КОСМИЧЕСКАЯ И ПЛАНЕТНАЯ ГЕОЛОГИЯ ВЛАДИМИРА ВИКТОРОВИЧА КОЗЛОВА – АЭРОГЕОЛОГА И ПУТЕШЕСТВЕННИКА
Часть 9
Семинары по космической и планетной геологии инструктора-методисты Учебно-методического центра «Готовность» готовили для юных разведчиков-первопроходцев Экспедиционного корпуса «Зурбаган» в основном по книгам Владимира Викторовича Козлова.
КОЗЛОВ ВЛАДИМИР ВИКТОРОВИЧ (1931 — 2022) — доктор геолого-минералогических наук, лауреат Государственной премии СССР, действительный член Российской академии космонавтики и почетный член Российского геологического общества, многие годы работал начальником партии и главным геологом объединения «Аэрогеология» — ведущей геологической организации по региональному изучению геологического строения территории страны на основе аэрокосмических методов.
Владимир Викторович свой экспедиционный опыт, результаты геологических исследований и рекомендации изложил в своих книгах: «С геологическим молотком» (2009), «С туристским рюкзаком» (2010), «С поэмами Гомера» (2010), «С геологией в космосе» (2012), «С минералами и феноменами» (2012), «С рудами и самоцветами» (2017), «С геологией в Библию» (2020), которые, безусловно, будут полезными для геологов нового поколения.
ВЛАДИМИР КОЗЛОВ:
ПЛАНЕТЫ-ГИГАНТЫ В ГРУППЕ ЮПИТЕРА
Группа Юпитера состоит из планет-гигантов (диаметры в км): Юпитер - 142984 км на экваторе и 133717 км у полюсов, Сатурн -120 500 км на экваторе и 107 600 км у полюсов, Уран - 51120 км, Нептун - 49600 км. При огромных размерах, они не имеют, вероятно, твердой поверхности, состоят из газа - водорода, гелия и др. Имеют малую плотность (0,7 - 1,6 г/см3), но большую массу. Планеты-гиганты значительно массивнее планет земной группы (в массах Земли): Юпитер - 318, Сатурн - 95, Уран - 14,5, Нептун - 17,1. Эти планеты включают 122 спутника, самые большие из которых крупнее Меркурия и Луны. Планеты-гиганты имеют кольца (например, в радиусе до 137 тыс. км у Сатурна) концентрического строения, с множеством узких полос, и незначительной ширине, вероятно, в несколько километров или даже в десятки метров. Вещество кольца сложено пылью, снегом и льдом, иногда черными каменистыми глыбами (кольцо Урана). Между концентрических полос отмечаются небольшие спутники - глыбы льда и камня, названные «пастухами». Кольца возникли из вещества планеты, вероятно, при создании газопылевого сгустка или были захвачены астероидами и кометами.
ПЯТАЯ ПЛАНЕТА ЮПИТЕР И 61 СПУТНИК
Экваториальный и полярный диаметры Юпитера имеют существенно различные размеры. Осевое вращение очень быстрое, с периодом на экваторе 9 ч 50 мин 30 с, увеличивается в средних широтах почти на 5 мин. По объему Юпитер превосходит Землю в 1315 раз, а по массе - в 318. Средняя плотность всего 1,33 г/см3, что близко к плотности Солнца. По сравнению с Землей на единицу площади поступает в 27 раз меньше тепла, температура облаков - 107 °С. Самая крупная планета обращается вокруг Солнца на расстоянии в среднем 5,2 а.е., или 778 млн км. Орбита близка к круговой, с периодом обращения 11,86 лет.
Изучение Юпитера наземными методами было дополнено космическими станциями «Пионер» 10 и 11, пролетевшими над планетой в 1973 и 1974 гг., «Вояджер» 1 и 2, с качественными изображениями планет и спутников, в 1979 г. Позднее, в 1995 г., станция «Галилей» прошла с парашютом в 150 км в атмосфере. Она получила данные о температуре, давлении и химическом составе, после чего упала на планету.
АТМОСФЕРА
В атмосфере развиты частицы кристаллического льда, капли воды и другие вещества. Видны темные и светлые полосы и зоны с изменяющейся картиной в экваториальной части, но более устойчивые у полюсов. Облака развиты примерно на высоте 12 км. Имелись предположения о том, что облака образованы или с поступлением из более глубоких слоев соединений натрия и некоторых металлов, или с развитием органических молекул. Сейчас установлено, что облака состоят в основном из замороженного аммиака. Выделяется также Большое Красное Пятно (БКП), расположенное в южной тропической зоне. Оно имеет форму овала с осями около 13 и 40 тыс. км (существенно выше диаметра Земли). Яркая окраска БКП связана, возможно, с кристаллами красного фосфора, что подтверждается присутствием в атмосфере фосфина и его разложением с солнечным облучением.
