(Ворая редакция, сокращенный вариант. Полная версия по адресу:
Формирование адекватного представления об устройстве мира зависит от точности интерпретации наблюдаемых природных явлений и их остаточных проявлений.
Возникновение Солнечной системы – одна из тайн природы, без раскрытия которой невозможно составить достаточно полную картину мироздания. Для разгадки этой тайны необходимо знать кроме многого прочего и процесс возникновения планет. Такое знание невозможно получить непосредственным исследованием, т.к. интересующие нас явления не только недоступны нашим возможностям, но и в природе безвозвратно ушли в историю. Однако, используя комплексный подход и метод исследования «черного ящика» можно и в этой ситуации достаточно точно восстанавливать некоторые прошлые события.
Современные достижения техники позволяют нам заглянуть практически в любой уголок Солнечной системы и даже производить там некоторые прямые исследования литосферы планет. Наибольшие возможности пока предоставляют фотографии внешнего облика планет. Одним из продуктивных направлений в исследовании генезиса планет является изучение их кратеров. По форме кратеров, их размерам и распределению по поверхности планет производится оценка состояния космического населения Солнечной системы в разные эпохи.
Используя при этом еще и огромный арсенал знаний, полученный в результате исследования геологической истории Земли, можно достаточно точно восстановить некоторые реальные процессы, происходившие при формировании Солнечной системы. При этом очень важно правильно интерпретировать наши наблюдения, чтобы возможные ошибки не послужили началом расширяющейся последовательности ложных построений.
Общепринятая интерпретация одного из самых информативных лунных объектов представляется весьма сомнительной. Речь идет о гравитационной аномалии на южном полюсе Луны, представляемой ударным кратером Бассейна Южного полюса Луны под именем Эйткен.
Вот краткое типичное описание кратера, которое почти дословно приводится во всех справочных изданиях. «Бассейн Южного полюса Луны — Эйткен — лунный ударный кратер. Приблизительно 2500 километров в диаметре и 13 километров глубиной. Это крупнейший из известных ударных кратеров во всей Солнечной системе».
На самом деле глубина кратера около 6 км, а 13 км это максимальный перепад высот от вершины гребня до дна кратера. И все-таки, кратер потрясающе велик.
Все лунные кратеры, по сложившемуся стереотипу, считаются кратерами ударного (импактного) происхождения. Стереотип сложился во времена, когда кратеры Луны наблюдались только в телескопы с поверхности Земли. Сейчас, когда имеется возможность приблизиться к объекту на желаемое расстояние, получены сведения, свидетельствующие о существовании на Луне, а также Марсе, Венере и Меркурии, кратеров осадочного происхождения, которые не являются прямым результатом космического столкновения. Полученная информация принята научным сообществом к сведению - и отнесена к разряду редких исключений локального характера, что, похоже, не соответствует истине.
Комплексный анализ размеров кратера, его форм и окружающей его обстановки, если исходить из ударного происхождения кратера, однозначно приводит к неразрешимым противоречиям. Действительно, в общем случае, очень ровное дно кратера при ударном происхождении может быть только следствием заполнения кратера магмой. Огромные размеры кратера и профиль его воронки, отслеживающий форму геоида, не оставляют сомнений об основательном разрушении лунной коры, вплоть до жидкой магмы, с последующим заполнением кратера веществом мантии. В этом случае магма должна заполнить кратер до уровня, близкого к среднему уровню поверхности. Но перед нами дно кратера, которое ниже среднего уровня поверхности Луны примерно на 6 км. Спрашивается, в чем причина такого низкого уровня и куда подевался гигантский объем вещества, ранее заполнявшего созданную впадину, т.е. более 30 млн. куб. км. Объем окружающих возвышенностей, мало напоминающих взрывной гребень, явно не соответствует указанному объему, а именно - гораздо меньше. Следовательно, почти всё вещество бывшей лунной коры, вместе с космическим телом, было вдавлено в лунную мантию. Такое ударное увеличение объема мантии должно было вызвать растрескивание лунной коры в окружающей области, с образованием множества гигантских даек и рифтов, но этого не наблюдается.
