Горы Максвелла
Из Википедии, свободной энциклопедии
Го́ры Ма́ксвелла[3] (лат. Maxwell Montes) — самая высокая и обширная горная система Венеры. Возвышается на 10–11 км над средним уровнем поверхности планеты и на 6–7 км над своими окрестностями. Максимальная длина — 850–1000 км, ширина — 700 км[2][4]. На радарных снимках выглядит яркой областью. Названа в честь британского физика Джеймса Клерка Максвелла[5].
| Горы Максвелла | |
|---|---|
| лат. Maxwell Montes | |
 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 | |
| Характеристики | |
| Длина | 850—1000 км |
| Ширина | 700 км |
| Высшая точка | |
| Высшая точка | 10 000 — 11 000[1][2] м |
| Расположение | |
| 65°12′ с. ш. 3°18′ в. д.65,2° с. ш. 3,3° в. д. | |
| Небесное тело | Венера |
| Медиафайлы на Викискладе | |
Горы Максвелла на карте Венеры
Горы Максвелла расположены около центра[4] обширной возвышенности, известной как Земля Иштар. На востоке граничат с тессерой Фортуны, а на западе — с плато Лакшми. Вместе с горами Фрейи, Акны и Дану образуют горное окаймление этого плато. Центр гор Максвелла находится на 65°12′ с. ш. 3°18′ в. д.65,2° с. ш. 3,3° в. д.[5] На их северо-восточном склоне расположен один из самых больших ударных кратеров Венеры — Клеопатра.
Вершина гор Максвелла — самое холодное место на Венере: температура там на 80–90 °C ниже, чем на среднем уровне поверхности планеты, и составляет около 380 °C. Атмосферное давление там вдвое ниже, чем на среднем уровне поверхности (но в 44 раза выше, чем на поверхности Земли)[6][7][8][9]. Таким образом, это самое благоприятное место на поверхности Венеры для работы спускаемых аппаратов, но на 2024 год ни одной миссии в горы Максвелла не было и не планируется.
Горы Максвелла сформированы тектоническими процессами. Признаков вулканизма, разрушения под действием силы тяжести и эрозии в них очень мало[10][11][4].
Открытие, изучение и наименование
Суммиров вкратце
Перспектива
«Горы Максвелла» — единственное мужское название на современной карте Венеры. Оно (вместе с наименованиями областей Альфа и Бета) сохранилось, немного изменившись, со времён, когда ещё не было правила называть детали рельефа Венеры только в честь женщин[12][13].
Этот объект был открыт как яркое пятно на радарных снимках ещё на заре радиолокационных исследований Венеры. Его обнаружил в 1967 году (во время нижнего соединения планеты) Рэй Юргенс (англ. Ray Jurgens) в обсерватории Аресибо. По предложению Томаса Голда он назвал яркие области на своих снимках в честь исследователей электромагнетизма, которые сделали возможным создание радиолокации — основного метода исследования поверхности Венеры. Данная деталь получила название Maxwell в честь основателя электродинамики Джеймса Клерка Максвелла[14][15].
То, что Maxwell — это горный массив, выяснилось позже[15]. В 1978 году начал работу первый космический аппарат, выполнявший радиолокацию Венеры с орбиты, — «Пионер-Венера-1». Его данные показали, что Maxwell — самый высокий регион Венеры[16]. В следующем году Международный астрономический союз утвердил для него название Maxwell Montes[5] (горы Максвелла[3]).
В 1983—1984 году работали аппараты «Венера-15» и «Венера-16», заснявшие горы Максвелла с лучшим разрешением (1—2 км)[17][18]. Примерно такой же детальности удаётся добиться наземной радиолокацией[18][19]. Космический аппарат «Магеллан», исследовавший Венеру в 1990—1994 году, получил изображения гор с разрешением 120 м[4] — самые лучшие по состоянию на 2017 год.
Вид на радарных снимках
Суммиров вкратце
Перспектива
На радарных изображениях горы Максвелла выглядят очень яркой областью: коэффициент отражения радиоволн там более чем вдвое превышает средний по планете[16]. Высокая радиояркость характерна и для других возвышенностей Венеры. Это объясняют в первую очередь тем, что при низкой температуре и/или давлении на поверхности образуется тонкий слой веществ неизвестной природы с относительно хорошей проводимостью. Возможно, они (или реагенты, нужные для их образования) сублимируют с низменностей, где температура выше, и оседают на относительно холодных горах. Такими веществами могут быть, по разным предположениям, пирит, магнетит, гематит, перовскит, теллур или другие[20][21][22][23][6][24]. Удельную проводимость поверхности гор Максвелла оценивают в 13 См/м[25].
