Космос должен поражать воображение. Иначе, зачем он нужен? Удивляет же прежде всего великое. Малое, просто, плохо видно. Таким образом, вступление можно считать завершённым, и сразу переходить к делу. Если на Земле высота горы Эверест 8900 метров, а вулкана Мауна-Кеа, считая от океанского дна, 10200 метров, то насколько высоки – теоретически – могут быть горы других миров?
...Начать стоит с того, почему горы и вулканы Земли не выше сейчас и никогда в прошлом не были выше 10 километров. По той же причине, по которой затруднительно построить шахту глубже 5 километров. Именно шахту. Теоретический предел для скважины второе выше. Поскольку давление принимает на себя стальная обсадная труба. Давление же настолько велико, что уже на 5 километрах (плюс-минус, в зависимости от плотности и прочности пород) камень, оставаясь твёрдым, начинает течь. Как текут ледники с гор. Полости затягиваются.
То есть, предел высоты горы положен прочностью материала. В условиях такой силы тяжести, как на Земле, пролегает он примерно на уровне 10 километров. Потому что, «гора» это, всё-таки, пирамида. Вес распределяется по площади основания. Попытка «выстроить» на Земле более высокую гору приведёт к тому, что сооружение начнёт растекаться и оседать.
Дополнительным ограничением является несущая способность коры, – под огромной массой она может начать прогибаться. Например, при относительной (над средним уровнем) высоте 21200 метров, марсианский вулкан Олимп имеет абсолютную (над собственным основанием) высоту 26000 метров. Почти на 5 километров кору он продавил… Однако, обратить внимание стоит на абсолютную высоту. Ускорение свободного падения на Марсе 0.38g. Умножение 26 на 0.38 с хорошей точностью даёт те самые предельные 10 километров. И свидетельствует, что слагающие кору горные породы Марса вполне предсказуемо не прочнее земных.
...На этом, казалось бы, тему можно закрывать. Тем более, что выводы подтверждаются и высотой хребтов на Венере, – 10-11 километров. Максимальная высота горы на любом космическом теле, таким образом, высчитывается буквально в одно действие. Чем ниже сила тяжести, тем выше горы… И тут уже возникает вопрос, почему это не так. Например, для Луны теория, вроде бы, предсказывает высоты до 55 километров, тогда как пик Гюйгенса в 10 раз ниже, а Лунный пик – на валу кратера Энгельгардт – ниже в 5 раз. Окинув взглядом прочие малые тела, можно убедиться, что там также нет ничего выдающегося.
Высочайшей возвышенностью на данный момент считается… кратер Реясильвия на астероиде Веста. Как и положено кратерам он, собственно, не возвышается, а углублён. Причём, на 25 километров. Но и этого видеть нельзя, поскольку диаметр кратера составляет 500 километров, что примерно равно диаметру тела. Изгиб поверхности скрывает вмятину и заметна только центральная горка. Высотой 22 километра.
...Кстати, о горках. В кратерах они встречаются часто, имея ту же природу, что и особенности вывала леса при разрушении Тунгусского метеорита. Тогда, исследователей удивило, что хотя по периферии стволы положены в радиальном направлении, в центре обугленные деревья стоят. Следовательно, взрывная волна пришла сверху. Как, кстати, было и при воздушном взрыве над Чебаркулем. Причины взрывного разрушения сложенных из хондрита тел в атмосфере интересны, но не имеют отношения к делу. Важно в данном контексте, что кратер также не выбивается, как воронка при ударе снаряда о грунт, а выдавливается раскалёнными газами. При столкновении на космической скорости с преградой астероид испаряется. В точке контакта, где ударная волна обрушивается на кору вертикально и сопротивление особенно велико, образуется горка. Бывает, что и в 2.5 раза выше Эвереста.