Во время длительных наблюдений (с 17 в.) БКП всегда существовало, но со временем несколько менялось и уменьшалось. В темном пятне вблизи экватора размером 6х12 тыс. км отмечено существенное увеличение температуры с потоками тепла из недр. В облике атмосферы проявляются, помимо вращения, сильные ветры. Атмосфера состоит из метана и аммиака, в меньшей степени из молекулярного водорода, паров воды, ацетилена, этана, фосфина и окиси углерода. Темные полосы имеют аэрозольную природу. Выявлены кристаллы аммиака, твердые частицы полисульфидов, ледяные кристаллики, а на нижнем уровне - капли аммиака.
ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ
На глубине при большом давлении может быть распространен водород в металлической фазе. При данной плотности и температуре водород должен находиться в расплавленном состоянии - жидкой мантии, металлическом водороде. Внутри выделено небольшое каменное ядро (относительно гигантской планеты, но в 11 раз больше диаметра Земли). Вблизи поверхности возможно существование слоя льда - аналога подземной гидросферы. Пока еще природа твердого слоя остается неясной.
МАГНИТОСФЕРА И КОЛЬЦА
В пользу существования твердой оболочки говорит наличие мощного магнитного поля с очень большой магнитосферой, которая распространена на расстоянии до 70 радиусов планеты. С магнитным полем связаны радиационные пояса, всплески радиоизлучения, грозовые разряды в атмосфере. Кольцо располагается почти от уровня облаков до 5200 км от поверхности, протягивается от планеты за 130 тыс. км, с шириной около 30 км. Кольцо состоит из мельчайших частиц - космической пыли, для которой предполагаются разные источники поступления: хвосты комет и вулканических извержений на спутнике.
ГАЛИЛЕЕВЫ СПУТНИКИ
При наземных наблюдениях было выявлено четыре так называемых «галилеевых спутника», названных в честь открытия Г. Галилея (1610 г.). Удачные названия этих спутников были представлены С. Мариусом (1614 г.) с первыми таблицами движения. Эти главные спутники имеют диаметры в 3-5 тыс. км: Ио, Европа, Ганимед, Каллисто. Периоды их осевого вращения и обращения вокруг планеты совпадают. Эти спутники имеют сферическую форму и могли образоваться вблизи планеты подобно Луне. После снимков с космических аппаратов они были детально изучены, местностям рельефа даны названия. Карты и описания сделаны американскими геологами (1979-1981 гг.). Эти названия приняты Международным астрономическим союзом (Монреаль 1979 г., Патры, 1982 г.). Большие галилеевы спутники образуют среднюю группу (радиус орбиты в тысячах километров и в радиусах планеты): Ио (422 и 5,9) и Европа (671 и 9,5) - силикатные тела (средняя плотность 3,55 и 3,04 г/см3), Ганимед (1070 и 15,1) и Каллисто (1880 и 26,6) - льдистые тела (средняя плотность 1,93 и 1,83 г/см3).
СПУТНИК ИО
Имеет диаметр 3630 км, обращается за период в 1,8 суток. На спутнике было открыто множество вулканов, некоторые из них были активными на протяжении 4 месяцев (между полетами космических станций), с вулканическими выбросами - это открытие стало феноменом. В рельефе преобладают сглаженные равнины, сложенные преимущественно потоками серы. Оранжевые равнины распространены в экваториальном поясе (до 30-40° от экватора). Они перекрыты серой и ее соединениями. Также светлые небольшие пятна и участки состоят из инея из SO2. Вне экваториального пояса до полярных областей развиты коричневые равнины - вулканические горные породы.
На равнинах выделяются участки темно-коричневых и темных материалов, вдоль вулканических аппаратов. Местами, особенно в северном полярном районе, находятся плато с уступами в 1-1,7 км (возможно, древние базальтовые лавы). Небольшие горы (вершиной до 10 км) и холмы, рассеянные по равнинам, скорее всего - древние вулканы. На снимке г. Гем видны изогнутые гребни, похожие на разрушенные кратеры. По другим представлениям, горные массивы - древние, возрастом в миллиарды лет. Тектонические разломы выражены прямолинейными долинами с четкими уступами, например меридиональный рифт в южной полярной области (длина 300 км, ширина 50 км и глубина около 1 км).
