Исследование геологических эпох на Земле (палеозой, мезозой, кайнозой и прочие) позволили раскрыть многие тайны развития нашей планеты. Изучение геологической летописи других планет также подскажет нам много интересного (этим занимается наука "стртатиграфия"). Итак представляем вам планету, у которой ученые выделяют 4 эры: донойскую, нойскую, гесперианскую и амазонийскую.
Присоединяйтесь к нашему телеграм-каналу https://t.me/scifi_blog
Мы пишем о Вселенной на доступном языке, делимся интересной научной фантастикой и новостями из мира наук, которые помогут вам лучше разобраться как устроен мир, законы Вселенной, откуда мы произошли и, возможно, куда мы все идем!
ДО-НОЙСКАЯ ЭРА (4,5 - 4,1 МЛРД. ЛЕТ НАЗАД)
Донойский период начался примерно 4,5 млрд. лет назад с момента формирования планеты: аккреции (то есть поглощение космического вещества из газопылевого облака вокруг Солнца) и дифференциации (постепенное перераспределение материи планеты по глубине в соответствии с плотностью - тяжёлые фрагменты перемещаются ближе к центру, а лёгкие оказываются ближе к поверхности - так формируется тяжелое железное ядро планеты). Этот период закончился примерно 4,1 млрд. лет назад, продлившись примерно 400 млн. лет. Большая часть геологической летописи этого интервала была стерта последующей эрозией и высокими скоростями ударов метеоритов о поверхность. Считается, что окончание этого периода также связано с образованием ударного бассейна Энцелада. Бассейны Аргир и Изидис образовались также в эту эпоху. О том периоде времени мы разумеется знаем крайне мало. Он был отмечен интенсивными метеоритными и астероидными ударами, самыми высокими явлениями вулканической и тектонической активности, а также потенциальным наличием поверхностных или подповерхностных вод.
Атмосфера планеты в донойский период была плотнее, чем сегодня, и содержала более высокие концентрации углекислого газа из-за вулканической и метеоритной дегазации. Это могло привести к парниковому эффекту и образованию различных минералов, включая силикаты, оксид железа, сульфаты, карбонаты, глины и гидраты из-за сильного тепла. Считается, что дегазация метеоритов привела к конденсации водяного пара в атмосфере, который в конечном итоге выпал на поверхность и образовал океаны в последующие эпохи. Со временем газы, захваченные гравитацией планеты улетучились в космос по мере охлаждения планеты.
Установлено, что этот период характеризовало возможное наличие магнитного поля и многочисленные столкновения с космическими телами, одно из которых, вероятно, и повлекло за собой "дихотомию" планеты. Под "дихотомией" планеты подразумевается существенное отличие северного и южного полушария планеты друг от друга по топографии и физической географии. Северная часть планеты представляет собой гигантскую впадину. Около трети поверхности планеты (в основном в северном полушарии) лежит на 3—6 км ниже по высоте, чем другие две трети. Такая разница высот на Земле проявляется в виде различия высот континентов и океанических котловин. Также у двух полушарий этой планеты различна толщина коры. Топографические и геофизические данные о гравитации показывают, что максимальная толщина коры в области южных возвышенностей равна 58 км, а в области северных низменностей — около 32 км. Эта дихотомия является глобальной геологической особенностью планеты.
Считается также, что магнитное поле планеты исчезло довольно быстро, поскольку ядро планеты состоит из гораздо более легких элементов и намного меньше ядра Земли.
НОЙСКАЯ ЭРА (4,1 - 3,7 МЛРД. ЛЕТ НАЗАД)
Нойский период (назван в честь Ноевой Земли ) оценивается между 4,1 и 3,7 млрд лет назад, продлившись примерно 400 млн. лет. В качестве основы для датировки взято образование бассейна Эллада, нагорья Фарсида и долин Маринера. Поверхности Нойского периода изрезаны множеством крупных ударных кратеров. Считается, что в это время происходила обширная эрозией жидкой водой, создавшей сети речных долин. Возможно, именно в этот период присутствовали крупные озера или океаны планеты. В течение нойского периода шло интенсивное образование как больших, так и маленьких кратеров, формирование долин. Её темп, хотя и более высокий, чем в последующие времена, всё же был намного ниже относительно даже самых медленных процессов такого рода на Земле. Климатические условия (по крайней мере эпизодически) благоприятствовали существованию рек и других водоёмов, а также выветриванию, приводившему к образованию разнообразных глинистых минералов (филлосиликатов), которые могли бы благоприятствовать зарождению микробной жизни. Филлосиликаты требуют богатой водой щелочной среды для образования. Происходило отложение сульфатов. Поскольку невозможно представить себе процесс, за счёт которого с поверхности стирались бы только большие кратеры, очевидно, что окончание этого периода — момент, когда были стёрты все кратеры и поверхность была выровнена.
