Медаль Максвелла
- 1 year ago
- 0
- 0
Го́ры Ма́ксвелла ( лат. Maxwell Montes ) — самая высокая и обширная горная система Венеры . Возвышается на 10–11 км над средним уровнем поверхности планеты и на 6–7 км над своими окрестностями. Максимальная длина — 850–1000 км , ширина — 700 км . На радарных снимках выглядит яркой областью. Названа в честь британского физика Джеймса Клерка Максвелла .
Горы Максвелла расположены около центра обширной возвышенности, известной как Земля Иштар . На востоке граничат с , а на западе — с плато Лакшми . Вместе с , и образуют горное окаймление этого плато. Центр гор Максвелла находится на На их северо-восточном склоне расположен один из самых больших ударных кратеров Венеры — Клеопатра .
Вершина гор Максвелла — самое холодное место на Венере: температура там на 80–90 °C ниже, чем на среднем уровне поверхности планеты, и составляет около 380 °C. Атмосферное давление там вдвое ниже, чем на среднем уровне поверхности (но в 44 раза выше, чем на поверхности Земли ) . Таким образом, это самое благоприятное место на поверхности Венеры для работы спускаемых аппаратов, но на 2022 год ни одной миссии в горы Максвелла не было и не планируется.
Горы Максвелла сформированы тектоническими процессами. Признаков вулканизма , разрушения под действием силы тяжести и эрозии в них очень мало .
«Горы Максвелла» — единственное мужское название на современной карте Венеры . Оно (вместе с наименованиями областей Альфа и Бета ) сохранилось, немного изменившись, со времён, когда ещё не было правила называть детали рельефа Венеры только в честь женщин .
Этот объект был открыт как яркое пятно на радарных снимках ещё на заре радиолокационных исследований Венеры. Его обнаружил в 1967 году (во время нижнего соединения планеты) Рэй Юргенс ( англ. Ray Jurgens ) в обсерватории Аресибо . По предложению Томаса Голда он назвал яркие области на своих снимках в честь исследователей электромагнетизма, которые сделали возможным создание радиолокации — основного метода исследования поверхности Венеры. Данная деталь получила название Maxwell в честь основателя электродинамики Джеймса Клерка Максвелла .
То, что Maxwell — это горный массив , выяснилось позже . В 1978 году начал работу первый космический аппарат, выполнявший радиолокацию Венеры с орбиты, — « Пионер-Венера-1 ». Его данные показали, что Maxwell — самый высокий регион Венеры . В следующем году Международный астрономический союз утвердил для него название Maxwell Montes (горы Максвелла ).
В 1983—1984 году работали аппараты « Венера-15 » и « Венера-16 », заснявшие горы Максвелла с лучшим разрешением (1—2 км) . Примерно такой же детальности удаётся добиться наземной радиолокацией . Космический аппарат « Магеллан », исследовавший Венеру в 1990—1994 году, получил изображения гор с разрешением 120 м — самые лучшие по состоянию на 2017 год.
На радарных изображениях горы Максвелла выглядят очень яркой областью: коэффициент отражения радиоволн там более чем вдвое превышает средний по планете . Высокая радиояркость характерна и для других возвышенностей Венеры. Это объясняют в первую очередь тем, что при низкой температуре и/или давлении на поверхности образуется тонкий слой веществ неизвестной природы с относительно хорошей проводимостью . Возможно, они (или реагенты, нужные для их образования) сублимируют с низменностей, где температура выше, и оседают на относительно холодных горах. Такими веществами могут быть, по разным предположениям, пирит , магнетит , гематит , перовскит , теллур или другие . Удельную проводимость поверхности гор Максвелла оценивают в 13 См /м .
Кроме того, высокая яркость гор на радарных снимках частично объясняется неровностью их поверхности (чем больше склонов, тем больше среди них таких, которые отражают волны в сторону приёмника) .
Повышенная радиояркость в горах Максвелла начинается с высоты 5 км (что примерно на километр выше, чем у гор низких широт) . Выше 9 км она опять падает . Однако есть и участки с яркостью, необычной для их высоты. Самая крупная тёмная область в северо-западной части массива охватывает и высокие, и низкие места . Возможно, радиояркое покрытие там не смогло образоваться из-за особенностей химического состава поверхности (например, нехватки железа) .
Как и остальные возвышенности, окружающие плато Лакшми , горы Максвелла — это множество параллельных хребтов длиной в десятки и сотни километров. Ширина промежутков между ними — 6–12 (иногда от 1 до 25) километров , а глубина — порядка сотен метров . Хребты вытянуты параллельно краю плато, а обращённые к нему их склоны более крутые. Со стороны плато горный массив довольно резко обрывается, а с противоположной плавно переходит в тессеру — возвышенную область, пересечённую множеством разнонаправленных гряд и долин. В горах Максвелла хребты идут с северо-северо-запада на юго-юго-восток, а граница с плато Лакшми лежит на западе. Тессера, лежащая на востоке, получила название « » .
