Откуда взялась полосчатая намагниченность поверхности

Появление магнитной полосчатости на поверхности Марса – это совершенно другая история. И я могу ее объяснить.

Для этого, с целью облегчить работу Читателя, мне необходимо повторно привести, чтобы рассмотреть их совместно, две карты: гипсометрическую карту обоих полушарий Марса (рис. 11.35) и карту намагниченности его поверхности с небольшими дополнениями к ней (рис. 11.36). Но сначала давайте представим себе заполненную достаточно упругой средой сферу, по которой наносится сильный и очень быстрый удар. Если сфера – планета, то таким импактным воздействием может быть удар большого метеорита, астероида или даже планетоида. В месте удара образуется вмятина – кратер, в некоторых случаях – очень большой и очень глубокий. Но сфера у нас упругая, и ударные волны проходит через нее насквозь, образуя на противоположной стороне выпуклость. И чем мощнее удар – тем больше выпуклость. Теперь посмотрите на обе карты и сравните их. Ударные огромные и глубокие кратеры находятся в Южном полушарии – это Эллада и Аргир. А самые высокие возвышенности – Фарсида и Элизиум – расположены в Северном полушар ии, да еще на другой стороне планеты. Сравним конкретно.

- Эллада и Фарсида:

1 – Координаты их центральных точек по долготе находятся почти точно через 180 º, причем, вытянутость формы у обеих направлена в меридиональном направлении.

2 – По площади они являются самыми крупными в своем типе рельефа: Эллада имеет максимальный размер 2300 км, Фарсида – более 3000 км.

3 – Нижний уровень Эллады находится на 7 км ниже, а уровень Фарсиды – на 6 км выше среднемарсианского уровня (не считая вулканов Фарсиды!).

- Аргир и Элизиум:

1 – Координаты их центральных точек по долготе находятся примерно через 170 º, причем, оба имеют форму, близкую к округлой.

2 – У обоих диаметр порядка 1500 км.

3 – Нижний уровень Аргира находится на 5,2 км ниже, а уровень Элизиума – на 4-5 км выше среднемарсианского уровня (не считая вулкана Элизиум).

Рис. 11.35. Гипсометрическая карта,

левое полушарие: http://planetmaps.ru/images/atlas/mars-hypsometric-maps-1.jpg,

правое полушарие: http://spacegid.com/wp-content/uploads/2013/07/Gipsometricheskaya-karta.jpg.

Рис. 11.36. Карта намагниченности поверхности Марса

Следует иметь в виду, что все значения координат взяты на глаз по картам, да и сами карты поверхности Марса небезупречны. Но качественно они подтверждают предположение о том, что самые огромные импактные впадины и самые высокие плато Марса теснейшим образом связаны друг с другом. По широте таких совпадений нет по разным причинам, в том числе из-за зависимости от угла удара, от веерообразного распространения ударных волн, от изменения характера волн вследствие неоднородности внутренних слоев планеты и т.д. Кроме того, ударные волны бывают не только продольные, но еще и поперечные и даже поверхностные. Через жидкость поперечные волны не проходят. А что там у нашего Марса внутри? Вот именно.

Очень существенный момент: по карте намагниченности поверхности видно, что все четыре рассмотренные выше зоны возникли позднее той страшной катастрофы, которая привела к потере дипольной магнитосферы. Впадины и возвышенности связаны только между собой. Никаких особых проявлений намагниченности ни в тех, ни в других не обнаружено, это при том, что обе импактные впадины находятся по бокам от интенсивной зоны полосчатости.

Еще одна странность: намагниченность имеет широтное направление. Обратите внимание, где находится самая яркая часть полос обоих знаков, т.е. зона максимальной намагниченности. На карте она находится в Южном полушарии и ограничена двумя красными вертикальными линиями. По протяженности этот участок соответствует примерно 110º долготы и расположен почти точно между центрами главных возвышенностей Северного полушария. Но самая интенсивно окрашенная часть полос, ограниченная синими вертикальными линиями, имеет протяженность несколько меньшую, а именно 80º долготы, и она почти точно ограничена на севере вулканами Олимп и Элизиум. И все это не на стороне удара, а на противоположной стороне планеты! Удивительная точность!

Едва ли такие совпадения можно считать случайными. Намагниченность поверхности, да еще полосатая, связана отнюдь не с реликтовым бывшим в незапамятные времена магнитным полем, а… с кварцем, составляющим вместе с окислами железа основное покрытие поверхности Марса, а, возможно, и лежащей ниже коры. На рис. 11.37 слева на снимке приведена фотография подвижных песчаных дюн Марса, справа – кварцевый песок вперемежку с окислами железа. Да и в глубине планеты, если опять-таки отталкиваться от Земли, залежи кварца, так называемые кварциты, обычно представляют собой последовательное чередование светлых слоев кристаллов кварца и темных окислов железа (магнетит), как это показано на фотографии. Возьмите себе на заметку: кварц при определенных условиях заряжается электричеством вследствие пьезоэффекта, а магнетит сам по себе обладает ферромагнетизмом.

Рис. 11.37. Кварцевый песок Марса и земные кварциты,

слева: http://scientificrussia.ru/articles/curiosity-snyal-peschanye-dyuny-na-marse-vblizi,

справа: http://chemistry-chemists.com/N8_2013/ChemistryAndChemists_8_2013-P8-1.html

О полиморфизме кварца и его особенностях выше я уже вскользь писала. Но сейчас речь пойдет об обычном природном кварце (β-кварц), стабильном при нормальных давлении и температуре. Именно он обладает пьезоэффектом. Это означает, что при приложении растягивающих, сжимающих (ударных в том числе) и сдвиговых напряжений, на противоположных поверхностях кристалла накапливаются электрические заряды разноименных знаков. Напомню только, что величина и знак электрического заряда зависят от нескольких факторов, таких, например, как тип, направление и энергия воздействия. Причем, сам пьезоэффект в кварце наблюдается только вдоль определенных кристаллографических осей (2-го порядка), а сами эти направления называются электрическими осями.

