Техника - молодёжи 2007-06, страница 29

добно гигантским каткам, пройдя от полярных до экваториальных широт, практически полностью разрушили первичный рельеф северного полушария, вызвав понижение его уровня в среднем на 2 км.

Твёрдой поверхности планеты в районе северного полюса первой

достигла сферическая взрывная ударная волна. По мере распространения вдоль меридианов, угол падения её фронта постепенно возрастал. Когда его величина превысила 450, падающий ударный фронт слился с отражённым, и сформировалась головная ударная волна, характеризуемая более высокими давлениями. Судя по следам древнего рельефа, это произошло на -700 с.ш. Тогда высота взрыва легко определяется — 2500 км.

Фронт головной ударной волны, оказывал значительно более сильные воздействия на грунт по сравнению с падающей ударной волной, судя по наиболее пониженному участку депрессии, расположенного между 700 и 500 с.ш.

На рис. 2 показан план депрессии, выполненный на основе топографической карты Марса. За границу депрессии принята «береговая» линия, где начинает проявляться древний рельеф. Через возвышенность Фар-сида граница проведена условно, так как местность изменили вулканы. Несмотря на то, что план депрессии мало напоминает «бабочку» Тунгусского вывала (рис. 3 и 4), природа этих образований едина. Однако в марсианском варианте отношение энергии взрыва к энергии торможения ударника, по видимому, было

значительно выше, чем на Тунгуске, что повлекло за собой существенное увеличение головы «бабочки».

Здесь следует отметить, что энергия торможения есть функция площади миделя тела и зависит от квадрата его диаметра, а энергия взрыва является функцией массы тела и зависит от диаметра тела в третьей степени. В первом приближении можно принять, что соударение произошло на встречных курсах, диаметр МТ — около 100 км, плотность ~2 г/см³, угол наклона траектории -30°.

Происхождение крыльев «бабочки» в обоих случаях объясняется интерференцией взрывной и баллистической ударных волн. Если крылья тунгусской «бабочки» расположены симметрично, то у марсианской они развёрнуты по часо- вой стрелке. Разворот крыльев «бабочки» в сторону, противоположную вращению планеты, указывает, что МПА имела дифференциальное вращение: верхние её слои вращались быстрее глубинных.

Могло ли кратковременное высокое давление на грунт вызвать понижение уровня рельефа огромной территории на несколько километров? Окончательного ответа на этот вопрос не будет до получения прямых данных о составе пород, слагающих наиболее пониженные области депрессии. Пока можно лишь предположить одновременное развитие трёх процессов: механического сдавливания пород, образования высокобарных модификаций минералов с более плотной кристаллической упаковкой и продав-ливания сжатого материала в глубь подстилающих слоёв.

Однако наибольший вклад в понижение уровня рельефа, по-видимо-му, внесла вода. После завершения аккреции атмосфера охладилась, и находящаяся в ней вода выпала на поверхность планеты, пропитав литосферу. При сильном сдавливании ударными волнами верхние слои литосферы нагрелись. Это «отжало» из них влагу, что вызвало уменьшение объёма пород и последующее просе

дание рельефа.

Одно из важных последствий ме-гаимпакта — резкое изменение климата планеты. Влага и газы, поступившие в атмосферу, не только подняли её температуру, но и создали парниковый эффект. По-види-мому, послеимпактный период на Марсе был наиболее тёплым за всю его историю. Именно тогда шли дожди, и низины затоплялись водой. Но со временем атмосфера остыла, и вода вернулась в литосферу, где замерзла навсегда. Также не исключено, что еще одним следствием мегаимпакта стало изменение наклона оси вращения планеты.

ДРУГИЕ ДЕТАЛИ МАРСИАНСКОГО РЕЛЬЕФА. Если мегаимпакт произошёл 4±0,2 млрд лет назад, то плоские кратеры южного полушария гораздо древнее. Но как могли появиться плоские кратеры явно ударного происхождения на поверхности планеты, защищённой МПА?

Попутные планетозимали (зародыши планет) притягивались к Марсу и с относительно небольшими скоростями (до 10 км/с) входили в верхние слои атмосферы. При небольших углах входа планетозимали могли не разрушиться, и после мягкого торможения в атмосфере «тонули» в ней, выпадая на ещё не окрепший грунт. Оценки показывают, что их скорости в этот момент могли достигать нескольких сот м/с для тел размерами в первые километры.

Газ, сжатый в зазоре между падающим телом и поверхностью планеты, начинал с высокими скоростями растекаться в стороны, увлекая поверхностные слои ещё не окрепшего грунта, что придало кратерам плоскую форму.

Попробуем представить процесс присоединения к Марсу крупной планетозимали размерами в первые сотни километров. Наиболее вероятно, что в процессе торможения в МПА она разрушится. Образовавшийся рой обломков начнёт тонуть в атмосфере и компактно высыплется на поверхность планеты, образовав некоторую возвышенность. Первыми достигнут поверхности наиболее крупные фрагменты, затем будут выпадать всё меньшие в размерах обломки. При этом наиболее прогретой окажется подошва возвышенности, так как чем крупнее фрагменты, тем большими скоростями падения они обладали, и тем больше тепловой энергии при этом выделялось. Появились даже вулканы: сильно нагретая подошва, засыпанная свер

www.tm-magazin ,ru 27