К потухшим вулканам относятся кальдеры (патеры) - по форме округлые, овальные или неправильные, изогнутые или фестончатые (в поперечнике 30-50, максимально до 250 км). Внутри они плоские, заполненные вулканитами, цветные или черные - разный состав. Валы вокруг невысокие, но четкие, кольцевые, темные - из шлаков и брекчий, цветные - фумароллы из серы. Действовавшие недавно вулканы видны с оставшимися потоками лав и пирокластических потоков (радиусы до сотен километров длиной и шириной до десятков километров). Следы потоков на поверхности окрашены в яркие тона: оранжевые, желтые и красные - цветные, что связывается с развитием соединений серы. На снимках отмечено около 300 выходов серы и ее соединений. Можно говорить о кальдерах и гигантских фумароллах, только нет соответствующих аналогичных образований у земных вулканов.
Активные действующие вулканы (9 выбросов, выявленных космическими аппаратами, и 13 кратеров с признаками) отмечены как гигантские кратеры (диаметр до 300 км), с красным и черным дном и светлым и белым валом, с фонтанами («султаны»). Определили максимальную высоту в 170-280 км, со скоростью до 1 км/с, с падением в 5-10 мин, с распространением на поверхности до 500 км. Выбросы имели вид облака - бледные, зеленовато-белые, а спектры - соединения серы (H2S или SO2). Кратеры с признаками действующих вулканов (белые концентрические структуры) и активные султаны. На схемах и картах видно, что вулканы (действующие и древние) в приэкваториальном поясе, по сравнению с полярными областями, примерно в два раза больше по площади.
В отдельных вулканических районах температура отмечена до +20°, когда в экваторе днем -50 °С. В связи с выбросами соединений серы из кратера и сплошным развитием поверхности созданы модели строения верхних слоев. В «силикатной» модели выделены слои (с поверхности): чередующиеся слои силикатных и серных лав, слой твердых силикатных пород, слой расплавленных силикатных пород (на глубине после 20 км). В «серной» модели показаны многие слои: поверхностная твердая сера, пласты с твердой, жидкой и газом SO2, жидкая сера, названная «океаном серы». Глубже слои состоят из твердых и расплавленных силикатов, как в первой модели. Вероятно, что видны черные горные породы - базальты, а соединения серы из эруптических вулканов и фумароллы образуют поверхностные покровы на базальтах.
Проявлены редкие следы некрупных метеоритных кратеров - по плотности кратеров в сравнении с Луной оценен возраст поверхности до 10 млн лет, что свидетельствует о быстром выравнивании в результате вулканических выбросов. Существенные изменения поверхности были обнаружены местами даже за четыре месяца - между пролетами космических аппаратов - со скоростью преобразования около 1 мм/г. Проявлена мерзлота: хаотические небольшие холмы, уступы, просадки, полициклические формы, солифлюкция на склонах.
Получены многочисленные снимки рельефа местности - горы, области, плато, купола и цепочки. Эруптивные центры (действующие вулканы) и патеры (вулканические кальдеры) получили названия в честь мифических богов разных стран: Амирани (Грузия), Велунд, Локи и Сурт (Скандинавия), Мардук (Вавилон), Мусуби (Япония), Мауи (Полинезия), Пеле (Гавайи) и Прометей (Греция). В числе названий кальдер боги огня, в том числе народов России: Дажбог и Сварог (славяне), Ульгень (алтайцы и шорцы). При средней плотности и размере, Ио близка Луне и состоит из силикатов. Сильное приливное воздействие от близкой огромной планеты вызывает прогрев и плавление в ядре (возможно, с железом и другими металлами) и мантии, с активными процессами вулканизма.
СПУТНИК ЕВРОПА
Имеет диаметр 3120 км (или 3140 км), обращается за 3,5 суток. Это огромный гладкий светлый шар, со сложным рисунком трещин, явный вид льда. В самой большой экваториальной части развиты светлые и пятнистые равнины. Они желтоватые или бледно-оранжевые, местами с пятнами, слегка сероватыми. Отмечаются небольшие сравнительно темные пятна (поперечник до 150, обычно 5-50 км). В полярных широтах развиты обширные равнины, наиболее светлые и белые полярные шапки. На спутнике нет атмосферы, однако здесь есть снега или «выпота» на поверхности - она белая. Все равнины гладкие, с редким превышением до 40 м.