А в 10 раз? Собственно, сила тяжести на Весте такова, что и гора высотой 450 километров будет стоять. Проблема тут уже в том, что в комплекте с такой центральной горкой идёт кратер диаметром 10 тысяч километров. А в такой яме саму Весту трудно было бы найти. Реясильвия предельно велика с точки зрения прочности самого тела. Попытка создать центральную горку ещё выше привела бы к уничтожению астероида.
...То есть, тут уже должно стать ясным, в чём заключается проблема. Гора не возникнет сама по себе. Воздвигнуть её должны некие процессы. Которые, с одной стороны, должны протекать на космическом теле. С другой же, не должны уничтожить его.
Происхождение гор Максвелла на Венере не вполне ясное, но тектоническое. Что роднит их с Эверестом. Мауна-Кеа и Олимп – щитовые вулканы. То есть, появление выдающихся вверх элементов рельефа на планетах связано с активностью недр. Последняя же не характерна для тел малых. Получив мало ударного тепла в момент формирования (ибо скорость столкновений с поглощаемым материалом в общем случае равна второй космической), карлики быстро остывают.
Поверхность Луны хранит ещё следы извержений, – в частности, видеть можно русла потоков лавы, – но прекратилось всё это ещё на заре времён. Как, собственно, и на Марсе общая масса изверженного материала в 100 раз меньше, чем на Земле. Олимп, как будто, свидетельствует об обратном, однако, разница обусловлена отсутствием на Марсе тектоники плит. Если на Земле избыточная энергия недр постоянно находила (и находит) новые выходы, на Марсе два миллиарда лет лава уныло текла через одни и те же дырки на плато Фарсида. В основном же, кору планеты можно наблюдать такой, какой она сформировалась более 3.5 миллиардов лет назад.
...То есть, на малых телах высота гор не достигает положенных гравитацией пределов. На что-то значительное небольшим планетам и лунам, просто, не хватает энергии. Как следствие, в абсолютном измерении высота гор не может быть велика. Хотя, относительно к размерам тела она иногда оказывается огромной. Например, на Церере криовулкан Ахуна имеет высоту более 4 километров, что соответствовало бы 50 километрам на Земле. Кольцевой же хребет на спутнике Сатурна Япете достигает высоты 13 километров, что соответствовало бы 100 километрам в земных масштабах.
Однако, «стена Япета» не тектоническое, а импактное образование. В своё время спутник обзавёлся кольцом из обломков меньшего тела. Но кольца лун неустойчивы, и, выпадая на поверхность, осколки прорезали кору Япета по экватору. Ледяные горы были выдавлены через эту борозду… И не на высоту 100 километров, естественно. Сила тяжести на Япете мала. А значит, и давление в недрах пропорционально невелико.
Высочайшие хребты и пики на телах небольших могут быть порождены лишь энергией столкновений с другими телами… И, опять возвращаясь к Луне можно отметить, что ничего подобного Реявесте на спутнике Земли нет. Хотя, казалось бы, размер Луны позволял без риска разрушения тела выдавить на ней нечто грандиозное, – с центральной горкой высотой более 150 километров. Потом бы она, конечно, осела. Но, ведь, и 50 километровых пиков на Луне нет.
Бонусные статьи на Boosty и поддержка канала
Образование центральной горки на дне кратера подразумевает, что твёрдое дно у кратера, как минимум, есть. То есть, кора не пробита. В настоящий момент на Луне – теоретически – возможно образование кратера глубиной свыше 50 километров. Хотя, он и не будет казаться столь глубоким. В отличие от Весты, притяжение тела достаточно, чтобы почти все измельчённые взрывом материалы – брекчия – выпали в самом кратере, а не покинули тело. Но в прошлом, – в эпоху, когда грандиозные импакты в Солнечной системе происходили не в теории, а на практике, – под твёрдой корой даже на Луне начиналась жидкая мантия. Свидетельством величайших катастроф тогда стали лунные моря, – места, где мантия вытекла через пробоины. Понятно, что в таких условиях не образовывались крупные возвышенности.