Некоторые исследователи Луны, обратив внимание на эти несоответствия, выдвинули гипотезу скользящего столкновения. Но гипотеза не получила развития в силу отсутствия соответствующих фактических подтверждений.
Используя комплексный подход, проведем качественный анализ облика одного из кратеров, находящихся на территории Бассейна. Это средний по величине (диаметр около 150 км) кратер Эйткен, см. фото 1, имя которого использовано в названии самого большого кратера Солнечной системы.
Фото 1, Лунный кратер Эйткен
Ударное происхождение любого кратера исключает наличие внутри кратера образований, более древних, чем сам кратер. По этому признаку кратер Эйткен возник много позже от момента образования основного Бассейна, когда магма вскрытой мантии вновь застыла. Очень ровное дно кратера Эйткен свидетельствует о том, что космическое тело, создавшее его, вновь пробило кору до жидкой магмы, и магма вновь нарушила закон Архимеда, не пожелав заполнить даже свой кратер, хотя его гребень находился ниже среднего уровня Луны. Ситуация повторяется при образовании кратера Эйткен-зет (диаметр около 30 км), образовавшегося еще позднее, уже на дне кратера Эйткен. Перед нами необъяснимое, противоестественное поведение магмы. Нарушение логики очевидно. Нужно очень постараться, чтобы не заметить неразрешимых противоречий в этих построениях, опирающихся на ударное происхождение Бассейна и всех его внутренних кратеров.
Однако, аномалия огромного кольцевого образования налицо, и требует своего объяснения. Если это образование не ударного происхождения, то для обоснования его происхождения остаются только собственно планетарные процессы, из которых самыми подходящими представляются осадочные провалы планетарной коры. Эти провалы вызываются активными подкорковыми процессами, все мыслимое разнообразие которых объединяется в расплывчатое понятие - вулканизм. Термин нельзя назвать удачным, т.к. любую ссылку на вулканический объект, у которого нет признаков извержения лавы, приходится дополнительно оговаривать.
Нашим землепользователям хорошо известны карстовые провалы, вызываемые обвальным заполнением глубинных пустот, образованных в земле за счет растворения известковых отложений. При этом наблюдается интересная особенность: очень часто провалы имеют круглую, почти идеальную, форму. При этом заполняемые пустоты, скорее всего, имеют произвольную форму.
В условиях Луны сценарий с растворением каких бы то ни было пород явно не пригоден. Но принцип остается – провал участка коры в полость, образовавшуюся, в общем случае, за счет уплотнения глубинных рыхлых пород.
На Земле к рыхлым образованиям, допускающим предположительное уплотнение, относится пемза. Принято считать, что пемза образуется только в процессе извержения, за счет бурного выделения растворенных в лаве газов. Глубинный вариант вспенивания магмы теоретиками не рассматривается.
Породы, аналогичные земной пемзе, на Луне должны быть более рыхлыми за счет меньшей силы гравитации, и как следствие – менее прочными. При прекращении активного процесса вспенивания и последующего снижения внутреннего давления, в рыхлых породах, на месте их формирования теоретически могут происходить обширные осадки коры, как в формате локальных провалов и оползней, так и в формате масштабного оседания пластов коры, что и наблюдается.
Вернемся к анализу облика Эйткен. На фото 1 хорошо видны несколько соседних кратеров, с меньшим размером, явно образовавшихся в более позднее время (кратеры отмечены на фотографии стрелками). Уровень дна внутреннего кратера Эйткен-зет исключает его магматическое происхождение, т.к. находясь на значительной глубине (в кратере Эйткен), кратер Эйткен Зет заполнил бы магмой не только себя, но и сам кратер Эйткен. На это же указывает и отсутствие выбросов в окружности Эйткен-зет. Эти обстоятельства являются достаточными для того, чтобы всю группу кратеров с плоским дном, включая и Эйткен, рассматривать как провалы.
