Вокруг Света - Журнал «Вокруг Света» № 9 за 2004 год (2768)

Если Луна, довольно-таки крупный спутник Земли, сотрясается до сих пор, то крошечный спутник Марса – Фобос, похоже, тряхнуло один раз, но так, что он чуть не развалился на куски. Следы этой катастрофы – узкие длинные борозды-каньоны, расходящиеся во все стороны по радиусам от кратера Стикни и сходящиеся на противоположной стороне Фобоса, в области, антиподальной этому кратеру. Это выглядит как глобус, на котором вычертили сетку меридианов, но забыли добавить к ним сетку параллелей. Такие протяженные трещины возникли, когда с Фобосом столкнулся огромный метеорит, при взрыве которого и образовался кратер Стикни диаметром 10 км. Диаметр самого Фобоса всего лишь 23 км, поэтому при столкновении произошло сильнейшее сотрясение всего Фобоса, от которого он едва не раскололся на части.

Сами астронавты, чтобы вызвать «просвечивание» лунных недр, умышленно создавали лунотрясения различными способами. Например, астронавты «Аполлона-12» после возвращения на орбитальный корабль сбросили свой лунный отсек с орбиты на поверхность Луны. Астронавты «Аполлона-14» Шепард и Митчелл провели сейсмический эксперимент, в ходе которого взорвали 13 небольших зарядов, расположенных на лунной поверхности. Взрывы таких зарядов, установленных на конце шеста, которым астронавт упирался в лунный грунт, создавали маленькие лунотрясения. Сейсмические волны от них фиксировались установленным неподалеку прибором. Таким образом были получены сведения о строении лунных недр на глубине в несколько десятков метров. Покидая Луну, несколько экспедиций оставили на ее поверхности гранатометы, которые впоследствии приводились в действие по командам с Земли. Взрывы этих гранат позволили получить представление о строении верхних слоев лунной коры на более значительной глубине, чем взрывы, произведенные самими астронавтами с помощью ручных устройств.

Падения на Луну четырех лунных модулей кораблей «Аполлон» и пяти последних ступеней лунной ракеты-носителя «СатурнV» показали, что мощная материковая кора охватывает всю Луну, не разделяясь, как на Земле, на отдельные континенты, и лишь в некоторых местах она утончается и перекрывается базальтовыми покровами. Под корой до глубины 800 км лежит мантия, в которой, начиная с глубины примерно 100 км, появляются признаки слабой современной активности, проявляющиеся лунотрясениями. Глубже 800 км, по-видимому, появляется существенное количество расплава, который не пропускает поперечные сейсмические волны. Эпицентры лунотрясений складываются в два широких размытых пояса, не совпадающих с поясами темных морей.

На Марсе в прошлом почти наверняка происходили землетрясения (или марсотрясения). Все свидетельства об этом косвенные, но очень убедительные. Многие детали рельефа Марса имеют явно тектоническое происхождение, то есть образовались в результате подвижек верхнего слоя планетной коры. Марсотрясения при этом были неизбежны. Но происходят ли они в настоящее время? Это неизвестно. Сейчас на Марсе не имеется сейсмометров – приборов, с помощью которых регистрируются сотрясения поверхности планеты. Многие ученые считают целесообразным установку на Марсе целой сети сейсмических датчиков. Это позволило бы получить достоверное представление о силе марсотрясений, их частоте и о районах, где они происходят, – таким образом могла бы проясниться современная картина геологической активности недр Марса.

То, что Марс был некогда тектонически активным и, возможно, до сих пор его ежедневно сотрясают марсотрясения, было установлено после анализа изображений поверхности планеты, полученных с помощью космических станций. Детали рельефа тектонического происхождения обнаружены на Марсе главным образом вокруг области Фарсида – крупного вулканического плато, занимающего почти все западное полушарие планеты. Большинство тектонических событий в этом районе происходило в течение двух периодов – первый из них был 4 млрд. лет назад, в наиболее древнюю эпоху геологической истории планеты, а второй период приходится на более молодой геологический этап, который завершился менее 1 млрд. лет назад. Детали поверхности Марса, сформировавшиеся во время первого периода сейсмической активности, включают много узких каньонов-желобов с разломами вдоль их краев (рифтов). В этот период образовались и глубокие рифтовые долины крупнейших на Марсе каньонов, которые называются долинами Маринер. Они протянулись более чем на 4 000 км с востока на запад в экваториальной области планеты. Глубина каньонов достигает 7 км, а ширина – до 200 км. Образование рифов было связано с крупными расколами и сотрясениями марсианской коры. После формирования этих впадин на их крутых склонах неоднократно происходили обширные оползни и обвалы, сопровождавшиеся марсотрясениями. Во время второго периода тектонические подвижки создали гигантскую сеть радиальных разломов, которые протягиваются на сотни километров от центра плато Фарсида и рифтовой зоны долин Маринер. Интенсивность тектонической и сейсмической активности постепенно уменьшалась.

