Зубчатая топография - Scalloped topography

Зубчатая топография распространено в средние широты Марса, между 45 ° и 60 ° северной и южной широты. Это особенно заметно в районе г. Утопия Планиция,[1][2] в северном полушарии и в районе Пенеус и Amphitrites Paterae[3][4] в южном полушарии. Такая топография состоит из неглубоких впадин без ободков с зубчатыми краями, обычно называемых «зубчатыми впадинами» или просто «гребешками». Зубчатые впадины могут быть изолированными или сгруппированными, а иногда кажется, что они сливаются. Типичная зубчатая впадина показывает пологий склон, обращенный к экватору, и более крутой уступ, обращенный к полюсу.[5] Эта топографическая асимметрия, вероятно, связана с различиями в инсоляция. Считается, что зубчатые впадины образуются в результате удаления подземного материала, возможно, порового льда, путем сублимация (прямой переход материала из твердой фазы в газовую без промежуточной жидкой стадии). Этот процесс может продолжаться и в настоящее время.[6] Эта топография может иметь большое значение для будущей колонизации Марса, поскольку она может указывать на отложения чистого льда.[7]

Исследование, опубликованное в Icarus, показало, что формы рельефа с зубчатым рельефом могут быть созданы за счет подземной потери водяного льда путем сублимации в текущих марсианских климатических условиях за периоды в десятки тысяч марсианских лет. Считается, что зубчатые впадины начинаются с небольшого триггера, такого как небольшой удар, локальное потемнение, эрозия или трещины от теплового сжатия. Трещины распространены в богатых льдом почвах на Земле. Их модель предсказывает, что эта зубчатая впадина будет развиваться, когда на земле будет большое количество чистого льда, глубиной до многих десятков метров. Таким образом, зубчатые элементы могут служить маркерами больших залежей чистого льда. Лед в зубчатом рельефе и вокруг него находится не только в поровых пространствах земли, это избыточный лед, вероятно, чистотой 99%, как было обнаружено Миссия Феникса.[8][9][10] Малоглубинный подземный радар (ШАРАД ), на борту Марсианский разведывательный орбитальный аппарат может обнаруживать богатые льдом слои только при толщине более 10–20 метров на больших площадях;[11] он обнаружил лед в районе зубчатого рельефа.[7] [12]

Детали формирования зубчатого рельефа еще прорабатываются. Одно исследование, опубликованное в 2016 году в Икар, предлагает пятиэтапный процесс.

  1. Крупные изменения наклона планеты меняют климат. Это изменение климата вызывает образование ледяной мантии.
  2. Различные условия заставляют мантию таять или испаряться.
  3. Талая вода движется по земле, по крайней мере, до глубины зубчатых впадин.
  4. При замерзании и таянии льда образуются массы льда (ледяные линзы).
  5. При другом изменении наклона климатические изменения и массы льда сублимируются, что приводит к образованию зубчатых впадин.[13]

В Utopia Planitia серия криволинейных гребней, параллельных уступу, вытравлена ​​на дне крупных зубчатых впадин, возможно, представляющих различные стадии эрозии уступа.[1] Недавно другие исследователи выдвинули идею, что гребни представляют собой вершины слоев.[14] Иногда поверхность вокруг зубчатого рельефа или зубчатого рельефа отображается "узорчатая земля ", характеризующийся регулярным рисунком многоугольных трещин. Эти узоры указывают на то, что поверхность подверглась напряжению, возможно, вызванному проседанием, высыханием или термическим сжатием.[15] Такие закономерности распространены в перигляциальный области на Земле. Зубчатые ландшафты в Утопии Планиция демонстрируют многоугольники разных размеров: небольшие (около 5–10 м в диаметре) на уступе и более крупные (30–50 м в поперечнике) на окружающих территориях. Эти различия в масштабе могут указывать на местные различия в сплоченности грунтового льда.[1]

Обнаружение подземного льда

22 ноября 2016 года НАСА сообщило об обнаружении большого количества подземный лед в регионе Утопия Планиция на Марсе. Обнаруженный объем воды был оценен как эквивалентный объему воды в Озеро Верхнее.[16][17][18]

Марс - Зубчатая местность в Утопии Планиция (22 ноября 2016 г.)
Марсианский ландшафт
Карта местности

Расчеты объема водяного льда в районе проводились на основе измерений георадарным прибором на Марсианский разведывательный орбитальный аппарат, называется ШАРАД.