Кроме того, высокая яркость гор на радарных снимках частично объясняется неровностью их поверхности (чем больше склонов, тем больше среди них таких, которые отражают волны в сторону приёмника)[4][15][23].
Повышенная радиояркость в горах Максвелла начинается с высоты 5 км[19][10][18][26] (что примерно на километр выше, чем у гор низких широт)[25]. Выше 9 км[19] она опять падает[27]. Однако есть и участки с яркостью, необычной для их высоты. Самая крупная тёмная область в северо-западной части массива охватывает и высокие, и низкие места[28][10]. Возможно, радиояркое покрытие там не смогло образоваться из-за особенностей химического состава поверхности (например, нехватки железа)[29][30].
Общее описание
Суммиров вкратце
Перспектива
Как и остальные возвышенности, окружающие плато Лакшми, горы Максвелла — это множество параллельных хребтов длиной в десятки и сотни километров. Ширина промежутков между ними — 6–12 (иногда от 1 до 25) километров[8][31][10][32], а глубина — порядка сотен метров[4][33]. Хребты вытянуты параллельно краю плато, а обращённые к нему их склоны более крутые. Со стороны плато горный массив довольно резко обрывается, а с противоположной плавно переходит в тессеру — возвышенную область, пересечённую множеством разнонаправленных гряд и долин. В горах Максвелла хребты идут с северо-северо-запада на юго-юго-восток, а граница с плато Лакшми лежит на западе. Тессера, лежащая на востоке, получила название «тессера Фортуны»[2].
Длина этой возвышенности лишь ненамного больше ширины. Это делает её горным массивом[8], хотя её называют и горным хребтом[2][18][34][32]. Формой этот массив напоминает свиную отбивную на косточке[35][36][37][38]: от округлой основной части отходит небольшой треугольный выступ, вытянутый вдоль края плато Лакшми на северо-запад — в сторону гор Фрейи. Он отделён от основного массива длинной изогнутой впадиной, относительно радиотёмной на многих участках. В северо-западной части гор Максвелла ярко выражены признаки растяжения поверхности (в частности, есть множество разнонаправленных грабенов). В остальном она похожа на основную часть[2].
На север от стыка двух частей массива отходит ряд низких хребтов, переходящий в гряды Семуни (лат. Semuni Dorsa)[10], которые тянутся на 500 км[39] вдоль границы тессеры Фортуны и равнины Снегурочки. На юго-западном краю гор Максвелла начинается гряда Ауски (Auska Dorsum) — хребет длиной около 400 км[40], уходящий на равнину Седны.
Склоны
Суммиров вкратце
Перспектива
На границе с плато Лакшми — на западе — крутизна склона гор Максвелла максимальна (кое-где на протяжении десятков километров выдерживается уклон в 30°[2]). Это самый крутой из крупных склонов на планете[18]. В некоторых местах (64°48′ с. ш. 0°06′ в. д.64,8° с. ш. 0,1° в. д. и 63°06′ с. ш. 1°30′ в. д.63,1° с. ш. 1,5° в. д.) на 10-километровом отрезке высота растёт на 7 км[41]. Плато Лакшми перед подножием гор Максвелла загибается вниз, образуя вытянутую впадину наподобие земных океанических желобов глубиной около километра и шириной около 50 км[44][31][10].
С других сторон массива его склоны более пологие, а границы более размытые: на севере, юге[2] и востоке[4] уклон составляет всего 2°. На южной границе, несмотря на отсутствие резкого перепада высот, местность резко становится более ровной[2] (возможно, из-за недавнего разлива лавы)[10]. На востоке нет резкого перепада ни высоты, ни ровности: горы Максвелла плавно переходят в тессеру Фортуны. Ширина переходной зоны между ними — около 200 км. Это самая низкая часть гор: она лежит на высоте около 5,5 км[2].
Северо-западный и южный склон этого горного массива пересекает множество грабенов. И там и там некоторые из них идут параллельно хребтам (вниз по склону), а некоторые — примерно перпендикулярно им. Судя по их пересечениям, вторые в своём большинстве образовались позже первых. В южной части гор Максвелла преобладают первые, а в северо-западной количество тех и других сравнимо. Средняя ширина грабенов составляет несколько километров, а длина — несколько десятков км[2].