Я уже упоминала статью Е.М. Старовойтова «О происхождении магнитных полей планет Солнечной системы» (http://liga-ivanovo.narod.ru/starov.htm) и даже цитировала ее. Поэтому считаю необходимым, чтобы указанная статья не ввела никого в заблуждение, высказать свое собственное мнение по поводу главной и, как я поняла, абсолютно оригинальной идеи ее автора. Идея не просто спорная, а, по моему мнению, глубоко ошибочная. Она заключается в том, что дополнительно к пресловутому динамо-эффекту автор выдвигает второй механизм, ответственный за наличие магнитного поля планет. Причем, оба механизма, по его мнению, сосуществуют на конкурирующей основе. Этот второй магнетизм возникает благодаря тому, что глубоко в недрах планет (примерно в нижней мантии – поближе к ядру) при очень высоких температурах находится плотный слой кварца, сжатого до неимоверных давлений, в котором, благодаря пьезоэффекту, возникает электрическая поляризация. Она порождает в теле планеты огромные токи, которые в свою очередь вызывают образование дипольного магнитного поля. Больше того, автор статьи даже предлагает формулу для расчета глубины залегания такого кварцевого слоя и, используя четыре правила арифметики, по ней подсчитывает эти уровни не только для планет земной группы, но даже для газовых гигантов – Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна! Е.М. Старовойтов не учитывает одной простой вещи: пьезоэффектом ни одна модификация кварца, кроме β-кварца, не обладает и обладать не может по определению, т.к. в них не соблюдаются основные кристаллографические параметры, отвечающие за пьезоэфект. В нижней мантии Земли (и, видимо, Венеры) могут существовать твердые кварцевые слои, но это будут слои стишовита, на худой конец, коэсита. У них намного б ó льшая плотность и сжатые, видоизмененные и уплотненные кристаллические решетки. Внешние электроны атомов, составляющих ячейку кварца, вдавливаются внутрь. Какой уж тут пьезоэффект! Даже такие модификации кварца, как тридимит и кристобалит, образующиеся при значительно более низких температурах, чем стишовит и коэсит, но способные существовать в метастабильном состоянии при нормальных температурах и давлениях, никаким пьезоэффектом не обладают. На рис. 11.38 приводится фазовая диаграмма кварца в зависимости от температуры и давления.

Рис. 11.38. Фазовая диаграмма кварца,

https://injzashita.com/images/minerals/mineralogy-40.png

Такая диаграмма показывает, какая модификация кварца будет устойчивой при определенных сочетаниях температуры и давления.

Это было просто небольшое пояснение. Возвращаюсь к марсианскому кварцу. Простите за излишние подробности, но поскольку здесь мною предлагаются совершенно новые толкования марсианских магнитных аномалий, считаю основательную аргументацию такого подхода совершенно необходимой.

Для этого снова придется обратиться к карте намагниченности поверхности Марса. На этот раз пришлось над нею весьма поразмыслить, слегка ее изменить и выполнить некоторые дополнительные построения (рис. 11.39).

Рис. 11.39. Дополнительные построения на карте намагниченности поверхности

На рисунке приведены две карты одного и того же, но нижняя карта представляет собой разрезанную пополам верхнюю, сложенную так, чтобы в центре оказалось нулевое (360-и градусное) деление долготы. Дополнительно на обеих картах, кроме красных и синих вертикалей, проведены еще две лиловые. Синие и красные линии, ограничивающие зону максимальной намагниченности на исходной карте и, по сути дела, упирающиеся в вулканы Фарсиды и Элизиума, выше уже обсуждались. Но поскольку глубочайшие кратеры (Эллада и Аргир) связаны с высочайшими горными поднятиями (Фарсидой и Элизиумом), мне показалось интересным проследить, на каком расстоянии друг от друга находятся Эллада и Аргир и не связаны ли они с зоной максимальной намагниченности находясь на противоположной стороне планеты. Для этого на нижней карте были проведены вертикали лилового цвета, ограничивающие зону, где полосчатость затрагивает и Северное полушарие. Протяженность зоны по долготе составляет 170º. Затем по координатам долготы они были перенесены на верхнюю карту. И вот когда карты выстроишь друг под другом и, вспомнив арифметику, отнимешь или сложишь цифры долготы, то… получается нечто удивительное. Намагниченность существенно отличается. В зоне максимума, особенно в южной ее части, полосы широки, непрерывны и параллельны (во всяком случае, до –30º ю.ш.). В противоположной зоне они значительно слабее, разорванные, их параллельность в некоторых местах нарушается. Кроме того, они значительно сдвинуты к северу, причем, одна, очень протяженная по долготе (около 150-160º) и непрерывная полоса, по широте находится в Северной полярной зоне (примерно 70 – 85º с.ш.), а по долготе – над южными кратерами Элладой и Аргиром.

Все вышесказанное позволяет предположить, что в формировании поверхности Марса были задействованы не одна, а несколько сильнейших катастроф. Их желательно было бы разделить. Не считая мелких, я вижу, по крайней мере, две очень большие катастрофы, более поздняя из них, может быть, состояла из двух, но близких по времени этапов.

