Яков Кац - Геологи изучают планеты

Крупнейший спутник Юпитера — Ганимед. Хорошо видны крупные темные впадины, напоминающие лунные моря, и светлые пятна, которые считаются кратерами

Второй по величине спутник Юпитера — Каллисто. Его диаметр 4840 км, почти равен поперечнику Меркурия. Низкая средняя плотность свидетельствует о большой роли льда в его составе, однако поверхность имеет коричневатый цвет и низкую отражательную способность. Здесь можно говорить о развитии своего рода "поверхностной морены" — покрова каких-то горных пород. Поверхность Каллисто сплошь покрыта кратерами. По насыщенности кратерами он может быть сопоставлен только со спутником Сатурна Тефией. Преобладают кратеры поперечником в десятки километров. Выделяются лишь две круговых впадины поперечником в 3000 и 1500 км. При близости размеров и средних плотностей, а, следовательно, и состава, Каллисто резко отличается от Ганимеда по степени тектонической активности, что связано с разной удаленностью от планеты, определяющей величину приливного воздействия.

Особенно интересными оказались снимки Ио. Этот спутник имеет диаметр 3640 км, т. е. превышает размеры Луны. Поверхность Ио ярко окрашена, очень светлая и отражает 63% солнечных лучей. По мнению К. Сагана, яркую красно-оранжевую окраску поверхности Ио придают соединения серы. При этом черные пятна на поверхности могут быть озерами жидкой горячей серы. На поверхности Ио видны горы высотой 4-8 км. Однако феноменом являются действующие вулканы Ио, о которых будет подробно рассказано в одной из глав.

Следующий по размеру спутник Европа диаметром 3130 км. Его поверхность светло-оранжевая, она отражает 64% солнечных лучей. На снимках Европы видны детали размером порядка 5 км. На его поверхности обнаружено всего три ударных кратера, что свидетельствует о молодости рельефа. Гладкая поверхность рассечена многочисленными полосами и узкими грядами, образующими сложное переплетение.

Небольшой спутник Амальтея вытянутой формы (260Х 140 км) имеет очень темную красноватую поверхность, с кратерами диаметром около 10 км. У Юпитера обнаружены также небольшие по размерам спутники поперечником 25-40 км. Так же как и Амальтея, они могут быть астероидами, захваченными гравитационным полем Юпитера.

В последние годы получены интересные данные о строении спутников Сатурна с помощью межпланетных космических аппаратов. Среди спутников этой планеты выделяется Титан. Он гораздо больше Луны и Меркурия. Его диаметр составляет 5120 км. Данные о средней плотности указывают на то, что он состоит из смеси льда и горных пород примерно в равных соотношениях. Поверхность Титана скрыта густыми облаками оранжевого цвета. В составе атмосферы преобладает азот, установлена существенная примесь метана.

Следующая по размерам группа спутников, включающая Рею, Диону и Тефию, отличается существенно меньшими размерами. Диаметр Реи составляет 1530 км. При небольшой отражательной способности и средней плотности 1,3 г/см 3допускается, что она образована изо льда с примесью горных пород. Поверхность Реи сплошь усыпана кратерами, поперечник которых достигает 300 км. Диона — меньшего размера, диаметром 1120 км, но несколько более плотная и серого цвета. На поверхности выделяется большое число кратеров диаметром до 100 км. Наблюдаются также обширные участки темного цвета, похожие на лунные моря. Поперечник Тефии составляет 1050 км. Ее поверхность также густо усыпана кратерами. По их плотности этот спутник пока лидирует в Солнечной системе. По данным отражательной способности и средней плотности, Тефия должна представлять собой гигантскую глыбу льда.

Более мелкие спутники Сатурна также состоят в основном изо льда. Это Энцелад диаметром около 500 км. При небольшой плотности он практически полностью отражает весь падающий на него солнечный свет. Мимас в поперечнике составляет 390 км. Поверхность его почти сплошь покрыта кратерами. Один из них резко выделяется своим размером в 130 км. Другие спутники еще более мелкие. Малые спутники имеют округло-овальную форму и очень светлую поверхность.

Таким образом, сейчас получен уникальный материал, позволяющий изучать строение поверхности твердых планет и спутников теми же методами, которые применяются геологами в земных условиях. Истина познается в сравнении: сравнивая фотопортреты далеких планетных тел, ученые отмечают черты сходства и различия, находят объяснение многим загадочным феноменам.

Изучение глубинного строения Земли и планет земной группы — проблема сложная. Какими же путями она решается? Один из путей состоит в изучении скорости распространения сейсмических волн в глубоких недрах. Известно, что скорость продольных сейсмических волн возрастает в более плотных средах. Сейсмические колебания могут быть вызваны источниками двух видов: естественными и искусственными. Естественными источниками колебаний являются землетрясения, волны которых несут необходимую информацию о плотности пород, сквозь которые они проникают. Арсенал искусственных источников колебаний более обширен. В первую очередь искусственные колебания вызываются взрывом. Проведением взрывных работ и изучением скоростей сейсмических волн занимается сейсморазведка — одна из важнейших отраслей современной геофизики. В последнее время геофизики все чаще стараются обходиться без взрывов, вызывая колебания с помощью специальных вибраторов.

Итак, мы видим, что на Земле проблема возбудителей сейсмических колебаний решается достаточно просто. Как эта же проблема разрешается на Луне и других небесных телах? При изучении глубинного строения планет на первое место выдвигается вопрос о возбудителях колебаний. Естественные сейсмические колебания зарегистрированы в настоящее время сейсмографами, установленными на Луне. Однако проблема глубинного изучения решается более определенно с помощью искусственных источников колебаний. На Луне, например, в качестве возбудителей сейсмических волн были использованы отработанные системы космических носителей. Американские исследователи для этой цели применяли лунный модуль или третью ступень ракеты носителя "Сатурн-5", падение которых строго регулировалось. Лунный модуль сбрасывался обычно на поверхность Луны с высоты около 100 км в определенном пункте с учетом положения заранее установленного сейсмографа. Изучение лунных сейсмограмм показало, что это небесное тело так же, как и Земля, состоит из нескольких оболочек.