Длина этой возвышенности лишь ненамного больше ширины. Это делает её горным массивом , хотя её называют и горным хребтом . Формой этот массив напоминает свиную отбивную на косточке : от округлой основной части отходит небольшой треугольный выступ, вытянутый вдоль края плато Лакшми на северо-запад — в сторону . Он отделён от основного массива длинной изогнутой впадиной, относительно радиотёмной на многих участках. В северо-западной части гор Максвелла ярко выражены признаки растяжения поверхности (в частности, есть множество разнонаправленных грабенов ). В остальном она похожа на основную часть .
На север от стыка двух частей массива отходит ряд низких хребтов, переходящий в ( лат. Semuni Dorsa ) , которые тянутся на 500 км вдоль границы и равнины Снегурочки . На юго-западном краю гор Максвелла начинается ( Auska Dorsum ) — хребет длиной около 400 км , уходящий на .
На границе с плато Лакшми — на западе — крутизна склона гор Максвелла максимальна (кое-где на протяжении десятков километров выдерживается уклон в 30° ). Это самый крутой из крупных склонов на планете . В некоторых местах ( и ) на 10-километровом отрезке высота растёт на 7 км . Плато Лакшми перед подножием гор Максвелла загибается вниз, образуя вытянутую впадину наподобие земных океанических желобов глубиной около километра и шириной около 50 км .
С других сторон массива его склоны более пологие, а границы более размытые: на севере, юге и востоке уклон составляет всего 2°. На южной границе, несмотря на отсутствие резкого перепада высот, местность резко становится более ровной (возможно, из-за недавнего разлива лавы) . На востоке нет резкого перепада ни высоты, ни ровности: горы Максвелла плавно переходят в . Ширина переходной зоны между ними — около 200 км. Это самая низкая часть гор: она лежит на высоте около 5,5 км .
Северо-западный и южный склон этого горного массива пересекает множество грабенов . И там и там некоторые из них идут параллельно хребтам (вниз по склону), а некоторые — примерно перпендикулярно им. Судя по их пересечениям, вторые в своём большинстве образовались позже первых. В южной части гор Максвелла преобладают первые, а в северо-западной количество тех и других сравнимо. Средняя ширина грабенов составляет несколько километров, а длина — несколько десятков км .
Центральная часть гор Максвелла довольно плоская. Это овальная область размером 400 км с севера на юг и 200 км с востока на запад, где диапазон высот не превышает 1,5 км . Высочайшая точка гор Максвелла (и всей Венеры) находится на высоте 10—11 км над средним уровнем поверхности планеты и 6—7 км над соседним плато Лакшми . Вторая по высоте возвышенность Венеры — гора Маат — уступает горам Максвелла более чем на километр , а второй по высоте горный хребет — — на 4 км .
Какая из вершин гор Максвелла самая высокая, точно не известно . Выяснение этого затруднено малой разницей их высот и плохой надёжностью радарной альтиметрии для горных областей. По данным первого космического аппарата, выполнявшего радиолокацию Венеры, — « Пионер-Венера-1 » — высочайшая точка лежит на и имеет высоту 10,3 км над средним уровнем поверхности планеты (лежащим в 6051,84 км от её центра ). По данным аппаратов, отснявших Венеру детальнее, — « Венера-15 » и « Венера-16 » — рекордную высоту (10,7 км) имеет вершина, расположенная примерно на 200 км севернее ( ) . По данным « Магеллана », наивысшая точка лежит в 100 км от каждой из первых двух — на западном краю горного массива (рядом с крупным вдающимся в него выступом плато Лакшми , ) . На некоторых картах, составленных по данным этого спутника, высочайшая точка лежит немного южнее определённой первым аппаратом — на (за 50 км от западного края гор), а её высота определяется в 10,3 или 10,8 км . По ещё одной интерпретации данных «Магеллана», вершина массива находится в его центре (около ) .
Одна из высочайших вершин гор Максвелла (находящаяся по координатам ) имеет собственное имя — «гора Скади » ( лат. Skadi Mons ), данное в честь скандинавской богини, в частности, гор .
В горах Максвелла расположено два кратера — самые высокие на Венере.
На северо-восточном склоне горного массива находится один из самых больших ударных кратеров планеты — Клеопатра . Это окружённое кольцом выбросов углубление диаметром около 100 км, внутри которого лежит вдвое меньшая впадина. Из неё выходит канал шириной несколько километров, по которому на когда-то вытекло около 3000 км 3 лавы (или ударного расплава), залившей множество долин на расстояниях до 300 км от Клеопатры и покрывшей бо́льшую площадь, чем сам кратер . Глубина Клеопатры — 2,5 км — более чем вдвое превышает обычную для венерианских кратеров её диаметра. Видимо, это связано именно с вытеканием из неё большого объёма лавы , чему поспособствовало её расположение на наклонной местности .
