Яков Кац - Геологи изучают планеты

Если рассматривать полярные шапки более внимательно, то обнаружится много интересных, порой не совсем понятных деталей и особенностей. На поверхности северной шапки наблюдается два куполовидных вздутия высотой от 200 до 1000 м. Они разделяются Северным каньоном — широкой (до 10 км) долиной, прорезающей полярную шапку в диагональном направлении и приуроченной, по всей вероятности, к тектоническому нарушению. Куполовидное поднятие наблюдается и на южной полярной шапке. Что они собой представляют — пока не ясно. Это могут быть и тектонические купола, и подледные вулканы, какие наблюдаются в Исландии, и просто выступы основания, облекаемые льдом, как в Антарктиде.

Примечательной особенностью марсианских полярных шапок являются спиральные концентрические линии или полосы, хорошо выделяющиеся своим темным цветом на общем белом фоне поверхности. С одной стороны они как бы сходятся в центре, а с другой — они расходятся, описывая ряд окружностей вокруг этого центра. Особенно отчетливо эти линии выражены на северной полярной шапке, имеющей большую площадь по сравнению с южной. Здесь выделяются два центра с развитыми вокруг них концентрическими полосами. Долгое время исследователи спорили, являются ли они уступами или трещинами. Даже если бы существовали многочисленные трещины или троги, как предполагал Д. Кате, темные полосы представляли бы отвесные их стенки. Когда темные полосы увидели на фотографиях большего разрешения, оказалось, что это не что иное как многочисленные уступы извилистой формы, в целом образующие концентрически округлую структуру шапок.

Из чего состоят эти темные уступы, почему они отличаются от белой поверхности шапок и как они образовались? На все эти вопросы трудно ответить однозначно, и исследователи предлагают различные объяснения и гипотезы. Так, например, Д. Катс в 1973 г. предположил, что темный цвет полос объясняется таянием загрязненного льда полярной шапки на склонах южной экспозиции, получающих больше тепла по сравнению со склонами северной экспозиции. Вследствие этого на склонах обнажается вытаивающий обломочный материал, аналогичный, по-видимому, морене вытаивания на земных ледниках.

Предполагаемые зональное строение и состав полярных шапок Марса в период их наибольшего развития (зимой). По Ю. В. Алехину, И. В. Закирову и др. (1977 г.)

В том же году Б. Муррей предположил, что на полюсах развиты многочисленные слоистые поверхности, состоящие из водного льда или твердой углекислоты и силикатной пыли, а возможно, из их смеси. Уступы, в которых обнажается этот материал, предположительно выработаны ветром. Образование слоистых поверхностей можно связать с изменением наклона полярной оси Марса. Вокруг каждого нового положения полюса образовывались слоистые отложения.

Подобная точка зрения высказана А. Хаммондом. Темные и светлые полосы он связывает с наличием или отсутствием пыли в истории формирования марсианских полярных шапок. В соответствии с этим темные полосы состоят из пыли, а светлые — изо льда. В настоящее время большинство ученых поддерживает эту гипотезу, что придает ей большое значение при восстановлении климатических условий, существовавших на Марсе раньше. Концентрическое строение уступов, их выпуклая дугообразная форма в плане объясняется влиянием вращения планеты.

На происхождение уступов нет единой точки зрения. По-видимому, оно связано с комплексом процессов — эрозии ветром и разрушения под воздействием чередующихся процессов таяния и замерзания отложений и льда.

Таким образом, марсианские полярные шапки состоят из переслаивания пыли и льда, образующих крупные пластины. Длина пластин достигает 300-500 км. Каждая пластина имеет темный фронтальный уступ и светлую поверхность. Крутизна уступа от 4 до 12°, а светлая поверхность полого (1-2°) наклонена в противоположную сторону. Из-за асимметричного строения пластин в поперечном профиле они образуют куэстообразные формы [5] Куэста — асимметричная возвышенность в виде гряды с пологим склоном, совпадающим с углом падения пластов, и крутым склоном, срезающим пласты. . Каждая такая пластина состоит из 10-20 и более мелких темных и светлых слоев мощностью 20-30 м, придающих уступу характер лестницы. Общая мощность такой пластины достигает 1 км.

Северная полярная шапка Марса. Светлые пятна — лед, темные полосы — эоловые осадки, обнажающиеся в уступах