Space Exploration Technologies

Криолитосфера Марса и ее строение - Структура верхних горизонтов криолитосферы

Свежий метеоритный кратер Арандес (диаметр 28 км) с ярко выраженными потоковидными выбросами. Фото «Викинга-1»

Структура верхних горизонтов криолитосферы. Детальные снимки поверхности Марса (с разрешением деталей рельефа до нескольких десятков метров) показали, что для многих свежих метеоритных кратеров характерна специфическая морфология зоны выбросов грунта из них. Как правило, зона выбросов представляет собой систему радиально ориентированных потоков грунта с лопастевидными краями (рисунок слева). Марсианские выбросы из кратеров имеют поразительное сходство с грязевыми потоками на Земле, а ширина зоны выбросов в несколько раз протяженнее, чем у лунных и меркурианских кратеров, образованных в безводных средах, Происхождение таких флюидизированных кратерных выбросов на Марсе связывается с экскавацией льдосо держащих пород в момент метеоритного удара, когда материал выбросов после баллистического переноса и падения продолжал какое-то время двигаться по поверхности как текучая субстанция типа грязевых потоков. Такие кратеры - своеобразные "буровые скважины". Положение кровли этих пород определяется глубиной выброса материала из кратера (глубиной экскавации), которая связана функциональной зависимостью с диаметром кратера. Физика высокоскоростного удара дает глубину экскавации простого кратера примерно 0,08 от его диаметра, а сложного кратера - 0,1-0,13.

Такой кратерный метод определения глубин кровли льдосодержащих пород был разработан Р. Кузьминым и с успехом был применен для картографирования структурных неоднородностей криолитосферы. Марса. При изучении многих тысяч метеоритных кратеров (диаметром от 1 до 60 км) по всей поверхности Марса была обнаружена интересная закономерность. Оказалось, что в зависимости от географической широты местности минимальные размеры кратеров с потоковидными выбросами заметно различаются. Так, их диаметр в экваториальных районах составляет 5 - 8 км, в средних и высоких широтах 1- 3 км. А это уже доказательство того, что глубина положения кровли пород, содержащих лед, в направлении от экватора к высоким широтам постепенно уменьшается.

Статистическая обработка позволила обнаружить довольно сложную картину структуры верхних горизонтов криолитосферы (рисунок снизу). Выяснилось, что области наибольшего иссушения тяготеют к экваториальной зоне, для которой характерен наибольший дефицит влажности. Граница раздела между морозными и мерзлыми-породами в экваториальной зоне находится на глубинах 300-400 м. На широте 30° глубина кровли уменьшается до 200 м, а на широте 50° - до 50-100 м.

Карта минимальных глубин (в метрах) кровли льдосодержащих пород на Марсе. Пунктирные линии - интерполяция.

Согласно теоретическим исследованиям иссушение марсианских пород на глубины, близкие к обнаруженным кратерным методам, могло происходить в течение периода времени, который соизмерим с геологической историей Марса. Это означает, что максимальные глубины кровли мерзлых пород на Марсе могли сформироваться за 3,6-4,5 млрд. лет. Если это действительно так, то приходится признать крайне устойчивое положение коры Марса относительно оси вращения планеты в течение всей геологической истории.