Вершина
Суммиров вкратце
Перспектива
Центральная часть гор Максвелла довольно плоская. Это овальная область размером 400 км с севера на юг и 200 км с востока на запад, где диапазон высот не превышает 1,5 км[17][16]. Высочайшая точка гор Максвелла (и всей Венеры) находится на высоте 10—11 км[1][2][6] над средним уровнем поверхности планеты и 6—7 км[44][36] над соседним плато Лакшми. Вторая по высоте возвышенность Венеры — гора Маат — уступает горам Максвелла более чем на километр[10], а второй по высоте горный хребет — горы Фрейи — на 4 км[2].
Какая из вершин гор Максвелла самая высокая, точно не известно[45]. Выяснение этого затруднено малой разницей их высот и плохой надёжностью радарной альтиметрии для горных областей. По данным первого космического аппарата, выполнявшего радиолокацию Венеры, — «Пионер-Венера-1» — высочайшая точка лежит на 63°48′ с. ш. 2°12′ в. д.63,8° с. ш. 2,2° в. д. и имеет высоту 10,3 км над средним уровнем поверхности планеты[35][17][16][26] (лежащим в 6051,84 км от её центра[46]). По данным аппаратов, отснявших Венеру детальнее, — «Венера-15» и «Венера-16» — рекордную высоту (10,7 км) имеет вершина, расположенная примерно на 200 км севернее (65°54′ с. ш. 2°18′ в. д.65,9° с. ш. 2,3° в. д.)[17][16][26]. По данным «Магеллана», наивысшая точка лежит в 100 км от каждой из первых двух — на западном краю горного массива (рядом с крупным вдающимся в него выступом плато Лакшми, 64°48′ с. ш. 0°42′ в. д.64,8° с. ш. 0,7° в. д.)[42][41][43][19]. На некоторых картах, составленных по данным этого спутника, высочайшая точка лежит немного южнее определённой первым аппаратом — на 63°00′ с. ш. 2°30′ в. д.63,0° с. ш. 2,5° в. д.[9] (за 50 км от западного края гор), а её высота определяется в 10,3[1] или 10,8 км[9][26]. По ещё одной интерпретации данных «Магеллана», вершина массива находится в его центре (около 65°00′ с. ш. 3°00′ в. д.65,0° с. ш. 3° в. д.)[47].
Одна из высочайших вершин гор Максвелла (находящаяся по координатам 64°00′ с. ш. 4°00′ в. д.64,0° с. ш. 4,0° в. д.) имеет собственное имя — «гора Скади» (лат. Skadi Mons), данное в честь скандинавской богини, в частности, гор[48].
Ударные кратеры
Суммиров вкратце
Перспектива
В горах Максвелла расположено два кратера — самые высокие на Венере.
На северо-восточном склоне горного массива находится один из самых больших ударных кратеров планеты — Клеопатра. Это окружённое кольцом выбросов углубление диаметром около 100 км, внутри которого лежит вдвое меньшая впадина. Из неё выходит канал шириной несколько километров, по которому на тессеру Фортуны когда-то вытекло около 3000 км3 лавы (или ударного расплава), залившей множество долин на расстояниях до 300 км от Клеопатры и покрывшей бо́льшую площадь, чем сам кратер[10][49][27]. Глубина Клеопатры — 2,5 км — более чем вдвое превышает обычную для венерианских кратеров её диаметра. Видимо, это связано именно с вытеканием из неё большого объёма лавы[49][50], чему поспособствовало её расположение на наклонной местности[51].
На юго-западе гор Максвелла (62°54′ с. ш. 2°36′ в. д.62,9° с. ш. 2,6° в. д.) находится 15-километровый кратер Hamuda. Это самый высокий кратер Венеры: его высота над средним уровнем поверхности планеты — 8,2 км, что на 1,4 км больше, чем у Клеопатры[52][53][54].
Происхождение
Суммиров вкратце
Перспектива
Как и другие хребты, окаймляющие плато Лакшми[10][18], горы Максвелла возникли в ходе тектонических процессов — движения, сжатия и сминания поверхности[4][2][10][34][15]. Проявлений вулканизма там очень мало: вероятно, он ограничивается потоками лавы, вытекшими из ударного кратера Клеопатра[10][31] (хотя возможно, что для их появления было достаточно самого удара[49][51]). Кроме того, некоторые исследователи интерпретируют 10-километровые тёмные пятна в окрестностях этого кратера как мелкие щитовые вулканы[4][33].