Первая катастрофа – та, о которой все пишут. Она была еще в те далекие времена, когда формировался не только Марс, но и вся Солнечная система. Произошло столкновение с очень крупным космическим телом. Именно та катастрофа уничтожила магнитное поле Марса и сместила его центр тяжести в сторону Южного полушария. Возможно, именно тогда образовалась и дихотомия планеты: огромный котлован в зоне Северного полюса и выпуклая часть Южного полушария. Северная часть планеты была вырвана вместе с ее литосферой и частично с мантией, а поверхность котлована либо сама частично подплавилась от удара, либо была заполнена магматическими массами. Какие же кратеры в зоне удара могли уцелеть после такого ужасающего бедствия для планеты! Считается, что именно поэтому в северной части гигантский и почти гладкий котлован, а в южной – выпуклость, огромное количество кратеров, имеются глубочайшие каньоны, провалы, хаотические нагромождения многокилометровых блоков скальных пород и прочее. Чего стоит огромный каньон, похожий на шрам-разлом, имеющий до 7 км глубины, 200 с лишним километров ширины и длину в четверть периметра окружности, опоясывающей Марс!

Но, позвольте, меня смущает один момент: если все описанное происходило на границе Нойской и Гесперийской эр, т.е. около 3 млрд. лет назад, то почему в северном котловане практически нет кратеров? Что, бомбардировка прекратилась сразу после Нойской эры? Ой, ли? Ведь в Южном полушарии встречаются и кратеры с сохранившейся древней намагниченностью дипольного поля и кратеры, не имеющие оной. Я бы, пожалуй, считала, что северная огромная воронка образовалась в результате другого, более позднего трагического для всей Солнечной системы события, уничтожившего планету между Марсом и Юпитером. Марс был рядом! Как можно не верить Дендерскому Зодиаку – единственному очень древнему артефакту, зафиксировавшему это событие документально?

А затем последовала следующая очень большая катастрофа, оставившая в Южном полушарии Марса два глубоких следа – импактные кратеры Эллада и Аргир. Возможно, они образовались неодновременно. Но это для нас не столь существенно. Результат налицо… в виде полосчатой намагниченной структуры поверхности на противоположной стороне от Эллады и Аргира.

http://divinecosmos.e-puzzle.ru/list.php?c=pavlova_3

Сейсмические волны внутри планеты

Для того чтобы объяснить, каким образом получилась такая странная аномалия, мне придется дать небольшое пояснение по поводу того, как проходят сейсмические волны внутри планеты. Почему сейсмические? Потому, что это волны деформации поверхности и внутренней части, и о них у нас имеется накопленная информация (пусть иногда противоречивая). По импактным воздействиям ее практически нет, но деформация от удара должна распространяться в теле планеты примерно таким же образом. Разумеется, в качестве примера нам опять послужит Земля.

Колебания, которые распространяются от эпицентра землетрясений (в нашем случае – от точки удара) в направлении центра планеты, называются первичными или продольными (обозначаются обычно как p-волны). Их движе­ние имеет тот же характер, что и звуковые волны, т. е. при своем распространении они попеременно давят на горные породы (сжи­мают их) или создают в них разрежение (растягивают их). А в перпендикулярном к своему направлению они порождают вторичные, так называемые поперечные, волны (обозначаемые как s-волны). При своем распространении поперечные волны сдвигают частицы вещества в сто­роны, под прямым углом к направлению продвижения. Именно они при землетрясениях раскачивают все на своем пути вверх-вниз и из стороны в сторо­ну и смещают поверхность, как по вертикали, так и по го­ризонтали.

Но существуют еще волны третьего типа, так называемые поверх­ностные, поскольку их распространение ограничено зоной, близкой к поверхности. Такие волны подобны ря­би, расходящейся по поверхности озера.

Продольные волны, как я уже писала, проходят и через твердые и через жидкие среды, поперечные – только через твердые. Именно на этом основании и строится общепринятая схема внутреннего строения Земли. Для остальных случаев в основном срабатывает ненадежный принцип аналогии. Пояснение о том, что представляют собой продольные (1), поперечные (2) и поверхностные (3, 4) волны можно видеть на рис. 11.40:

Рис. 11.40. Типы сейсмических волн,

http://survincity.ru/2012/03/tipy-sejsmicheskix-voln-voznikayushhix-pri/

Ниже (на рис. 11.41) показано, как продольные и поперечные волны проходят через внутренние зоны Земли. И те и другие до ядра проходят беспрепятственно. А потом их характер меняется.

Рис. 11.41. Прохождение сейсмических волн сквозь толщу Земли

Левая часть рисунка показывает распространение продольных волн, правая – поперечных. Продольные волны только частично проходят через ядро, как показано слева. Поперечные волны вторичны, они слабее, распространяются в поперечном направлении, имеют меньшую скорость и не проходят через ядро.

Рассмотрим в нашем случае сначала идеализированный вариант. Допустим для упрощения, что удар был один, скажем тот, который преподнес Марсу Элладу. Представим себе, что вверху в центре окружности мы имеем не эпицентр землетрясения, а точку удара, в результате которого образовался кратер Эллада. Характер распространения волн будем считать аналогичным волнам землетрясения.

Все углы взяты по долготе с вышеприведенной карты намагниченности поверхности с моими дополнительными построениями. Давайте представим себе Марс в разрезе по широте кратеров Эллада и Аргир, т.е. в районе ‒50 º ю.ш. Тогда схема выглядела бы примерно так, как она изображена на рис. 11.42 с моими дополнительными обозначениями по периметру разреза зон полосчатости с учетом их окраски.