Нойский период примерно эквивалентен земному раннему архею, когда, вероятно, возникли первые формы жизни на Земле. В то время планета получала менее половины солнечной радиации, чем Земля, а солнце во время Нойского периода имело всего около 75% от своей сегодняшней яркости. В итоге некоторые исследователи считают, что в целом климат Нойской эпохи был «холодным и ледяным», прерываемым кратковременными (сотни-тысячи лет) климатическими изменениями, достаточно теплыми, чтобы растопить поверхностный лед и создать речные особенности, наблюдаемые сегодня. Другие исследователи утверждают, что это было полузасушливое время с по крайней мере кратковременными периодами осадков, согреваемых атмосферой из углекислого газа и водорода. Причины периодов потепления остаются неясными, но могут быть связаны с крупными ударами, извержениями вулканов или орбитальным воздействием. В любом случае кажется вероятным, что климат на протяжении Нойской эпохи не был равномерно теплым и влажным. В частности, большая часть речной и озерной активности, по-видимому, происходила в течение относительно короткого интервала в конце Нойской эпохи и продолжалась в начале Гесперианской эпохи.
ГЕСПЕРИАНСКАЯ ЭРА (3,7 - 3 МЛРД. ЛЕТ НАЗАД)
Следующий период времени в истории этой планеты называется Гесперианской эрой. Назван по Гесперийскому плато, начался 3,7 и закончился 3 млрд лет назад. Его продолжительность 700 млн. лет. На рубеже нойского и гесперийского периодов резко упала интенсивность формирования долин, выветривания, эрозии и столкновений с космическими телами — происходили падения лишь небольших, оставлявших мелкие кратеры. Однако довольно активно продолжались вулканические процессы, изменившие не менее 30 % поверхности планеты. Выбросы парниковых газов повлекли кратковременное потепление, сменившееся глобальным похолоданием. Образовывались каньоны. Периодически случались сильные катастрофические наводнения, сформировавшие огромные каналы оттока по всей поверхности. Другие водные процессы практически прекратились, но не полностью, о чём свидетельствуют отдельные отложения сульфатов, их наличие в грунте, а также присутствие сетей долин, образовавшихся уже именно в это время.
Считается, что в Гесперийскую эру планета достигла вершины своей эволюции и имела постоянную гидросферу. Северную равнину планеты в ту эру занимал солёный океан объёмом до 15-17 млн км³ и глубиной 0,7—1 км (для сравнения, Северный Ледовитый океан Земли имеет объём 18,07 млн км³).
К гесперийскому периоду относятся все крупные вулканы, включая Олимп. Вулканическое выделение газов привело к выбросу большого количества диоксида серы и сероводорода в атмосферу. Жидкая вода стала более локализованной по площади и более кислой, поскольку она взаимодействуя с выбросами образовывала серную кислоту. Это также позволяло образовывать гидратированные сульфаты (кизерит и гипс).
К позднему Геспериану атмосфера, вероятно, истончилась до своей нынешней плотности. По мере охлаждения планеты грунтовые воды , хранящиеся в верхней коре (мегареголит), начали замерзать, образуя толстую криосферу, лежащую над более глубокой зоной жидкой воды. Последующая вулканическая или тектоническая активность время от времени разрушала криосферу, высвобождая огромные количества глубинных грунтовых вод на поверхность и прорезая огромные каналы оттока. Большая часть этой воды текла в северное полушарие, где она, вероятно, собиралась, образуя большие временные озера или покрытый льдом океан.
В отдельные промежутки времени этот океан распадался на два: один океан, округлый, заполнял бассейн ударного происхождения в районе Утопии, другой, неправильной формы — район Северного полюса. В умеренных и низких широтах было много озёр и рек, на Южном плато — ледники.
В эту эпоху планета обладала очень плотной атмосферой, аналогичной той, которая в то время была у Земли, при температуре у поверхности доходившей до 50 °C и давлении свыше 1 атмосферы. Теоретически в Гесперийскую эру могла существовать и биосфера.
АМАЗОНИЙСКАЯ ЭРА (3 МЛРД. ЛЕТ НАЗАД - НАШИ ДНИ)
Амазонский период (назван в честь равнины Амазония) начался примерно 3 млрд. лет назад и до настоящего времени. Нижняя граница не определена – считается, что эра началась либо 3, либо 2 млрд. лет назад.
В регионах Амазонии мало метеоритных кратеров, но в остальном они весьма разнообразны. Эта эпоха характеризуется холодными условиями, в целом похожими на условия на планете и сегодня. Эпоха характеризуется изолированным вулканизмом, происходящим в регионе Тарсис и впадинах Цербера, включая признаки активности, обнаруженные еще десятки тысяч лет назад на горе Олимп, что позволяет предположить, что они все еще могут быть активными, но в настоящее время бездействуют.
