианские моря лишены воды. Итальянское слово canali следовало переводить как «проливы» и понимать исключительно как дань астрономической традиции: если «моря» чем-то соединены, то это «проливы». Но талантливый и очень энергичный американский астроном Персиваль Ловелл (1855—1916) воспринял этот термин буквально и поверил в искусственность марсианских каналов.