Рис. 11.42. Возможная схема прохождения ударной волны на Марсе

По периметру окружности, условно соответствующей поверхности Марса по параллели

‒50 º ю.ш., красным, синим и желтым цветом я попыталась отразить, конечно, совершенно условно, примерное распределение полос по цвету, принятому на карте намагниченности поверхности. Прямо на противоположной удару стороне планеты мы получим прошедшие насквозь через ядро попеременные волны сжатия и растяжения. Пучок их весьма уплотненный. Именно в этой зоне на карте намагниченности поверхности Марса мы имеем самые яркие красные и синие параллельные полосы (с полями обратных знаков). Причем, заметьте: на эталонной схеме с одним очагом землетрясения протяженность противоположной эпицентру зоны соответствует 76 º долготы, а по карте намагниченности с максимально интенсивной окраской синих и красных полос (между темно-синими полосами) она составляет 80 º, что при такой погрешности построения показывает практически идеальное совпадение.

А это означает, что в дело вступил кварц. Растяжение и сжатие дают противоположную электрическую поляризацию кварца. Более того, распределение намагниченности поверхности по всей планете, разделенное мною на карте на глаз, вполне совпадает с исходной картой распространения сейсмических продольных волн. А если есть электрический заряд, то есть и магнитное поле.

Справа тоже полное совпадение, только разрез должен рассматриваться севернее, примерно по экватору. Поперечная волна распространяется на широкую область вокруг центра импактного события и вносит прерывистость и некоторый разнобой в строгую направленность намагниченных полос. А возможно, причиной проявления прерывистости и нарушения строгой направленности полос в зоне до 103 º по обе стороны от точки удара является наложение друг на друга продольных и поперечных волн. И не забывайте, что есть еще и поверхностные волны. Они, конечно, слабее, но ведь на Марсе практически вся поверхность – сплошной кварцевый песок (с примесью окислов железа).

Будем рассуждать так. Даже по предположению официальной науки, внутри Марса температуры и давления намного меньше, чем внутри Земли. Едва ли там образуются стишовит и даже коэсит. Бог с ним с ядром и нижними слоями мантии, но в средних и верхних слоях мантии кварц должен присутствовать в очень больших количествах, а в коре-то уж точно в той модификации, которая (единственная для кварца!) обладает пьезоэффектом. Введите деформационное воздействие импактной волны – и кварц зарядится, причем именно полосами.

Дальше идет мое личное предположение по поводу полос в верхней части Северного полушария. В результате одной из предшествовавших катастроф огромный северный кусок поверхности и внутренних слоев Марса исчез (куда – в данный момент для нас неважно). Исчез вместе с содержащимся в нем кварцем. В результате невероятного взрыва оставшийся кварц почти целиком превратился в компактные и твердые модификации стишовита и коэсита. Вот их-то обязательно следует там поискать! Но, видимо, до такого рода исследований у марсоходов «руки не дошли», да и задачу никто не сформулировал. «Нормального» кварца в северной котловине мало – возможно, жалкие остатки первичного плюс занесенный невероятно сильными на поверхности Марса песчаными бурями песок. Поэтому и полосы в основном отсутствуют.

Но не будем забывать, что мы говорим не об одном, а о двух глубоких импактных кратерах, к тому же расположенных достаточно близко и на одном уровне по широте. Это дает возможность предположить, что удары произошли одновременно, или почти одновременно, а оба «агрессора» были самыми крупными кусками огромного раздробившегося космического тела. Ударные волны тоже наложились друг на друга. С учетом этого, зоны полосчатости должны несколько исказиться и их границы (условные) стать более размытыми. Для суммарного учета обоих импактных событий предлагаю вам следующий вариант схемы продольных колебаний (рис. 11.43):

Рис. 11.43. Возможная схема продольных волн для двух импактных событий на Марсе

Здесь мы видим все те же зоны на поверхности планеты, только края их несколько размыты, поэтому четко их обозначить на таких картах практически невозможно. Явно выражены: зона максимальной интенсивности электрических полей, расширившаяся с 80 до 110 º, зона «дезорганизованной» полосчатости с противоположной ей стороны и даже зоны с малым количеством полос, которые можно соотнести с теневыми зонами продольных колебаний. Кроме всего прочего, мы еще не учитываем поверхностные волны, а они, не проходя через тело планеты, распространяются радиально на существенные расстояния вокруг мест ударов и свою лепту в нарушение порядка вносят. Конечно, картина получается несколько смазанной из-за наложения разного типа колебаний, возникших при двойном ударе.

http://divinecosmos.e-puzzle.ru/list.php?c=pavlova_3

И снова о кварце

В самое последнее время благодаря информации, полученной от марсохода «Куриосити» (что означает «Любопытство»), кварц весьма озадачил ученых, принимающих непосредственное участие в проекте. По этому поводу появился ряд публикаций НАСА, например, http://mars.jpl.nasa.gov/msl/ и http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=4799. Даже статья по последней ссылке, датированная 17.12.2015, так и называется: «Породы, богатые кварцем, задали головоломки команде марсохода». И вот почему: основной задачей для марсохода было изучение грунта в пограничной зоне на стыке разных геологических формаций. Эксперимент должен был позволить по составу поверхностных осадочных пород получить информацию о наличии влажного периода в «биографии» Марса. Ниже приведена карта, на которой показано место посадки «Куриосити» (рис. 11.44). Посмотрите по верхней карте, как удачно выбрана точка посадки: чуть ниже экватора и на границе низменной и высотной частей Марса.