Начался период со стирания всех кратеров, видимо, в результате вулканических процессов, поскольку они происходили не повсюду, как было бы при эрозии, а лишь на части северного полушария, причём именно той, где расположены крупные вулканы, — районов Фарсида и Элизиум. Их интенсивность заметно (примерно в 10 раз) снизилась, а на остальной территории они и вовсе прекратились. Жидкая вода постепенно исчезала с поверхности, поэтому также прекратились и наводнения, хотя небольшие эпизодически случались вплоть до недавнего (в геологических масштабах) времени. Процессы эрозии и выветривания практически угасли. Развитие каньонов происходило уже только за счёт оползней. Главной отличительной особенностью периода стало формирование элементов рельефа, связанных с появлением, накоплением и движением льда: полярных шапок, ледниковых отложений на вулканах, поверхностных слоёв с большим содержанием льда в высоких широтах и различных форм (лопастные наносные окраины), полосные долинные отложения и концентрические кратерные отложения. Большая часть оврагов на крутых склонах также образовалась в этот период, в достаточно позднюю его эпоху. При этом на интенсивность появления этих форм скорее всего влияло изменение наклона оси вращения Марса. В течение амазонийского периода, продолжающегося и по настоящий день, кратеры практически не образуются.
Этот же период некоторые ученые называют "сидериканским" (в честь железа по-гречески, по образующимся оксидам железа). С упадком вулканизма и доступной воды наиболее заметным процессом поверхностного выветривания стало медленное окисление богатых железом пород атмосферными пероксидами, что привело к образованию красных оксидов железа , которые придают планете ее знакомый красноватый оттенок.
Абсолютный возраст, указанный в статье, является приблизительным. Основной способ датировки - это пробы грунта с Марса, а также истории формирования кратеров размеры (принцип суперпозиции), количество и плотность кратеров на планете (стратиграфический принцип), которые помогают определить различные его периоды.
Присоединяйтесь к нашему телеграм-каналу https://t.me/scifi_blog
Мы пишем о Вселенной на доступном языке, делимся интересной научной фантастикой и новостями из мира наук, которые помогут вам лучше разобраться как устроен мир, законы Вселенной, откуда мы произошли и, возможно, куда мы все идем!
КАРБОНАТНАЯ КАТАСТРОФА
По аналогии с земными большими катастрофами, повлиявшими на всю планету, в истории Марса есть и своя - Карбонатная катастрофа. Она произошла всего за 1-12 миллионов лет, во время которой Марс потерял свою воду, став холодным и очень сухим. Вода на раннем Марсе реагировала с атмосферным углекислым газом. В результате этой реакции образовалась угольная кислота, которая стала частью круговорота воды на Марсе. Дождь из углекислоты произвел карбонаты на планете. Карбонаты удалили (выщелочили) парниковые газы, водяной пар и углекислый газ из атмосферы. Недра Марса остыли, поэтому на нем не развилась тектоника плит и углеродный цикл, как на Земле. Охлаждение недр Марса также положило конец вулканической активности на Марсе. Есть разные версии, когда произошла карбонатная катастрофа. Возможно она завершила Нойский период, а возможно предшествовала Амазонийскому. Карбонаты все еще существуют на Марсе и по сей день.
Карбонатная катастрофа была не единственным фактором, из-за чего Марс потерял свою воду и большую часть своей атмосферы, на это также повлияли потеря магнитного поля планеты и низкая гравитация Марса. Низкая гравитация Марса и потеря магнитного поля позволили солнечному ветру (состоящему из заряженных частиц, включая плазму, электроны , протоны и альфа-частицы) унести большую часть атмосферы и воды в открытый космос.
Это всё Марс !
За основу взяты материалы отсюда:
https://en.wikipedia.org/wiki/Pre-Noachian
https://en.wikipedia.org/wiki/Noachian
https://en.wikipedia.org/wiki/Hesperian
https://en.wikipedia.org/wiki/Amazonian_(Mars)
ДРУГИЕ КАРТЫ МАРСА
Карту Красной планеты с высокой степенью детализации и реалистичностью отображаемых цветов разработали с помощью данных, полученных в рамках китайской миссии «Тяньвэнь-1», стартовавшей в 2020 году. Она представлена на третьем изображении. Основой карты стали 14 800 изображений поверхности Марса с разрешением 76 метров на пиксель. Орбитальный аппарат делал снимки с разных углов в течение почти четырех лет (1300 дней). Оптические данные и информация, полученная с помощью радаров, позволили исследовательской группе получить более полное представление о геологии Марса и изучить подповерхностные структуры планеты. Одной из наиболее сложных задач для ученых стала точная цветокоррекция изображений, которая требовала выравнивания цветов. Дело в том, что снимки получили при различных углах излучения, а также через атмосферные слои Марса. Процесс цветокоррекции включал калибровку по референтным данным, полученным во время других миссий, а также объединение изображений таким образом, чтобы минимизировать расхождения между ними. В результате была создана «бесшовная мозаика», в которой отклонения между изображениями уменьшили менее чем до одного пикселя.
Присоединяйтесь к нашему телеграм-каналу https://t.me/scifi_blog
Мы пишем о Вселенной на доступном языке, делимся интересной научной фантастикой и новостями из мира наук, которые помогут вам лучше разобраться как устроен мир, законы Вселенной, откуда мы произошли и, возможно, куда мы все идем!