Признаков разрушения под действием силы тяжести в горах Максвелла тоже очень мало — ещё меньше, чем в соседних хребтах[10][11]. Это грабены на северо-западном и южном склоне[10][4] и, возможно, в окрестностях Клеопатры[4][33]. Практически не затронула горы и эрозия[4]. Но, по некоторым интерпретациям радарных снимков, несколько небольших впадин на западном склоне заполнены продуктами оползней, выветривания или извержений[55].
Возраст гор Максвелла неизвестен; он может измеряться десятками или сотнями миллионов лет[56][18], причём горообразование, вероятно, продолжается до сих пор[10]. По-видимому, эти горы младше плато Лакшми[33]. На это указывает то, что прилегающая к ним часть плато смята в складки и образует впадину, подобную желобам в земных зонах субдукции, а покрывающая плато лава нигде или почти нигде не заливает подножия гор. Среди горных хребтов Земли Иштар подобный жёлоб имеют ещё горы Фрейи, а покрытие подножий лавой — только горы Акны[10][11].
Предполагают, что в начале своей истории горы Максвелла напоминали горы Акны — хребет, окаймляющий другую сторону плато Лакшми[18]. Потом их ширина и высота сильно увеличились из-за сжатия коры, величину которого оценивают в 80 %[4]. Блок коры двигался в сторону плато (на запад-юго-запад) и сминался в складки, перпендикулярные движению. Позже там появились слабые признаки гравитационной релаксации — грабены, расположенные в основном на северо-западном и южном краю массива[4][33][10][18][31]. Кроме того, к самым молодым деталям рельефа этой местности относится кратер Клеопатра и, вероятно, лавовая равнина к югу от гор[10].
По другому мнению, неясно, раньше или позже плато Лакшми образовались горы; возможно, максимум горообразования произошёл раньше пика вулканической активности, покрывшей лавой плато. По некоторым интерпретациям стереоснимков «Магеллана», основная часть горного массива приподнята относительно северо-западной части по взбросу и сдвинута в направлении от плато. Предполагается, что это произошло несколько сотен миллионов лет назад, а равнины около гор сформировались позже[29][30][34]. Согласно некоторым оценкам, возраст гор Максвелла больше среднего возраста поверхности Венеры[20].
Породы Венеры очень горячие, что даёт основания предполагать их невысокую прочность. Это ставит вопрос о том, как там могут существовать такие высокие горы почти без признаков разрушения. Например, если бы они состояли из обычного (с примесью воды) земного базальта, они простояли бы в нынешнем виде не больше нескольких миллионов лет[57]. Следовательно, горы Максвелла состоят из очень жаропрочных пород, очень молодые или до сих пор поддерживаются каким-то активным процессом.
Возможно, горы спасает отсутствие воды в коре и мантии Венеры: если её там действительно достаточно мало, прочность пород может быть достаточной для поддержания гор такой высоты в течение сотен миллионов[56] или даже сотен миллиардов[58] лет. Кроме того, горы может до сих пор поддерживать какое-то движение вещества в недрах планеты[18][10], и к этой версии склоняется большинство исследователей[2]. Её подкрепляют, в частности, потоки лавы, вытекшие когда-то из ударного кратера Клеопатра. Судя по очень большому количеству этой лавы, породы гор ещё до удара астероида были близки к плавлению и, следовательно, непрочны. Тогда существование таких гор можно объяснить только наличием поднимающих их сил. Вероятно, сформировавшее их сжатие коры продолжается до сих пор[10]. С другой стороны, судя по хорошей сохранности упомянутого кратера, со времён его образования там не было масштабных тектонических процессов (хотя его возраст неизвестен и может быть небольшим)[56].
Исследование гравитационного поля в области гор Максвелла показывает, что бо́льшая часть их массы изостатически скомпенсирована[56]. Тем не менее там наблюдается крупная (хотя и не рекордная для планеты) гравитационная аномалия, что говорит о продолжающейся поддержке гор движениями вещества мантии[10]. Гравитационное ускорение там повышено на 0,268 Гал, а высота геоида над средним уровнем поверхности достигает 90 м[34][56]. Две другие венерианские возвышенности дают более сильные аномалии, несмотря на свой меньший размер. Это возвышенность в области Атлы (гора Маат с соседней горой Уззы) и в области Бета[59].
Примечания
Литература
Ссылки
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.