На фото 1 видно, что на освещенной стороне Эйткен по границе кратера также не обнаруживается никаких возвышенностей, которые можно было бы связать с ударным выбросом.
Заметим дополнительно, что если процесс оседания происходит в несколько приемов, и каждый раз с меньшим радиусом, то такой кратер становится многоярусным, ступенчатым. В этом случае его осадочное происхождение представляется неоспоримым, см. фото 7, а таких кратеров предостаточно.
Кратер Эйткен не является единичным проявлением осадочных процессов на Луне. На фотографии (не приводится), полученной российским спутником Электро-Л
17 марта 2011 года на обратной стороне Луны, хорошо виден протяженный фронтальный обрыв лунной возвышенности. Происхождение обрыва очень трудно объяснить без обращения к осадочным процессам.
Иногда облик кратеров является весьма спорным для того, чтобы однозначно принять решение об их происхождении. Анализируя фотографии некоторых групп марсианских кратеров, можно предположить, что, как и на Луне, значительная часть округлых провалов-кратеров возникла на месте куполообразных холмов или так называемых вулканов. Образующиеся при этом приподнятые кромки провальных образований дают ложные основания считать их насыпными гребнями ударных кратеров.
Рассмотрим внимательно панораму самого большого в Солнечной системе марсианского вулкана Олимп, фото 2. Вся поверхность, во всей округе Олимпа
явно осела относительно основания вулкана. Однако, и сам вулкан выглядит несколько осевшим, сморщившимся. На его склонах образовались горизонтальные концентрические складки.
Фото 2. Панорама горы Олимп на Марсе.
Очень похоже на то, что осадка поверхности Марса в районе Олимпа имела достаточно масштабный характер.
На склонах Олимпа нет следов лавовых потоков, хотя кратер на вершине горы четко обозначен. Вершина вулкана практически плоская. Не похоже, что Олимп образован извергающейся лавой, хотя основные атрибуты вулкана налицо. Видимо кратер является следствием провала верхушки горы, которая могла бы стать вулканом, но извержение не состоялось. При таком варианте получается, что вулкан Олимп сформирован только за счет подъема коры силами выдавливания. Эти силы классифицируются как вулканические.
Процесс образования гигантской горы, с достаточно ровной поверхностью, мог происходить только при условии, что марсианская кора была горячей, достаточно тонкой и пластичной. Возникнув как холм с небольшим основанием, гора выдавливалась и одновременно расширялась в основании как целое, не вызывая деформации растяжения ранее сформированной части горы. Пористые породы в основании горы за счет повышенного давления, при застывании образовали сравнительно более плотный и более прочный каркас вулкана, который и обеспечил сохранность его форм и размеров.
В случае извергающегося вулкана, типа Олимпа, лава на ещё горячей планете разливается очень широко, т.к. остывает медленно. Истечение лавы из горячей горы не вызывает увеличения угла конуса. Лава проплавляет себе русло, и вся извергается к подножью горы. На фото 3 изображен марсианский вулкан, извергавший лаву по двум каналам. Лава сформировала у его подножия два более пологих (по сравнению с первичным вулканом) полу-конуса, что и свидетельствует о том, что первичный конус явно является выжимным.
Фото 3. Марсианский вулкан, с извержением лавы по двум каналам.
На заднем плане фотографии №3 виден еще один вулкан, но без следов извержения, т.е. это несостоявшийся вулкан. Вокруг вулкана также можно заметить признаки оседания коры.
Признание глобальной природы осадочных процессов позволяет объяснить происхождение некоторых очень загадочных объектов, обнаруженных на Марсе. Один из таких объектов изображен на фото 4. Это длинный округлый объект с поперечно полосатой поверхностью. Специалисты НАСА называют их червями или стеклянными трубами, и не могут предложить механизм их образования. Однако, с точки зрения осадочных явлений всё достаточно просто.