А под этой картой представлена детализация. Марсоход был посажен внутри довольно большого кратера Гейл у его южного склона (диаметр кратера составляет 154 км). И уже на склоне было обнаружено веерное распределение осадочных пород, подтверждавшее былое наличие текущей воды. Предполагается, что о тложения накапливались в течение 2 млрд. лет. В центре кратера располагается конус высотой 5,5 км – гора Шарп (или гора Эолус). Орбитальные снимки и химический анализ грунта показали, что марсоход находится в пограничной зоне между слагающими породами дна кратера Гейл и коренными выходами пластов горы Шарп.

Рис. 11.44. Место посадки марсохода «Куриосити»

Для того чтобы достичь главной цели своей экспедиции – макушки горы Шарп – «Куриосити» должен был сначала спуститься по склону кратера, преодолеть движущиеся песчаные дюны и достичь подножья горы, как это показано на рис. 11.45, тоже состоящем из двух частей.

Рис. 11.45. Движение марсохода «Куриосити» в начале пути

Вверху показан маршрут движения марсохода от точки посадки до его нынешнего положения, а под ним – места отбора проб для анализа и шкала, на которой в цвете показано содержание в пробах кремнезема (кварца).

По представленным изображениям можно сделать заключение о том, что по мере продвижения в направлении вершины г оры даже у ее подножья содержание.SiO ₂ заметно увеличивается. Но, как с удивлением отмечается в статье «Породы, богатые кварцем, задали головоломки команде марсохода», это был не обычный кварцевый песок, а более высокотемпературная модификация кварца – тридимит. Ранее в точках, обозначенных на некоторых картах как Big Sky (Большое Небо) и Chem Cam (Химическое Поднятие), уже было обнаружено неожиданно высокое содержание кремнезема, но в виде тридимита. В упомянутой выше статье говорится:

"То, что мы видим на горе Шарп резко отличается от того, что мы видели в первые два года работы миссии", – сказал Эшвин Васавада, ученый из лаборатории реактивных двигателей (проект «Куриосити»). "Там так много изменчивости в пределах относительно короткого расстояния! Диоксид кремния является одним из показателей изменения химии процессов. Это такое многогранное и любопытное открытие, что нам потребуется дополнительное время для выяснения этого." (http://mars.jpl.nasa.gov/msl/)

Снимки горы Шарп издали и у подножья, сделанные Куриосити, смотрите на рис. 11.46. На снимке у подножья, сделанном с близкого расстояния, четко видно слоистое строение горы.

Рис. 11.46. Гора Шарп, к которой направлен путь «Куриосити»

Кварц их поразил и «задал головоломки»! Наконец-то, как сказал незабвенный сын турецкоподданного Остап-Сулейман-Берта-Мария Бендер-бей Задунайский, а вслед за ним готова повторить и я: «Лед тронулся, господа присяжные заседатели!.». Правда, от командования парадом в любом случае отказываюсь.

Но все-таки я совершенно убеждена в правильности моей трактовки полосчатой намагниченности, обусловленной импактным воздействием на Марс.

http://divinecosmos.e-puzzle.ru/list.php?c=pavlova_3

Поляризация кварца на поверхности планеты

Осталось разобраться с тем кварцем, который устилает большую часть поверхности Марса. Там, где не было никаких деформационных воздействий, он представляет собой обычный β-кварц. Там же, где деформационные воздействия имели место, образуется электрически поляризованный β-кварц, который иногда в литературе называют шок-кварцем. Такой измененный кварц по-английски называется shocked quartz, что можно перевести как «кварц, полученный в результате удара». Это тот же β-кварц, но только претерпевший внутрикристаллические сдвиги. На поверхности такого типа кристаллов деформация выражается появлением параллельных полос. На Земле его можно найти везде в тонком слое на границе между меловыми и третичными породами (относящимися примерно к периоду 70-60 млн. лет до н.э.).

На рис. 11.47 под номерами 1, 2, 3 показана структура shocked quartz, под номером 4 слева для сравнения приведена структура обычного кварца, а справа shocked quartz.

Рис 11.47. Структура кварца,

1: http://sipse.com/cont/yuc/Mérida/foto1.jpg

2: http://mail.colonial.net/~hkaiter/miscimages/shocklquartz.jpg

3: http://www.saturniancosmology.org/files/impact/Sect18_4_files/shocklamallae.jpg

4: http://www.jzepcevski.com/wp-content/uploads/2014/01/Image2ShockedQuartz-300x107.jpg

Итак, можно предположить, что и где следует искать:

― стишови т и коэсит (а также алмазы, но они уже «из другой оперы») – непосредственно в глубинах кратеров от очень мощных ударов (- по их склонам или вдали от эпицентра событий могут образоваться тридимит и кристобалит);

― тридимит и кристобалит – в кратерах от менее мощных ударов;

― поляризованный β - кварц (шок-кварц) – в местах планеты, прямо пр отивоположных мощным импактным кратерам, а также в зонах поперечных и поверхностных волн вокруг таких кратеров;

― неполяризованный и электрически поляризованный в результате случайных деформаций β-кварц. – по всей остальной поверхности.

Предыдущий абзац был написан в марте месяце 2016 года, а в июне появилась публикация о том, что «Куриосити» обнаружил в кратере Гейл… тридимит. Статья называлась «Куриосити» обнаружил на Марсе земные камни» (https://rg.ru/2016/06/23/curiosity-obnaruzhil-na-marse-zemnye-kamni.html).

Рис. 11.48. «Куриосити» во всей красе

В самом начале была фотография, приведенная на рис. 11.48, а статья гласила следующее:

- Тридимит характерен для нашей планеты, он ассоциируется с процессами вулканизма и образованием кремниевой лавы. До сих пор ученые считали, что на Марсе подобные процессы не происходили. Поэтому находка их изрядно озадачила.