На юго-западе гор Максвелла ( ) находится 15-километровый кратер Hamuda . Это самый высокий кратер Венеры: его высота над средним уровнем поверхности планеты — 8,2 км, что на 1,4 км больше, чем у Клеопатры .
Как и другие хребты, окаймляющие плато Лакшми , горы Максвелла возникли в ходе тектонических процессов — движения, сжатия и сминания поверхности . Проявлений вулканизма там очень мало: вероятно, он ограничивается потоками лавы , вытекшими из ударного кратера Клеопатра (хотя возможно, что для их появления было достаточно самого удара ). Кроме того, некоторые исследователи интерпретируют 10-километровые тёмные пятна в окрестностях этого кратера как мелкие щитовые вулканы .
Признаков разрушения под действием силы тяжести в горах Максвелла тоже очень мало — ещё меньше, чем в соседних хребтах . Это грабены на северо-западном и южном склоне и, возможно, в окрестностях Клеопатры . Практически не затронула горы и эрозия . Но, по некоторым интерпретациям радарных снимков, несколько небольших впадин на западном склоне заполнены продуктами оползней, выветривания или извержений .
Возраст гор Максвелла неизвестен; он может измеряться десятками или сотнями миллионов лет , причём горообразование, вероятно, продолжается до сих пор . По-видимому, эти горы младше плато Лакшми . На это указывает то, что прилегающая к ним часть плато смята в складки и образует впадину, подобную желобам в земных зонах субдукции , а покрывающая плато лава нигде или почти нигде не заливает подножия гор. Среди горных хребтов Земли Иштар подобный жёлоб имеют ещё , а покрытие подножий лавой — только .
Предполагают, что в начале своей истории горы Максвелла напоминали — хребет, окаймляющий другую сторону плато Лакшми . Потом их ширина и высота сильно увеличились из-за сжатия коры, величину которого оценивают в 80 % . Блок коры двигался в сторону плато (на запад-юго-запад) и сминался в складки , перпендикулярные движению. Позже там появились слабые признаки гравитационной релаксации — грабены , расположенные в основном на северо-западном и южном краю массива . Кроме того, к самым молодым деталям рельефа этой местности относится кратер Клеопатра и, вероятно, лавовая равнина к югу от гор .
По другому мнению, неясно, раньше или позже плато Лакшми образовались горы; возможно, максимум горообразования произошёл раньше пика вулканической активности, покрывшей лавой плато. По некоторым интерпретациям стереоснимков «Магеллана», основная часть горного массива приподнята относительно северо-западной части по взбросу и сдвинута в направлении от плато. Предполагается, что это произошло несколько сотен миллионов лет назад, а равнины около гор сформировались позже . Согласно некоторым оценкам, возраст гор Максвелла больше среднего возраста поверхности Венеры .
Породы Венеры очень горячие, что даёт основания предполагать их невысокую прочность. Это ставит вопрос о том, как там могут существовать такие высокие горы почти без признаков разрушения. Например, если бы они состояли из обычного (с примесью воды) земного базальта , они простояли бы в нынешнем виде не больше нескольких миллионов лет . Следовательно, горы Максвелла состоят из очень жаропрочных пород, очень молодые или до сих пор поддерживаются каким-то активным процессом.
Возможно, горы спасает отсутствие воды в коре и мантии Венеры: если её там действительно достаточно мало, прочность пород может быть достаточной для поддержания гор такой высоты в течение сотен миллионов или даже сотен миллиардов лет. Кроме того, горы может до сих пор поддерживать какое-то движение вещества в недрах планеты , и к этой версии склоняется большинство исследователей . Её подкрепляют, в частности, потоки лавы, вытекшие когда-то из ударного кратера Клеопатра . Судя по очень большому количеству этой лавы, породы гор ещё до удара астероида были близки к плавлению и, следовательно, непрочны. Тогда существование таких гор можно объяснить только наличием поднимающих их сил. Вероятно, сформировавшее их сжатие коры продолжается до сих пор . С другой стороны, судя по хорошей сохранности упомянутого кратера, со времён его образования там не было масштабных тектонических процессов (хотя его возраст неизвестен и может быть небольшим) .
Исследование гравитационного поля в области гор Максвелла показывает, что бо́льшая часть их массы изостатически скомпенсирована . Тем не менее там наблюдается крупная (хотя и не рекордная для планеты) гравитационная аномалия , что говорит о продолжающейся поддержке гор движениями вещества мантии . Гравитационное ускорение там повышено на 0,268 Гал , а высота геоида над средним уровнем поверхности достигает 90 м . Две другие венерианские возвышенности дают более сильные аномалии, несмотря на свой меньший размер. Это возвышенность в ( гора Маат с соседней ) и в области Бета .