Обширные провалы могут иметь произвольную конфигурацию, а не только округлую. При образовании фронтального обрыва разлом коры (трещина) может достичь мантии. В этом случае в основании создавшегося обрыва может выдавливаться густая подкорковая магма, которая продавливается через глубокую щель разлома аналогично кремовым узорам на тортах. Стена обрыва, действуя как нож снегоочистителя, формирует из этой магмы округлые длинные валы, по длине щели, с гофрированной поверхностью, повторяющей неровности стены обрыва в его основании, см. фото 5. Валы пластичной низкотемпературной магмы быстро застывали, сохранив свою форму и гладкую, формованную, поверхность до наших дней. Оптическая полосатость вызвана различием углов отражения поверхности ребер. Инородность породы валов очевидна и объясняется порционным выносом магмы.
Фото 4. Гофрированный вал.
Фото 5. Стена провала с типичной структурой столбчатой отдельности базальтов
Гофрированный рельеф обрывов является, видимо, результатом особенностей марсианских пород, аналогичных земным базальтовым образованиям, характеризуемым столбчатой отдельностью. Гофрированные вытянутые валы привели исследователей НАСА в некоторое замешательство. Высказывались даже предположения об их искусственном происхождении.
Гофрированные объекты на Марсе наблюдаются не только как круглые валы, иногда аналогичные структуры обнаруживаются на пологих склонах, фото 9. Однако, оползень при этом обязательно присутствует, но оползень в этом случае является соскальзывающим. При этом параллельные поперечные борозды создаются выступами соскальзывающего пласта на своей бывшей подложке.
Фото 6. Гофрированный марсианский склон, образованный соскальзывающим оползнем.
Гофрированные структуры, которые при плохом разрешении съемки можно принять за гофрированные трубы, создаются также песчаными дюнами, фото 7.
Большинство астрофизиков не относит обнаруживаемые на планетах провалы и оползни к глобальным проявлениям, считая провалы явлением сугубо локальным. По этой причине множество кратеров, явно провальной природы, продолжают рассматриваться как кратеры ударного происхождения. В лучшем случае, как на фото 7, комментарий отсутствует. Примером такого отношения является характер сообщения НАСА об обнаруженных черных отверстиях на Марсе. Это сообщение сформулировано в ключе: приходится признать, что это провалы.
На склонах многоступенчатого кратера «Мишень» хорошо видна структура поверхности, совпадающая со структурой окружения, даже один этот признак исключает вариант ударного происхождения кратера.
Фото. Марсианский кратер «Мишень» с черным отверстием в центре.
Для сравнения, на фото 8 изображен типичный ударный кратер.
Фото 8. Пример раннего ударного кратера, заполненного магмой.
Форма ударного кратера очень сильно зависит не только от скорости и массы метеорита, но также от агрегатного состояния поверхности планеты. Один и тот же метеорит в разное время мог бы создать очень отличающиеся по облику кратеры
Наличие плоского дна ударного кратера свидетельствует о том, что целостность коры нарушена до уровня текучей магмы.
Глубина кратера, заполняемого магмой через щели в коре, может быть в принципе произвольной, т.к. процесс заполнения может быть остановлен образовавшейся «пробкой» в промежуточной фазе. Если же кора пробита насквозь до текучей магмы, то уровень плоского дна кратера всегда близок к среднему уровню поверхности планеты.
Возвращаясь к лунному кратеру Эйткен, можно сделать следующие выводы.
Наличие плоского дна свидетельствует о заполнении кратера жидкой магмой, но её низкий уровень относительно поверхности Луны говорит о том, что заполнение должно происходить только через трещины в коре. Это значит, что огромный астероид не смог пробить очень толстую лунную кору, что в свою очередь свидетельствует о позднем образовании кратера. Размеры кратера предполагают очень глубокое разрушении коры. Таким образом, объем выброса должен значительно превышать объем сохранившейся впадины (30 млн. кв. км). Соотношение объема впадины и объема выброса ставит под сомнение ударное происхождение кратера.