Из всех планет Солнечной системы Венера – самая похожая на нашу Землю. Она выглядит как близнец Земли, по крайней мере по размеру– ее радиус равен 6 051 км, что составляет 0,95 радиуса Земли. Но на Венере нет ни океанов, ни морей, и ее поверхность представляет собой огромный единый материк – бесконечную сушу, простирающуюся по всей планете. По этой поверхности разбросано несколько сотен венцов – округлых возвышенностей диаметром от 100 до 600 км, состоящих из кольца горных гряд с межгорным плато в центре. Считается, что эти структуры образовались над потоками нагретой магмы, которая поднимается к поверхности из частично расплавленной глубинной оболочки (мантии), расположенной под твердой корой планеты. Вокруг многих из венцов отчетливо видны застывшие лавовые потоки. Венцы служили основными источниками, поставлявшими на поверхность планеты расплавленный базальт из недр. Эти лавы 600 млн. лет назад сформировали обширные равнины, занимающие около 80% территории Венеры. Процессы развития венцов, судя по всему, не обошлись без тектонических движений и их неизбежных спутников – землетрясений.

Непосредственными наблюдениями сотрясений Венеры пока не обнаружено. В условиях раскаленной до +480°С атмосферы этой планеты космические станции пока могли проработать лишь около двух часов, затем они перегревались и выходили из строя, а для того чтобы дождаться землетрясения, требуется гораздо больше времени. Но следы сотрясений зафиксированы в рельефе Венеры и отчетливо видны на радиолокационных снимках ее поверхности, сделанных с искусственных спутников. Одни из наиболее молодых структур поверхности Венеры – тектонические разломы, образующие узкие глубокие каньоны, рифты, в различных областях планеты. Они свидетельствуют, что геологическая и сейсмическая активность на Венере продолжалась до недавнего времени, а возможно, не прекратилась и по сей день. На это же указывают и свежие потоки лавы на склонах крупнейших вулканических гор, многие из которых расположены как раз у краев этих каньонов, то есть в местах, где кора планеты разбита разломами, облегчающими выход лав на поверхность. Если активность недр на Венере сохранилась до сих пор, то наиболее вероятными местами ее проявления должны быть как раз рифтовые пояса, глубоко рассекающие кору планеты.

Крупнейший из спутников Юпитера– Ганимед, планетное тело практически такого же размера, как Меркурий, но расположен он гораздо дальше от Солнца, во внешней части планетной системы, где поистине царство холода. Так вот на Ганимеде по мере его остывания происходил совершенно противоположный процесс, чем на Меркурии. Охлаждаясь, Ганимед не сжимался, а расширялся. И все потому, что у него не было массивного железного ядра, а внутренности состояли главным образом из воды. Превращение в лед и приводило к расширению Ганимеда, поскольку вода при охлаждении ведет себя совсем не так, как другие вещества, – переходя в твердое состояние, в лед, вода не сжимается, а расширяется. Следы этого расширения остались на поверхности Ганимеда в виде светлых поясов, состоящих из продольных борозд. Эти пояса напоминают вспаханное поле. Древняя кора Ганимеда – темные участки с множеством метеоритных кратеров, – разбита ледяными поясами на отдельные области.

Процесс этот, конечно, сопровождался движениями коры и ее сотрясениями. И в качестве движущей силы здесь действовала застывающая в лед вода, игравшая роль своего рода холодной магмы. Если на крупном Ганимеде процесс этот происходил постепенно, то на небольшом спутнике Урана Миранде, похоже, все произошло гораздо быстрее и драматичнее. На космических снимках Миранды сразу же бросается в глаза громадный каньон глубиной до 5 км, прорезающий ее поверхность. Диаметр Миранды всего лишь 480 км – это в 7 раз меньше, чем у нашей Луны. Примерно 3/4 массы Миранды составляет лед. Образование гигантского каньона скорее всего было связано с движением коры по разломам на ранней стадии геологической истории этого спутника, когда он остывал и вода превращалась в лед, объем которого превышает объем исходной воды. Это должно было привести к расширению Миранды и появлению на ее поверхности трещин и разломов, сопровождаемому сейсмическими явлениями. Подобные каньоны, но меньшей глубины, обнаружены и на других спутниках Урана и Сатурна – Ариэле, Обероне, Титании, Энцеладе и Тефии. И все эти спутники состоят преимущественно из льдов (водных, аммиачных и метановых) с примесью обычных каменных горных пород. Так что и они должны были пережить эпоху сотрясений в своей геологической истории.