SHARAD находит лед, измеряя отраженные от него радары с поверхности и с более глубокой нижней поверхности. Глубина до нижней поверхности определялась по изображениям промежутков в поверхности HiRISE.

По данным SHARAD, диэлектрическая проницаемость, либо определялась диэлектрическая проницаемость. Это было обнаружено по степени проникновения радара в отражатель на дне слоя, богатого льдом. Глубина до отражателя была определена путем изучения фотографий этого места с высоким разрешением. В некоторых местах в ледяном слое были проемы или окна. MOLA Затем на топографических картах указана глубина. В верхней части богатого льдом слоя были многоугольники, зубчатые впадины и эксгумационные кратеры, все из которых, как полагают, указывают на лед.[19] На дне разрыва была совершенно другая поверхность, другого цвета и полная воронок; это был отражатель, видимый в отраженных сигналах радара. Диэлектрическая проницаемость, усредненная по всей площади, составила 2,8. Твердый водяной лед имел бы диэлектрик 3,0–3,2. Базальт порода, широко распространенная на Марсе, даст 8. Таким образом, используя трехкомпонентную диаграмму из статьи Али Брамсона и др., исследователи решили, что богатый льдом слой представляет собой смесь, состоящую из 50–80% водяного льда и 0–30% скалистых пород. содержание и пористость 15–50%.[20][21][22]

Галерея

  • Зубчатая местность в Пенеус Патера, как видно HiRISE. Зубчатая местность довольно распространена в некоторых районах Марса. Изображение из Четырехугольник Ноаха.

  • Перигляциальные формы в Утопии глазами HiRISE, показывая узорчатую землю и зубчатую топографию. Изображение в Четырехугольник Казиуса.

  • Безумная долина, как видно HiRISE с зубчатым рельефом. Изображение справа - это увеличенная часть другого изображения. Изображение в Четырехугольник Эллады.

  • Зубчатая земля, видимая HiRISE в программе HiWish.

  • Крупный план зубчатой ​​земли, как видит HiRISE под Программа HiWish. Поверхность разбита на многоугольники; эти формы обычны там, где земля промерзает и оттаивает. Примечание: это увеличение предыдущего изображения.

  • Зубчатая земля, как видно HiRISE в программе HiWish.

  • Крупный план зубчатой ​​земли, сделанный HiRISE в программе HiWish. Поверхность разбита на многоугольники; эти формы обычны там, где земля промерзает и оттаивает. Примечание: это увеличение предыдущего изображения.

  • Стадии формирования гребешка с точки зрения HiRISE. Расположение Четырехугольник Эллады.

  • Перигляциальные гребешки и многоугольники, полученные HiRISE в рамках программы HiWish.

  • Возможные вариации зубчатого рельефа во впадинах с прямыми южными стенами, как это видно на HiRISE в рамках программы HiWish. Рамка обозначает часть, увеличенную на изображениях ниже. Изображение находится в Диакрия четырехугольник в Кратер Миланковича.

  • Увеличенное изображение вышеупомянутой впадины с прямыми стенками, видимой HiRISE в программе HiWish. Обратите внимание, что южная стена темнее северной.

  • Дальнейшее увеличение приведенного выше изображения, как видно HiRISE в программе HiWish.

  • Полигоны с низким центром, показанные стрелками, как видно из HiRISE в программе HiWish Изображение было увеличено с помощью HiView.