Наличие на дне кратера Эйткен еще одного более позднего кратера Эйткен-зет, диаметр которого около 30 км, и полное отсутствие следов выброса, делает версию ударного происхождения совершенно невероятной. Кроме того, ударное происхождение исключает наличие внутри кратера образований, более древних, чем сам кратер. Однако, внутренняя группа кратеров (на три часа), с размером от 3 до 5 км, явно производят именно такое впечатление.
Анализ облика кратеров Венеры и Меркурия практически ничего нового не вносит в проведенное исследование, только подтверждает сомнения по поводу стереотипного утверждения об ударном происхождении большинства кратеров.
Глобальные оползневые явления реализовывались в свое время и на Земле. Вот фрагмент обзорной статьи из Интернета о кольцевых образованиях Земли.
«Одним из самых замечательных открытий, которые принесло изучение космических снимков Земли, было открытие на ее поверхности систем концентрических и кольцевых структур различных, иногда грандиозных, размеров, «пузырей Земли» имеющих широчайшее распространение на всей земной суше». Конец цитаты.
В ходе начавшегося исследования кольцевых структур, опять практически не рассматриваются осадочные и предшествующие им специфические процессы. Если кольцевая структура похожа на кратер, но явно не является вулканом, то она автоматически относится к импактным образованиям.
Огромные кольцевые структуры Земли, названные нуклеарами, обнаружены только благодаря спутникам. Традиционно одна из рабочих гипотез относит нуклеары к ударным кратерам.
Стереотип мышления, как принцип экономии мышления, оказывает неоценимую услугу в обыденной жизни, но теряет свои привлекательные качества в творческой и исследовательской деятельности. «Подвергай всё сомнению» - это не девиз жизненной позиции, это девиз стиля работы исследователя. В науке необходимо постоянно преодолевать стереотипы и избегать ловушек общепринятых представлений.
Значение масштабных глобальных осадочных процессов на этапе формирования планетарной коры явно недооценивается. Дело не только в оценке масштаба осадочных явлений. Как бы ни были важны осадочные процессы, за ними стоят еще более важные и масштабные процессы, которые и обнаруживаются благодаря наличию осадочных явлений. Это процессы, вызывающие глобальное вспенивание подкорковой магмы планет и создающие (прямо или косвенно) огромные плоскогорья и вулканы. Под косвенным образованием плоскогорий имеется в виду их образование не за счет подъема коры, а как следствие образования обширных низменностей за счет осадочных процессов. Такое образование плоскогорий представляется более естественным.
Без глубокого и всестороннего понимания глобальных процессов на малых планетах, связанных с временным увеличением объема пород магмы, и с их последующим уплотнением, нельзя построить качественную модель происхождения Солнечной системы.
В статье только поставлена проблема, связанная с некоторыми ошибочными трактовками кольцевых структур, и приведено несколько примеров, демонстрирующих эффективность расширенного инструментария. Основная работа по пересмотру ошибочных представлений ждет профессионалов, если они не будут упорствовать в своих маленьких заблуждениях.
Нижний Новгород.
Контакт с автором: vleonovich@yandex.ru
С другими публикациями автора можно познакомиться на странице http://www.proza.ru/avtor/vleonovich сайта ПРОЗА.РУ.
ИСТОЧНИКИ
1. Физический энциклопедический словарь. М. Советская энциклопедия, 1983.
2. Вокулер Ж., Физика планеты Марс, М., 1956.
3. К.К. Хазанович-Вульф, О загадочных трубообразных объектах на поверхности Марса, Известия Русского географического общества, Дискуссии 2007 г.
4. Три тайны Марса, Интернет, http://galspace.spb.ru/nature.file/pesher.html.
5. Andersen, Аномалии красной планеты, Интернет, http://ufo.ck.ua/ections-of-site-32/41/1693-mars-anomalies.
6. Кац Я.Г., Полетаев А.И., Сулиди-Кондратьев Е.Д., Кольцевые структуры лика планеты, Подписная научно-популярная серия НАУКИ О ЗЕМЛЕ № 5/1989.
Примечание. Все фотографии, без указанных источников, заимствованы в Интерне и являются собственностью НАСА.