Равнины прочерчивают пересекающиеся тонкие линии и узкие (в масштабе шара) полосы темного цвета. Некоторые из них более широкие, они протягиваются на многие тысячи километров (иногда более половины окружности шара). Линии дуговидные, выгнутые или извилистые, шириной около 20-40, иногда до 70-200 км. Эти трещины заполнены более темным материалом с отражением 45 % света по сравнению с 70 % в наиболее светлых областях. В широкой и длинной линии, названной Миноса, трещина глубиной 3 м. Другие трещины обычно выровнены с окружающими равнинами. Вдоль широких полос местами видны светлые гряды высотой в сотни метров. Выделены также короткие, узкие и прямолинейные полосы, более темные и светлые - гряды и уступы, крутые склоны.
Особые линии имеют вид серий извилистых гряд (длина 500-1000 км), названных «рыбья чешуя». Более широкие и длинные линии прослеживаются в экваториальных равнинах, преимущественно дуговые и выгнутые с наклоном в 30-40° к параллелям. В местах перекрещений главных трещин находятся основные темные пятна. Возрастные генерации линий видны при соотношениях: 1. темные полосы трещин; 2. узкие темные трещины; 3. системы извилистых линий с грядами; 4. светлые гряды; 5. светлые уступы. Возникновение структур - расколы ледяной коры с поднятием трещин в подледной воде и талого льда с примесью темных веществ.
Вероятно, помимо трещин льда, следует называть «торосы» при сжатиях льда с возникновением гряд и уступов. Темные пятна созданы выбросами вещества из трещин на поверхности. Отмечены только редкие метеоритные кратеры - на всех равнинах всего восемь следов ударов, с сильно разрушенными кратерами (диаметр около 20 км), что говорит о крайне быстром выравнивании поверхности.
Считается, что кора ледяная, глубина до 100 км, хотя по некоторым исследованиям - 10-20 км. Вероятно, что темные пятна отмечены в минимальной толщине льда - всего в 10 км. Средняя температура льда на поверхности около -170 °С (или в экваторе -190°С ночью и -150°С в полдень). За счет нагрева глубинной воды, несомненно, возникают напряжения в ледяной коре, которые снимаются при возникновении трещиноватости. Рельеф спутника связан с выносом по трещинам воды или талого льда с примесью силикатов, мелких частиц или пыли. При средней плотности, тело Европы состоит на 10 % из воды и льда, а внутри - из силикатов. Нагревание и, возможно, плавление в центре с приливным влиянием позволили создать модели с внутренним строением. На поверхности ледяная кора - 70 км. Внутренняя гидросфера из слоя воды с примесью пыли и солей - 100 км (иногда их считают аналогом мантии, что не целесообразно). Мантия и ядро с силикатами - радиус 1400 км (при общем диаметре спутника 3140 км).
| # | Наименование новости | Тональность | Информативность | Дата публикации |
|---|---|---|---|---|
| 1 | ————————————————————————— ~Поговорим о Юпитере.. ~ ————————————————————————— ~Сколько спутников у Юпитера?~ ... | 0 | 7 | 04-07-2026 |
| 2 | http://divinecosmos.e-puzzle.ru/page.php?al=518 Космическое Раскрытие – 5: Тайные цивилизации нашей Солнечной системы ... | 0 | 3 | 30-06-2026 |
| 3 | Почему мы исследуем Марс, но, с 1980-х забыли про Уран ... | -5 | 6 | 06-07-2026 |
| 4 | Металлический колосс. Юпитер по обыкновению называют газовым гигантом, хотя на ... | 2 | 6 | 30-06-2026 |
| 5 | Если на Земле ваш вес 70 кг, то на других ... | 0 | 8 | 20-07-2026 |
| 6 | Алмазные дожди на ледяных гигантах Земные метеорологи регулярно пугают нас ... | 5 | 7 | 11-07-2026 |
| 7 | Малоизвестные объекты Солнечной системы | 0 | 5 | 28-06-2026 |
| 8 | 🚀 Уникальная Солнечная система ⚡ Аномалия, которая переписывает законы космоса ... | 5 | 7 | 28-06-2026 |
| 9 | Телескоп Джеймса Уэбба сделал инфракрасные фотографии планет-гигантов нашей Солнечной системы: ... | 5 | 7 | 30-06-2026 |