- «На Земле тридимит возникает при очень высоких температурах в ходе процесса, называемого "кремнеземным вулканизмом", ‒ говорит Ричард Моррис из Центра космических полетов NASA в Хьюстоне. ‒ Сочетание большой доли кремнезема и высоких температур в таких вулканах порождает тридимит. Вероятно, он оказался на дне озера в кратере Гейл в результате эрозии вулканических пород».

- Ранее считалось, что на Марсе доминировал так называемый базальтовый вулканизм, характеризующийся большим содержанием металлов в лаве и более высокой плотностью извергаемых пород. Что касается кремнеземного вулканизма, то ученые полагали, что он вряд ли присутствовал на Красной планете. Неожиданное открытие вынуждает исследователей изменить взгляд на историю формирования Марса.

Вот уж действительно – прямо по Козьме Пруткову: «Узкий специалист подобен флюсу: полнота его односторонняя». Вулканизм – и только. А посмотреть на геологическую структуру той местности, по которой движется, все фотографирует и берет пробы «Куриосити» никак нельзя? Снимков «Куриосити-Любопытство» наделал уйму. Там вулканизмом и не пахнет! И нигде не говорится, что этот кратер вулканический. Посмотрите на следующую фотографию, опубликованную совсем недавно – 9 сентября этого года (рис. 11.49). Она из другой статьи – «Марс Ровер рассматривает захватывающие слоистые горные формирования» (http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=6618).

Рис. 11.49. Слоистые структуры предгорья горы Шарп в кратере Гейл

В статье говорится:

Марсианские холмы и столовые горы, возвышающиеся над поверхностью, являются остатками разрушившегося древнего песчаника, что произошло из-за ветров уже после того, как сформировалась гора Шарп.

И ни слова о вулканизме. Кратер Гейл – не очень крупный. Поэтому стишовита, коэсита и алмазов «Куриосити» там не нашел, а тридимит – уже кое-что!

http://divinecosmos.e-puzzle.ru/list.php?c=pavlova_3

11.6.9. «Полярные» сияния на Марсе

Хотелось бы отметить, что наличие выраженной электрической поляризации поверхности должно приводить к сильной ее наэлектризованности. Марс – это ярко выраженный электрический конденсатор, некая лейденская банка размером с планету. Даже страшно себе представить уровень статического электричества и наэлектризованность планеты во время многочисленных и очень сильных песчаных бурь.

Поэтому последнее, о чем мне кажется необходимым рассказать, заканчивая главу о Марсе, ‒ это «полярные» сияния (это явление часто называют «авророй»). Слово «полярные» употребляется по аналогии с похожим явлением на других планетах, но взято в кавычки из-за того, что они, во-первых, не полярные, а во-вторых, имеют место только в Южном полушарии Марса.

Привожу сокращенно очень интересную информацию по материалам http://news.discovery.com/space/astronomy/epic-auroras-throughout-the-solar-system-151116.htm и http://www.vesti.ru/doc.html?id=2686489. Команда французских исследователей по результатам 10-летних наблюдений зонда «Марс-Экспресс» (Европейское Космическое Агентство) создала карту ультрафиолетовых «полярных сияний» Красной планеты. Эта карта приведена на рис. 11.50.

Рис. 11.50. Ультрафиолетовые сияния в южной части Марса

Оказывается, и Марс, несмотря на маленькое магнитное поле, к удивлению ученых, может радовать наблюдателей «полярным» сиянием. И причиной тому – «остаточный магнетизм» в его коре, которого как раз хватит, чтобы создать световое шоу, как сообщает ЕКА. Обратите внимание на географические координаты яркого участка и сравните с картой намагниченности поверхности. Обнаруживается это удивительное для такой хилой магнитосферы явление от Южного полюса и до экватора точно над зоной самой интенсивной магнитной полосчатости. И больше нигде!

Ультрафиолетовые сияния на Марсе очень редки (за 113 проходов аппарата «Марс-Экспресс» над ночной стороной планеты зарегистрировано всего около 20 таких событий). Они непредсказуемы и обычно длятся несколько секунд. По мнению ученых, появляются яркие сияния, когда линии магнитного поля в каком-то одном месте «открываются», словно зонтик, давая доступ высокоэнергетическому солнечному ветру. Последний взаимодействует с углекислым газом и различными атомами и молекулами атмосферы, в результате чего и появляется ультрафиолетовое излучение.

Марсианские «полярные» сияния сильно отличаются от аврор других планет, которые обычно наблюдаются в полярных зонах и связаны с раскрытием силовых линий вблизи магнитных полюсов. Таких полюсов на Марсе нет, но в наличии имеются стыки различным образом заряженных параллельных намагниченных полос с «лежачим» полуцилиндрическим полем над каждой. Вот по всей длине стыков и образуются мини-раскрытия полей для проникновения солнечного ветра. На яркие зрелища полярных сияний в оптическом диапазоне, как на Земле, у Марса силенок не хватает, а в ультрафиолете – пожалуйста. Как и на других планетах, авроральные эффекты на Марсе увеличиваются во время сильных солнечных вспышек.

http://divinecosmos.e-puzzle.ru/list.php?c=pavlova_3

Гл. 12. ЮПИТЕР

Неинтересного во Вселенной не бывает. А Юпитер – это вообще нечто особенное! В процессе изложения материала иногда я буду отвлекаться от главной линии, которой стараюсь придерживаться в книге, и останавливаться на некоторых интересных, но не очень широко известных фактах, касающихся Юпитера.