  • Полигоны с высоким центром, показанные стрелками, как их видит HiRISE в программе HiWish. Изображение увеличено с помощью HiView.

  • Зубчатый рельеф, помеченный как полигонами с низким центром, так и с полигонами с высоким центром, как видно с помощью HiRISE в программе HiWish Изображение увеличено с помощью HiView.

  • Зубчатый рельеф, как его видит HiRISE в рамках программы HiWish. Четырехугольник Казиуса.

Интерактивная карта Марса

Ахероновые ямкиAcidalia PlanitiaАльба МонсAmazonis PlanitiaАония ПланицияАравия ТерраАркадия ПланицияArgentea PlanumArgyre PlanitiaChryse PlanitiaClaritas FossaeCydonia MensaeDaedalia PlanumЭлизиум МонсЭлизиум ПланицияКратер ГейлаHadriaca PateraЭллас МонтесHellas PlanitiaHesperia PlanumКратер холденаIcaria PlanumИсидис ПланитияКратер ЕзероКратер ломоносоваLucus PlanumЛикус СульчиКратер ЛиотаLunae PlanumMalea PlanumКратер МаральдиMareotis FossaeMareotis TempeМаргаритифер ТерраКратер МиКратер МиланковичаNepenthes MensaeNereidum MontesNilosyrtis MensaeНоахис ТерраOlympica FossaeOlympus MonsPlanum AustraleПрометей ТерраProtonilus MensaeСиренумSisyphi PlanumSolis PlanumSyria PlanumТанталовые ямкиTempe TerraТерра КиммерияTerra SabaeaTerra SirenumФарсис МонтесTractus CatenaТиррен ТерраУлисс ПатераУраниус ПатераУтопия ПланицияValles MarinerisВаститас БореалисXanthe TerraКарта Марса
Изображение выше содержит интерактивные ссылкиИнтерактивная карта изображений из глобальная топография Марса. Парение ваша мышь над изображением, чтобы увидеть названия более 60 известных географических объектов, и щелкните, чтобы связать их. Цвет базовой карты указывает на относительную возвышения, по данным Лазерный высотомер Mars Orbiter на НАСА Mars Global Surveyor. Белые и коричневые цвета указывают на самые высокие высоты (От +12 до +8 км); за которыми следуют розовый и красный (От +8 до +3 км); желтый это 0 км; зеленые и синие - более низкие высоты (до −8 км). Топоры находятся широта и долгота; Полярные регионы отмечены.
(Смотрите также: Карта марсоходов и Карта памяти Марса) (Посмотреть • обсуждать)


