Посмотрите на этот необычный кратер на Марсе. Он не очень большой, менее 500 метров в диаметре, и все же он имеет два кольца. Большинство кратеров на Марсе такого размера имеют простую форму чаши. Что тут происходит?
НАСА / JPL / UA / Эмили Лакдавалла
ТЕРРАСНЫЙ КРАТЕР НА МАРСЕ
Террасный пол этого кратера делает его похожим на вложенную пару кратеров. На самом деле, это ключ к слоистой поверхности.
Одна из возможностей состоит в том, что мы смотрим на вложенную пару кратеров, один из которых оказывается в мертвой точке посередине другого. Но это не объясняет в противном случае ровный пол более крупного кратера и требует довольно большого совпадения. Вместо этого, более вероятно, что мы смотрим на место на Марсе, где земля наслоена. Существует верхний слой с другими механическими свойствами, чем нижний слой. Для упрощения верхний слой слабее, чем нижний, поэтому ударник может вырыть из него большую дыру.
Вот еще один кратер в том же регионе, с не двумя, а тремя разными слоями. Я вырезал кусок такого же размера из изображения HiRISE, как на картинке выше, поэтому обе фотографии занимают площадь 700 метров.
НАСА / JPL / UA / Эмили Лакдавалла
КРАТЕР С ТРЕМЯ ТЕРРАСАМИ НА МАРСЕ
Террасные кратеры намекают на подземные слои в марсианской земле. Этот кратер находится в Аркадии Планития.
Террасные кратеры встречаются не только на Марсе. Они тоже на Луне
НАСА / GSFC / ASU
ТЕРРАСНЫЙ КРАТЕР НА ЛУНЕ
Этот кратер имеет необычный для своего размера пол. Ударный кратер такого размера обычно имеет простую форму чаши, но в этом примере показаны террасы и торосы. Террасы дают нам понимание материала воздействия. Болид, который воздействует на твердую поверхность, покрытую сыпучим материалом, например кобылу, покрытую реголитом, будет использовать меньше энергии для разрушения сыпучего материала, чем твердый материал. «Избыточная» энергия идет на выкапывание большего количества материала, что приводит к увеличению диаметра. Таким образом, мы видим террасу на границе между реголитом и нижележащим более связным материалом. Тот факт, что кратер не имеет ярких лучей, указывает на то, что он старый - его лучи выветрились на задний план.
Можем ли мы узнать что-то о том, что происходит под землей от глубины до разных террас? Вот отрывок из учебника 1989 Джея Melosh на ударных кратерах , говорить о том, что террасные кратерах говорят нам:
Наиболее полно изученным случаем является эффект наслоения, когда слабый слой перекрывает сильный полупространство. Эта ситуация распространена на Луне, где рыхлый, фрагментарный реголит перекрывает консолидированные потоки лавы в областях кобылы. Эта ситуация была экспериментально изучена В. Р. Овербеком и В. Л. Куэйдом в конце 1960-х годов. Они обнаружили, что морфология конечного кратера чувствительно зависит от соотношения между диаметром обода кратера и толщиной слоя. Когда [диаметр кратера меньше четырехкратной толщины слоя], кратер имеет нормальную морфологию в форме чаши. Однако когда [кратер в 4–8 раз шире, чем толщина слоя], в нижней части кратера на прочном слое образуется низкий центральный насыпь. Эта насыпь состоит из раскопанного слабого материала. Струйные трубки, которые обычно переносили бы этот материал дальше или дальше от кратера, пересекают прочный слой, и движение в них прекращается раньше, чем для остальной части потока. Когда [кратер в 8-10 раз превышает толщину слоя], поток достаточно силен, чтобы выкопать слабый материал из дна кратера, который является плоским, что представляет собой обнажение верхней части сильного слоя. Наконец, [когда кратер превышает толщину слоя более чем в 10 раз], кратер также образуется в сильном слое, но переход прочности определяется скамейкой или полкой на стене конечного кратера на горизонте сильного слоя , По мере того, как диаметр кратера увеличивается после этого окончательного перехода, скамейка постепенно увеличивается вверх по стенке кратера и становится менее заметной.
Другой способ взглянуть на это: всякий раз, когда вы видите двухуровневый террасный кратер, вы автоматически узнаете, что в недрах есть граница слоя, которая составляет менее одной десятой диаметра кратера.
На Луне очевидно, что более слабый верхний слой и более сильный нижний слой: верхний слой - реголит (неуплотненный блочный материал, измельченные обломки горных пород, оставленные миллиардами лет после кратеров), а нижний слой - консолидированная горная порода. , Изучение террасированных кратеров может сказать вам, насколько глубока граница между реголитом и камнем.
На Марсе все немного по-другому; мы не обязательно знаем, в чем разница между разными слоями. Это может быть контраст между реголитом и камнем, или это может быть что-то совсем другое. В двух кратерах, которые я вам показал, есть свидетельство того, что здесь замешан ледяной пистолет. Вы можете сказать, что в двух кратерах, которые я показывал вам, довольно близко к поверхности, из-за многоугольных рисунков на земле. Вот подробный вид в полном разрешении. Земля вне кратера имеет многоугольную структуру, как и первая терраса, но полигоны исчезают, когда кратер падает на вторую террасу. После этого трудно понять, что происходит, потому что песчаная рябь заполняет самый внутренний кратер.
НАСА / JPL / UA / Эмили Лакдавалла
КРАТЕР С ТРЕМЯ ТЕРРАСАМИ НА МАРСЕ (ДЕТАЛЬ)
Этот тип полигональной структуры почвы часто формируется в условиях вечной мерзлоты на Земле , где тепловое сжатие разбивает поверхность на многоугольные формы, а затем между ними образуются ледяные клинья. Благодаря Фениксу мы знаем, что, по крайней мере, некоторые из этих полигональных ландшафтов на Марсе на самом деле содержат довольно чистый лед в самих полигонах, достаточно близко к поверхности. Вот вид Феникса на его посадочную площадку, в середине полигонального рисунка земли:
НАСА / JPL / UA / TAMU
ПОЛИГОНЫ И ДАЛЕКИЕ ХОЛМЫ НА ПОСАДОЧНОЙ ПЛОЩАДКЕ ФЕНИКСА
Феникс запечатлел этот вид на юг на 76-м соль. Это изображение обработано из 6 отдельных изображений, чтобы точно приблизить истинный цвет.
И вот как это выглядело, когда спускаемые двигатели Феникса взорвали сухую почву на несколько сантиметров:
НАСА / JPL / UA / Эмили Лакдавалла
СВЯТАЯ КОРОВА! ЛЕД ПОД ФЕНИКСОМ, СОЛ 5
Приземлившись в северных полярных регионах Марса, Феникс сунул свою камеру робота-манипулятора под живот, чтобы посмотреть на положение своих подножек на земле. Спускающиеся ракеты взорвали почву от поверхности, обнажая линзы из чистого, яркого льда прямо под поверхностью. Команда назвала это место «Святая корова» из-за их реакции на прицел. Эта версия изображения была увеличена и улучшена для печати.
Эти террасные кратеры прохладны, потому что они дают возможность проверить, насколько толстый слой чистого льда. Террасы образуются там, где меняются свойства материала, поэтому они, вероятно, показывают толщину слоя льда, верно? Ну, может быть.
