Яков Кац - Геологи изучают планеты

Результаты дешифрирования снимков Луны получили обоснование путем сравнения с данными о составе горных пород, образцы которых были доставлены как американскими астронавтами, так и советскими автоматическими станциями серии "Луна".

Марс представляет собой сложный объект для изучения с помощью земных телескопов. Карты этой планеты, основанные на рисунках и фотографиях, выполненных с помощью телескопов, были очень несовершенны. Вполне отчетливо на них изображались полярные шапки, тогда как многие детали строения поверхности выделялись неясно. Основные детали на поверхности Марса получили наименования морей, заливов, озер, болот, равнин, борозд, каньонов. Общеизвестна длительная дискуссия о наличии и происхождении "каналов" Марса.

Поверхность океанической равнины Утопия на Марсе

Несмотря на несовершенство карт Марса, составленных на основе телескопических наблюдений, неоднократно предпринимались попытки их истолкования с геологических позиций.

Новый этап исследований Марса с помощью космических аппаратов начался в ноябре 1962 г., когда АМС "Марс-1" стартовала в сторону этой планеты. Первые снимки Марса были переданы АМС "Маринер-4" в 1965 г. На них удалось отдешифрировать, в частности, большое число кратеров поперечником 5-20 км. В 1969 г. с автоматических станций получено значительное число снимков поверхности этой планеты с разрешением до 0,5 км.

В 1971 г. окрестностей Марса достигли АМС "Марс-2", "Марс-3" и "Маринер-9". Спускаемый аппарат станции "Марс-3" совершил посадку на поверхность планеты. Одна из перечисленных станций стала искусственным спутником Марса, передав большое число снимков поверхности разной детальности. Эти снимки явились основой для составления топографической карты всей поверхности планеты. Они позволили обнаружить большое число кратеров, трещин, вулканических аппаратов, выявить основные черты рельефа, предоставив исследователям богатый материал для анализа геологии планет.

В 1974 г. окрестностей Марса достигли АМС "Марс-4", "Марс-5", "Марс-6" и "Марс-7". С их помощью были получены снимки поверхности с высоким разрешением. Станция "Марс-5" стала искусственным спутником планеты, а спускаемый аппарат станции "Марс-6" совершил мягкую посадку на ее поверхность. В 1976 г. к Марсу подошли станции "Викинг-1" и "Викинг-2". Их посадочные блоки опустились в двух различных районах. На панорамах поверхности, переданных этими станциями, представлены участки песчаных пустынь с множеством угловатых камней. Был определен состав пород, который дает основание предполагать распространение полевых шпатов, пироксенов, оливина и ильменита. Красноватый оттенок поверхности объясняется развитием соединений железа: гетита и лимонита.

Очень интересными оказались также снимки спутников Марса — Фобоса и Деймоса. Привлекавшая внимание писателей-фантастов гипотеза об искусственном происхождении этих спутников не подтвердилась. Зато было надежно установлено, что Фобос и Деймос — глыбы поперечником около 20 км неправильной, угловатой формы, густо усеянные кратерами. Снимки спутников Марса были получены при последующем их изучении. Гребни на поверхности рассматриваются как следы соударений и скалывания при столкновениях с телами астероидных размеров. Кратеры на этих спутниках могли образоваться только за счет ударов метеоритов, так как подобные глыбы не могут обладать внутренней активностью и соответственно вулканизмом. Установление кратеров (диаметром до 6 км) на поверхности спутников Марса — один из важных доводов в пользу метеоритного происхождения кратеров на планетах и их спутниках.

До последнего времени Меркурий оставался самой загадочной планетой земной группы. Из-за сложности наблюдений с помощью земных телескопов карты и зарисовки Меркурия были крайне схематичны и плохо согласовывались между собой. На этих рисунках обычно выделялись лишь темные пятна и линии неправильной формы.

Поверхность Меркурия. Отчетливо видны метеоритные кратеры различных генераций и размеров

С началом космической эры появилась возможность изучить Меркурий по космическим снимкам. Космическая станция "Маринер-10" трижды облетела Меркурий (29 марта и 21 сентября 1974 г. и 16 марта 1975). При этом минимальное расстояние до поверхности планеты составило 210 км. Станция передала многочисленные телевизионные снимки, на которых заснято около 30% площади поверхности. Снимки позволили получить представление о рельефе и структуре поверхности, провести анализ методами геологического дешифрирования.

Если положить рядом снимки Луны и Меркурия, то иногда их не сможет сразу различать даже специалист: настолько близкими оказались их фотопортреты. Большая часть поверхности представляет собой континентальную область, насыщенную кратерами разных размеров.

Анализ полученных снимков позволил высказать ряд гипотез о составе пород, слагающих поверхность Меркурия. Равнины Меркурия отличаются лишь несколько более светлой и красноватой окраской по сравнению с окружающими горами.

Материал, слагающий морские равнины, предположительно вулканического происхождения. Вулканический характер подтверждается особенностями строения поверхности, зафиксированными на снимках. Местами на них прослеживаются уступы извилистой формы, напоминающие фронтальные уступы лавовых покровов в лунных морях. В отличие от Луны и Земли, где высота подобных уступов составляет всего десятки метров, на равнинах Меркурия их высота местами достигает 200-500 м. Причина различий должна заключаться в более вязком составе лав Меркурия. Такое допущение несовместимо с низкой отражательной способностью и высокой плотностью пород Меркурия, присущими ультраосновным породам. Поэтому было высказано предположение о том, что морские впадины Меркурия заполнены своеобразными слабодифференцированными ультраосновными лавами, близкими по составу к мантийному веществу планеты.

Фотопортрет Венеры. Видны облака, имеющие вихревую структуру

Венера всегда привлекала особое внимание исследователей. Ведь по размерам она близка к Земле, а значит, эти планеты-близнецы должны быть во многом похожими. Однако на Венере установлены существенные различия, которые описаны в специальном разделе.

С помощью нескольких различных космических аппаратов в 1979 г. получены снимки спутников Юпитера. Самый крупный из спутников — Ганимед. Его диаметр достигает 5280 км. Низкая средняя плотность указывает на примерно равные соотношения льда и силикатных пород в его составе. Цвет поверхности коричневато-серый. Она отражает 43% света. На снимках Ганимеда выделяется округлая темная область поперечником около 3200 км с большим количеством кратеров. Видны также светлые пятна диаметром порядка 300 км. Предполагается, что это древние кратеры, в значительной степени, утратившие морфологическую выраженность из-за пластичности ледяного субстрата. Видны также изогнутые гряды с широкими понижениями между ними — обрамление крупной впадины типа кругового моря. Многие кратеры окружены лучевыми системами. Светлые лучи прослеживаются на 300-500 км. Скорее всего, это выбросы льда. Местами выделяются венчики более коротких лучей темного цвета. Вероятно, это выбросы силикатных пород базальтового состава.