До последнеговремени исследование Юпитера проводилось с помощью наземных и космических телескопов и восьми автоматических космических зондов, проходящих к своим основным целям. Перечислю их, но подробнее остановлюсь только на «Пионерах» и «Вояджерах» (в скобках указана дата нахождения вблизи Юпитера): «Пионер 10» – 1973 г., «Пионер 11» – 1974 г., «Вояджеры 1 и 2» – оба 1979 г. (запущенные с разницей в 16 дней), «Улисс» – 1992 и 2004 г. г., «Кассини» – 2000 г., «Новые горизонты» – 2007 г. «Юнона» – пока единственный «целевой» юпитерианский космический зонд ‒ должен выйти на запланированную орбиту вокруг Юпитера летом 2016 года. Возможность использования для исследования Юпитера проходящих мимо зондов связана не только с огромным научным интересом к этой планете, но и с его важнейшей ролью в качестве корректирующего инструмента для вывода космических кораблей на заданные орбиты. Такими «корректорами» работают также и другие планеты-гиганты (Сатурн, в меньшей степени Уран и Нептун), но чаще всего используется огромное гравитационное воздействие Юпитера, позволяющее добиться требуемых параметров расчетных траекторий с минимальными затратами топлива.

На этой теме подробно останавливаться не буду, ниже только приведу рис. 12.1, на котором показаны траектории полета зондов «Пионер 10», «Пионер 11» (вверху), «Вояджер 1» и «Вояджер 2» (внизу), и дам некоторые пояснения. Все упомянутые зонды были запущены еще в 70-х годах прошлого века. Мне этот материал очень понадобится, когда мы будем рассматривать окраины Солнечной системы.

Рис. 12.1. Начальные траектории зондов «Пионер» и «Вояджер»

Начнем с «Пионеров». За основу схемы полета обоих зондов использован рисунок с http://www.airports-worldwide.com/img/wikipedia/space_356994628.png. «Пионера 10» в конце 1974 года развернул в нужном направлении Юпитер, после чего зонд направился в сторону созвездия Тельца. Если ничто не изменит его траектории в дальнейшем (а это тот еще вопрос!), то где-то через 1,7 миллиона наших земных лет посланец Земли окажется вблизи звезды Альдебаран (α -Тельца).

Над «Пионером 11» пришлось потрудиться не только Юпитеру, но и Сатурну. Первый, как показано на той же схеме снизу, развернул его в противоположную сторону и перевел из полета под плоскостью эклиптики в полет над нею. Со вторым встреча произошла в конце 1979 года. Сатурн в свою очередь скорректировал его угол по отношению к эклиптике и отправил в дальнейший путь. Обратите внимание на то, что они пошли не только в разные стороны, но и под разными углами по отношению к эклиптике.

В настоящее время оба зонда сигналов больше не подают, но они задали ученым неожиданную задачку, которая окончательно не решена до сих пор. По непонятным причинам зонды сами начали изменять траектории полета. После пересечения орбиты Плутона «Пионеры» стали отклоняться от заданной траектории. Сначала «Пионер-10» ушел от рассчитанной траектории на четыреста тысяч километров! А за ним и «Пионер-11», летящий в противоположную сторону, в точности повторил маневр своего предшественника! Аномалия была обнаружена в 1998 году, когда оба зонда отдалились на 13 миллиардов километров от Солнца. Скорость начала замедляться с ускорением 0,9 нм/сек ². Но это едва ли могло быть вызвано влиянием солнечной гравитации. К тому времени в зондах уже не осталось горючего, летели они по инерции в космическом вакууме. А скорость замедлялась. Предположений было высказано множество, но на данный момент основная научная точка зрения состоит в том, что этот эффект мог быть связан с одним из конструктивных узлов, в котором за счет электрического тока может возникнуть очень слабая реактивная тяга. Но однозначно вопрос так и не решен. На других зондах ничего подобного отмечено не было.

Теперь обратимся к «Вояджерам» (http://voyager.jpl.nasa.gov/where/index.html ‒ нижний рисунок).

Нумерация их может показаться странной, т.к. «Вояджер 2» был запущен на 16 дней раньше, чем «Вояджер 1». Но, уже подлетая к Юпитеру, «Вояджер 1» обогнал своего собрата на целых 4 месяца и вырвался вперед. Юпитер четко сориентировал обоих на Сатурн. А мимо Сатурна «Вояджер 1» прошел на 8 с лишним месяцев раньше своего собрата. Мало того, что Сатурн поддал им обоим по хорошему пинку, но еще и достаточно круто развернул по отношению друг к другу и к эклиптике. В дальнейшем траекторию «Вояджера 2» корректировали дополнительно Уран и Нептун.

В настоящее время оба аппарата находятся у границы Солнечной системы, продолжают оставаться в работоспособном состоянии и передают информацию на Землю, чего, по большому счету, от них никто не ожидал.

Мне кажется, Читателю должно быть интересно посмотреть на карту неба и представить себе, где бы мы увидели сегодня «Пионеров» и «Вояджеров», если бы имели подходящий телескоп. Из-за удаленности космических аппаратов координаты их практически не меняются, и они на обозримые тысячелетия останутся в тех же созвездиях, что и на представленных ниже картах. Карты перед Вами на следующем рис. 12.2.

Итак: «Пионер 10» находится в созвездии Телец, «Пионер 11» – в созвездии Щит, «Вояджер 1» – в созвездии Змееносец, «Вояджер 2» – в созвездии Телескоп. На карте еще есть зонд «Новые горизонты» в Стрельце, но он надолго останется у Плутона, и будет перемещаться по небу вместе с ним.