Рекомендации

  1. ^ а б c Лефорт, А .; Russell, P .; Thomas, N .; McEwen, A.S .; Dundas, C.M .; Кирк, Р.Л. (2009). "HiRISE наблюдения за перигляциальными формами рельефа в Утопии Планиция". Журнал геофизических исследований. 114 (E4): E04005. Bibcode:2009JGRE..114.4005L. Дои:10.1029 / 2008JE003264.
  2. ^ Morgenstern A, Hauber E, Reiss D, van Gasselt S, Grosse G, Schirrmeister L (2007): Отложение и деградация богатого летучими веществами слоя в Утопии Планиция и последствия для истории климата на Марсе. Журнал геофизических исследований: Планеты 112, E06010.
  3. ^ Лефорт, А .; Russell, P .; Томас, Н. (2009). «Зубчатые ландшафты в районе Пенея и Амфитриты Патеры на Марсе, наблюдаемые с помощью HiRISE». Икар. 205 (1): 259–268. Bibcode:2010Icar..205..259L. Дои:10.1016 / j.icarus.2009.06.005.
  4. ^ Занетти М., Хизингер Х., Рейсс Д., Хаубер Э. и Нойкум Г. (2009), «Развитие зубчатой ​​впадины на Malea Planum и у южной стены бассейна Эллады, Марс», 40-я Конференция по изучению Луны и планет, аннотация 2178
  5. ^ "HiRISE | Ямчатые формы рельефа в Южной Греции, равнина (ESP_038821_1235)".
  6. ^ "Зубчатая топография кратера Пенеус Патера". Операционный центр HiRISE. 2007-02-28. Получено 2014-11-24.
  7. ^ а б Dundas, C .; Bryrne, S .; МакИвен, А. (2015). «Моделирование развития марсианских сублимационных термокарстовых форм рельефа». Икар. 262: 154–169. Bibcode:2015Icar..262..154D. Дои:10.1016 / j.icarus.2015.07.033.
  8. ^ Smith, P .; и другие. (2009). "ЧАС2О на месте приземления Феникса ". Наука. 325 (5936): 58–61. Bibcode:2009Научный ... 325 ... 58S. Дои:10.1126 / science.1172339. PMID  19574383.
  9. ^ Mellon, M .; и другие. (2009). «Наземный лед на площадке приземления Феникса: состояние и происхождение устойчивости». J. Geophys. Res. 114 (53): E00E07. Bibcode:2009JGRE..114.0E07M. Дои:10.1029 / 2009JE003417.
  10. ^ Cull, S; и другие. (2010). «Составы подземных льдов на посадочной площадке Марс Феникс». Geophys. Res. Латыш. 37 (24): L24203. Bibcode:2010GeoRL..3724203C. Дои:10.1029 / 2010GL045372.
  11. ^ Seu, R .; и другие. (2007). «Радиолокатор ШАРАД на Марсианском орбитальном аппарате». J. Geophys. Res. 112 (E5): E05S05. Bibcode:2007JGRE..112.5S05S. Дои:10.1029 / 2006JE002745.
  12. ^ Stuurman, C., et al. 2016. Отражатели SHARAD в Utopia Planitia, SHARAD обнаружение и определение характеристик подземных отложений водяного льда в Utopia Planitia, Марс. Письма о геофизических исследованиях, том 43, выпуск 18, 28 сентября 2016 г., страницы 9484–9491.
  13. ^ Соаре Р. и др. 2016. Богатые льдом (перигляциальные) и ледяные (ледниковые) впадины в регионе Аргир, Марс: предлагаемая дихотомия форм рельефа холодного климата: 282, 70-83.
  14. ^ Sejourne, A .; и другие. (2012). «Свидетельства эоловой ледяной и многослойной вечной мерзлоты в Утопии Планиция, Марс». Икар. 60 (1): 248–254. Bibcode:2012P & SS ... 60..248S. Дои:10.1016 / j.pss.2011.09.004.
  15. ^ «Зубчатые впадины со слоями на северных равнинах». Операционный центр HiRISE. 2007-02-28. Получено 2014-11-24.
  16. ^ Персонал (22 ноября 2016 г.). «Зубчатая местность привела к обнаружению погребенного льда на Марсе». НАСА. Получено 23 ноября, 2016.
  17. ^ «На Марсе обнаружено озеро из замороженной воды размером с Нью-Мексико - НАСА». Реестр. 22 ноября 2016 г.. Получено 23 ноября, 2016.
  18. ^ «Марсианские ледники содержат столько же воды, сколько и Верхнее озеро». НАСА. 22 ноября 2016 г.. Получено 23 ноября, 2016.
  19. ^ Stuurman, C., et al. 2014. «Отражатели Шарад в Утопии Планиция, Марс, согласующиеся с широко распространенным толстым подповерхностным льдом». 45-я Конференция по изучению луны и планет.
  20. ^ Брамсон, А. и др. 2015. Обширный избыток льда в Аркадии Планиция, Марс. Письма о геофизических исследованиях: 42, 6566-6574
  21. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал в 2016-11-30. Получено 2016-11-29.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  22. ^ Stuurman, C., et al. 2016. Обнаружение и характеристика подземных отложений водяного льда с помощью SHARAD в Утопии Планиция, Марс. Письма о геофизических исследованиях: 43, 9484_9491.