Рис. 12.2. Координаты зондов на звездной карте,

http://www.astromyth.ru/Astronomy/Interstellar.htm

На этом вступительную часть к разделу о Юпитере позвольте закончить и приступить к общей характеристике этой удивительной планеты.

http://divinecosmos.e-puzzle.ru/list.php?c=pavlova_3

12.1. Общ а я информация

Основная цифирь данного параграфа приводится по данным Википедии. На информацию, заимствованную из других источников, будут приведены ссылки.

Начнем с того, что Юпитер совершенно не похож на планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс). С него начинается группа газовых гигантов. Кроме Юпитера, в нее входят Сатурн, Уран и Нептун. Размеры их для удобства сравнения приводятся на рис. 12.3.

Рис. 12.3. Сравнительные размеры планет-гигантов,

http://mtdata.ru/u9/photoD1FC/20029023483-0/original.jpg

Юпитер – самая большая планета Солнечной системы. Его экваториальный радиус равен 71,4 тыс. км, что в 11,2 раза превышает радиус Земли. Для визуального сопоставления размеров на рис.12.4 приведены фотографии Юпитера и Земли с соблюдением масштаба.

Рис. 12. 4. Сравнительные размеры Юпитера и Земли,

http://www.first-moon.de/Graphics_big/10901.jpg

Юпитер – прекрасный объект для наблюдений, сияющий ровным белым светом. На ночном небе он третий по яркости после Луны и Венеры. В простейший телескоп или даже в хороший бинокль видны четыре гигантских спутника Юпитера, открытые еще в 1610 году Галилеем.

Поэтому Ио, Европа, Ганимед и Каллисто известны как Галилеевы спутники. Все они значительно больше нашей Луны. Как эти спутники выглядят при наблюдении через бинокль, можно увидеть на следующей фотографии (рис. 12.5):

Рис. 12.5. Юпитер и его Галилеевы спутники (бинокль)

- Ганимед является самым большим спутником в нашей Солнечной системе, он даже больше, чем Меркурий и Плутон. Кроме того, это единственный известный спутник, у которого есть собственное магнитное поле.

- Ио является самым активным вулканическим телом в нашей Солнечной системе. Сера, выбрасываемая из его вулканов, придает Ио желтовато-оранжевый вид. В результате наблюдений на поверхности Ио выявлено около 150 активных вулканов; всего же, по оценкам, вулканов на спутнике около 400. Ио входит в число четырех известных в настоящее время космических тел Солнечной системы, на которых идут процессы вулканической активности. Помимо Ио, это Земля, спутник Сатурна Энцелад, спутник Нептуна Тритон и, возможно, Венера, однако активных вулканов на ней пока не обнаружено. Как говорят студенты, вопрос ученым «на засыпку»: откуда в спутнике берется такая тепловая мощь?

Поверхность Европы состоит в основном из водяного льда, который может прятать под коркой жидкий океан.

Под корками Каллисто и - Ганимеда тоже могут существовать ледяные океаны. Из четырех лун Галилея Каллисто имеет самую низкую отражательную способность. Это говорит о том, что его поверхность может состоять из темного и бесцветного камня.

Общее количество спутников Юпитера велико. Уже сейчас насчитывается более шестидесяти. Все крупные спутники Юпитера вращаются синхронно и всегда обращены к своему сюзерену одной стороной, как и Луна к Земле. Остальные спутники намного меньше и представляют собой скалистые тела неправильной формы. Среди них есть обращающиеся в обратную сторону.

Большая полуось орбиты Юпитера равна 5,2 а.е., эксцентриситет орбиты е = 0,0489, период обращения по орбите составляет 11,867 лет. Наклон плоскости орбиты к плоскости эклиптики – 1 ° 18´17". Период вращения вокруг оси – 9 часов 55 минут. Каждая точка экватора движется со скоростью 45 тысяч километров в час. Так как Юпитер – не твердый шар, его экваториальные части вращаются быстрее, чем приполярные. Из-за действия центробежных сил Юпитер заметно сплющен (коэффициент сжатия больше 6%). Ось вращения Юпитера почти перпендикулярна его орбите (угол наклона оси составляет 3,13º), следовательно, на планете нет смен времен года.

Масса Юпитера в 2,47 раза превышает суммарную массу всех остальных планет Солнечной системы, вместе взятых, массу Земли – в 317,8 раз, а массе Солнца уступает примерно в 1000 раз. Плотность Юпитера (1,326 г/см ³) приблизительно равна плотности Солнца и в 4,16 раз уступает плотности Земли (5,515 г/см ³). Сила тяжести на его поверхности, за которую обычно принимают верхний слой облаков, более чем в 2,4 раза превосходит земную. Это соответствует ускорению свободного падения 24,79 м/с ² на Юпитере против 9,80 м/с ² для Земли. Радиус Юпитера составляет 71492 км.

Состав Юпитера: около 90% водорода и 10% гелия (плюс метан, вода и аммоний). Считается, что он отражает состав изначальной смеси, из которой создаются все планеты. Но его состав не точно такой, как у изначальной смеси. Поэтому для ученых вопрос о том, как именно формировался Юпитер и сама Солнечная система, остается открытым.

Мне доводилось в литературе встречать мысль о том, что Юпитер – как бы несостоявшаяся звезда. Ему просто изначально не хватило массы, чтобы «зажечь свой собственный термоядерный реактор». Встречается и предположение о том, что в будущем Юпитер может «разгореться» и превратиться во второе Солнце в нашей системе. Если уважаемый Читатель внимательно читает данную книгу, то он, конечно, понимает, что я ни ту, ни другую точку зрения разделить не могу.

http://divinecosmos.e-puzzle.ru/list.php?c=pavlova_3

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: