Вулканы. На Земле и в космосе
Что такое вулкан
Начнём с определения. Согласно учебникам, вулкан — это любое отверстие в земной поверхности, через которое изливается лава. Но даже такое широкое понимание термина уже содержит ограничения. Согласитесь, словосочетание «земная поверхность» означает, что вулканы могут быть только на нашей планете, а аналогичные отверстия на лунной или марсианской поверхности должны называться как-то по-другому. На Луне большие вулканы назвали лунными морями. Для Венеры придумали специальные слова: новы, арахноиды. Они чем-то похожи на земные вулканы, но есть и много отличий. Вводить свои названия для каждой планеты сложно — для простоты всё напоминающее вулканы на других небесных объектах назовём внеземными вулканами, и будут они частью внеземного вулканизма.
Сегодня речь пойдёт только о Солнечной системе — хорошенько разглядеть другие звёзды удаётся не всегда, не говоря уже о том, чтобы изучать вулканы на поверхности планет, вокруг них обращающихся. Это бывает сложно даже в пределах нашей системы, ведь полноценную информацию даёт только непосредственное изучение продуктов извержений: лав, пепла.
Итак, мы точно знаем, что на Земле вулканы есть. Каждый год регистрируются десятки извержений, и иногда о них говорят в новостях. Вулканы отражают внутреннюю жизнь планеты: если лава изливается, значит, внутри что-то происходит.
Когда активные процессы в толще Земли закончатся, вулканизм прекратится. У планеты есть жизненный цикл. При рождении за счёт аккреции (слипания отдельных частиц) с каждым соударением частиц их кинетическая энергия переходила в тепловую. Часть этой энергии рассеивалась, а часть нагревала формирующуюся планету.
Поначалу Земля была чрезвычайно горячей, а вулканизм — гораздо более активным. Сейчас недра остывают со скоростью примерно 1 градус за 1 миллион лет. Земля стремится освободиться от лишнего тепла, что проявляется в мантийной конвекции, движении материков, вулканизме и многих других процессах.
С остыванием вулканизм становится менее активным, его характер меняется. В очень далёком будущем недра Земли остынут настолько, что уже не смогут производить магму, и вулканизм прекратится. Планета станет мёртвой. Не волнуйтесь, это случится не скоро.
А что вне Земли? Ближе всего к нам Луна. На её поверхности отчётливо видны моря и материки. Материки светлые и древние, сформировались почти сразу после самого небесного тела. Моря тёмные и моложе (хотя тоже древние — последние из них образовались несколько миллиардов лет назад).
Вы, наверное, хотите спросить, как сравнивали их возраст? Отвечаю: по следам от ударов метеоритов — метеоритным кратерам. Чем дольше с поверхностью не происходит ничего, кроме падения метеоритов, тем больше кратеров на ней успевает образоваться. При извержениях поверхность обновляется, уничтожая следы метеоритов. Лунные моря как раз и представляют собой подобные области — огромные впадины, залитые лавой.
Однако есть один любопытный момент в распределении морей на поверхности Луны. Как известно, она всегда повёрнута к Земле одной стороной. Так вот, морями покрыто около трети поверхности видимой стороны Луны — на обратной их почти нет. Притяжение Земли помогает формироваться лунным вулканам на видимой поверхности и препятствует их возникновению на обратной стороне.
Понять, что эти моря — вулканические образования, позволило изучение вещества, из которого они состоят. У нас были образцы, доставленные американскими астронавтами и советскими аппаратами. Оказалось, что базальты, или эвкриты, слагающие лунные моря, похожи на земные вулканические породы, но имеют и отличия.
Космические аппараты доставили на Землю три основных типа пород: лунные базальты, лунные анортозиты и лунный реголит. Из них вулканическими являются только базальты. При этом анортозиты тоже имеют магматическое происхождение — они образовались, когда Луна сама ещё была почти полностью расплавлена. Реголит же представляет собой своеобразную «почву». Это мельчайшие (доли миллиметра) обломки других пород, застывшие капельки расплава, образующиеся с каждым новым падением метеорита и покрывающие всю поверхность спутника.
Когда-то вулканизм на Луне был очень силён, но сейчас его нет и не было очень давно. Луна остыла ещё не полностью, но значительно больше Земли. Вулканы там могли бы ожить только вследствие веской внешней причины — например, в результате попадания особо крупного метеорита.
С высоты Олимпа
Теперь поговорим о Марсе. Метеориты, падающие на Землю, дают представление о других небесных телах. Очень малая часть этих метеоритов похожа на вулканические породы. При этом некоторые можно привязать к конкретной планете Солнечной системы. Для этого используют тонкие методы — например, сравнивают соотношение изотопов кислорода, которое у планет немного различается. Марсианские метеориты — достаточно редкое явление, кстати, — представляют собой вулканические породы. Они гораздо моложе других метеоритов, что свидетельствует об относительно недавнем вулканизме Марса.
На Красной планете есть огромное вулканическое плато Фарсида, которое изучают не только удалённо, но и с помощью марсоходов. Там расположены крупнейшие из известных внеземных вулканов Солнечной системы. Самый высокий из них Олимп — почти как два с половиной Эвереста (22 км).
Марсоходы передают на Землю снимки поверхности, а недавно смогли сделать химические анализы пород. Больше всего они оказались похожи на вулканические породы Гавайских островов. Большинству вулканов около миллиарда лет, но есть свидетельства и более молодого вулканизма.
Смотрим сквозь облака
Переходим к Венере. Эту планету сложно изучать из-за очень плотной атмосферы. Но мы знаем, что поверхность её молодая, почти без кратеров. А те немногие, что есть, распределены в высшей степени равномерно — это говорит о повсеместном распространении процессов, обновляющих поверхность.
И действительно, вся Венера усеяна вулканическими постройками. Они сильно отличаются от земных вулканов, у них даже названия особые: короны, новы, арахноиды. Иногда там удаётся разглядеть (на радиоснимках) свежие лавовые потоки или поймать момент извержения в инфракрасном излучении, свидетельствующем о значительном выбросе тепла.
Станции, достигшие Венеры, передали фотографии, на которых видны залитые лавой поверхности. Но пока у нас нет абсолютно никаких данных о составе венерианских вулканитов. Возможно, вулканическая активность была здесь сильнее, чем на Земле. Возможно, Венера проходит стадию развития, которая на Земле закончилась несколько миллиардов лет назад.
Белые пятна Меркурия
Увы, про Меркурий почти ничего не известно. Он меньше других планет земной группы, но находится ближе к Солнцу. Наверное, там тоже есть вулканизм, но его исследование — дело будущего.
Очень холодные вулканы
Совсем недавно был обнаружен внеземной вулканизм на Ио, спутнике Юпитера. Выбросы вещества высотой до 150 километров видны на фотографиях орбитальных телескопов. Причиной такой активности является положение Ио относительно Юпитера и двух других его спутников: Европы и Ганимеда. Ио регулярно оказывается между ними, что приводит к сильнейшему приливному разогреву (так бы Ио остыл давным-давно: он существенно меньше Луны). При этом извергаться могут сразу несколько вулканов. Что именно они извергают, неясно. Часть исследователей считает, что это обычные лавы, часть — что соединения серы.
Ещё одно проявление внеземного вулканизма — криовулканизм. Он наблюдается на ледяных спутниках планет-?гигантов (Европе и Энцеладе) и лишь отдалённо напоминает вулканизм, к которому мы привыкли на Земле.
Подведём итоги. Вулканизм в классическом смысле возможен только на Земле. На Луне, Марсе и Венере происходило или происходит что-то более или менее похожее на земной вулканизм.
На Ио, Европе и Энцеладе отмечены явления, очень отдалённо напоминающие земные вулканические процессы. Если отнести их к вулканизму, то и протуберанцы на Солнце можно будет назвать извержениями. Материалом солнечных извержений являются плазма, радиация и солнечный ветер (именно они вызывают геомагнитные бури, от которых болит голова). Относить ли их, а также крио- и приливной вулканизм Ио к проявлениям внеземного вулканизма? Это вопрос терминологии. Очевидно, что просто вулканизмом такие явления назвать нельзя.
Источник
Чем солнце под землей (МАГМА) отличается от Солнца?
> во многих передачах сравнивают магму с солнцем
Во многих передачах сравнивают палец. . а, тебе рано ещё.
Магма — плотная, вязкая, расплавленная горная порода, камень, грубо говоря, нагретый.
Солнце — плазменный шар огромных размеров, газ, грубо говоря, нагретый.
Мощность и состав можешь посмотреть в Википедии.
СОЛНЦЕ БОЛЬШЕ И НА СОЛНЦЕ ТЕМПЕРАТУРА ВЫШЕ.
На территории Калифорнии и Вайоминга глубоко под землей спят два вулкана, извержения которых на протяжении прошедших двух миллионов лет происходили четырежды. Если бы сейчас они проснулись, то в течение нескольких часов западные области США покрылись бы слоем пепла толщиной в несколько сантиметров. Похожие гигантские вулканы тлеют под Индонезией и Новой Зеландией. Извержение супервулканов по разрушительной силе сопоставимо со столкновением с Землей небольшого астероида, а выбросы раскаленной лавы, газов и пепла приводят к изменению климата. Ученые стремятся понять, что вызывает пробуждение огнедышащих гигантов, и предсказать, когда они снова начнут действовать и какие проблемы из-за этого могут возникнуть в будущем.
Исследования микроскопических кристаллов, взятых из отложений пепла, помогли ответить на некоторые вопросы. Их результаты, наряду с современными методами контроля возможных катастроф, позволяют надеяться, что вскоре можно будет выявлять признаки грядущей опасности задолго до следующих серьезных извержений.
Ранние катастрофические изверженияВ 1950 гг. геологи обнаружили огромные округлые впадины (60–70 км в диаметре и несколько километров в глубину) , напоминающие кальдеры самых известных вулканов планеты, образующиеся, когда высвобождающаяся магма вызывает обрушение кровли. Впадины находятся вблизи самых больших вулканических отложений, образовавшихся вследствие одного и того же извержения. Поэтому исследователи пришли к заключению, что они обнаружили остатки вулканов в сотни или даже тысячи раз более крупных, чем знаменитый Сент-Хеленс в шт. Вашингтон.
Поскольку толща континентальной коры велика, а высокотемпературные источники тепла, способные создать такие большие вулканические очаги, встречаются редко, то супервулканы — явление не частое. На протяжении прошедших 2 млн. лет как минимум 750 км3 магмы были внезапно извергнуты всего лишь в четырех регионах: Йеллоустонский национальный парк в штате Вайоминг, Лонг-Велли в Калифорнии, Тоба на острове Суматра и Таупо в Новой Зеландии. Поиск аналогичных крупных извержений продолжается и в других регионах, включая Запад Южной Америки и Дальний Восток России.
Источник
10 рекордных объектов нашей Солнечной системы
Наши поиски знаний о Вселенной все еще находятся в зачаточном состоянии, и мы регулярно удивляемся новым открытиям. Перед нами еще много тайн, требующих разгадок, даже здесь, в нашем собственном маленьком уголке Вселенной, который мы называем Солнечной системой.
Самая высокая гора
Конечно, эти измерения не идеально точны. Поскольку разница между горами настолько мала, никто не может с уверенностью заявить, что одна выше другой. Тем не менее Веста, похоже, лидирует. Хотя мы знали о существовании астероида с 1997 года, только в 2011 году космический аппарат Dawn смог хорошенько рассмотреть его поверхность. Мы узнали, что Рея Сильвия по факту является центральным курганом гигантской воронки. С диаметром 505 километров, этот кратер почти такой же в длину, как и весь астероид.
Крупнейший астероид
Также Паллада конкурирует с вышеупомянутой Вестой. Несмотря на то, что Веста выигрывает по массе, Паллада больше по объему. Тем не менее Паллада может и расстаться со своим титулом, поскольку новые наблюдения Хаббла показали, что она может быть динамической протопланетой. Это не просто гигантский шар из камня и льда, он переживает внутренние изменения. Возможно, в будущем Паллада станет карликовой планетой.
Крупнейший ударный кратер
Что примечательно, все три кратера находятся на Марсе. Первый называется Hellas Planitia. С диаметром в 2300 километров, это самый маленький кратер из всех кандидатов. Тем не менее он также единственный кратер, который образовался в результате удара — это мы достоверно знаем.
Тем не менее все данные о Utopia Planitia говорят о том, что этот кратер тоже мог сформироваться в процессе падения тела. С диаметром в 3300 километров, он значительно крупнее Hellas Planitia.
Вполне возможно, что оба этих кратера являются крошечными по сравнению с третьим кратером Солнечной системы. Borealis Basin в диаметре 8500 километров — почти в три раза больше Utopia Planitia. Тем не менее пока нет подтверждений того, что это ударный кратер. Если это так, то каким же невообразимым должно было быть событие, приведшее к появлению Borealis Basin? Оно наверняка предоставит ценный взгляд на формирование Марса как планеты.
Самое вулканически активное тело
Из всех трех самой вулканически активной остается Ио. Изображения, полученные со спутника, выявили около 150 вулканов, а в конечном итоге их может быть и все 400. Это невероятно, если учесть ледяную поверхность Ио и ее расстояние от Солнца.
Ведущая теория, которая может объяснить, как такое холодное место поддерживает горячие недра, заключается в том, что вулканическая активность Ио рождается в процессе внутреннего трения. Луна постоянно деформируется за счет внешних рычагов — очевидной тяги Юпитера, а также тяги двух крупных лун, Ганимеда и Европы. Это противостояние создает сильные внутренние приливы, которые создают достаточно трения для генерации тепла, необходимой для поддержания активности вулканов.
Крупнейший объект в Солнечной системе
Справедливости ради, отметим, что не сама комета выросла, а ее кома — туманное облако, окружающее ядро кометы пылью и льдом. 17P Holmes была обнаружена в 1892 году астрономом Эдвином Холмсом. С тех пор мы старались держать ее в поле зрения, несмотря на провал в 60 лет между 1906 и 1964 годами.
В целом для комет не является редкостью резкое повышение яркости. Но 23 октября 2007 года комета Холмса внезапно изменила яркость на коэффициент в полмиллиона. Это была самая крупная вспышка кометы за всю историю, заметная невооруженному глазу (хотя любой бы подумал, что видит звезду). В течение следующего месяца кома продолжала расширяться, пока не достигла пика диаметра в 1,4 миллиона километров, официально став больше Солнца.
В настоящее время мы пока не знаем точно, почему возникла эта вспышка, поэтому комета Холмса надолго останется загадкой для астрономов.
Самый длинный канал
Впоследствии было обнаружено, что у Венеры имеется множество таких каналов, хотя ни один из них не был длиннее Baltis Vallis. Отсюда возникла и загадка его появления. На Венере не так много вещей, которые могли бы создать такие каналы в суровых условиях. Давление там в 90 раз больше, чем на Земле, а температура может достигать 462 градуса по Цельсию.
Поэтому основным кандидатом остается лава. Венерианские каналы не особо похожи на земные, но вполне вероятно, что подобные особенности встречались и на нашей планете миллиарды лет назад.
Крупнейшее озеро лавы
Такие адские достопримечательности можно найти и на Земле, хотя ни одно из них не активно на данный момент. Самой большой является озеро горы Ньярагонго в Демократической Республике Конго, диаметр которого может достигать 700 метров в диаметре. Тем не менее географические данные свидетельствуют о том, что вулкан Масая в Никарагуа сформировал еще более крупное озеро лавы в прошлом, диаметром до 1 км.
Все это позволяет нам провести параллель с Loki Patera, поскольку его диаметр — около 200 километров. Второе место занимает Gish Bar Patera с диаметром в 106 километров.
Самые старые астероиды
Наше понимание астероидов улучшилось в 2008 году, когда исследователи из обсерватории на вершине Мауна-Кеа на Гавайях нашли самые старые из известных астероидов в нашей Солнечной системе. Будучи возрастом 4,55 миллиарда лет, эти астероиды намного старше, чем любой из метеоритов, когда-либо падавших на Землю. Они почти так же стары, как наша Солнечная система.
Их возраст оценивается на основе анализа их состава в цветовом спектре, отраженном от их поверхности. Было установлено, что все три астероида невероятно богаты алюминием и кальцием. Этих элементов в них куда больше, чем в любом космическом каменном объекте, который мы когда-либо видели.
Комета с самым длинным хвостом
Когда Хиякутаке прошла мимо нас в 1996 году, она стала самой близкой кометой из всех, пролетавших мимо Земли за последние десять лет. Как и ожидалось, комету «облепили» астрономы и фотографы-любители, наслаждаясь великолепным зрелищем. Тем не менее никто не ожидал, что хвост вырастет таким длинным — 560 миллионов километров.
Предыдущий рекорд принадлежит Великой комете 1843 года. Тогда ее хвост был в 2 а. е. в длину, что эквивалентно 300 миллионам километров.
Помимо рекорда, Хиякутаке также предоставила нам ценную информацию о формировании Солнечной системы. Химический анализ показал, что комета содержит этан и метан. Впервые эти газы были обнаружены в комете, тем самым допустив существование по меньшей мере двух разных типов комет.
Самое загадочное погодное явление
Тем не менее любой, кто видел изображение Юпитера, также признает еще одну отличительную черту — две красные полосы, пересекающие планету параллельно друг другу. В мае 2010 года что-то странное случилось с нижней полосой, известной как Южный экваториальный пояс — он исчез.
Это застало астрономов врасплох — никто не имел ни малейшего представления, почему так произошло. Было сформировано несколько гипотез, когда в ноябре 2010 года полоса начала возвращаться. Инфракрасные снимки показали, что пояс восстанавливал свой красновато-коричневатый цвет, и астрономы пришли к более-менее вразумительным выводам: белые облака из ледяного аммиака поплыли на большей высоте, чем бурые облака, просто скрыв их из виду.
Это явление, кажется, имеет место раз в несколько десятилетий, и, как правило, длится в течение года или около того. Конечно, еще многое предстоит узнать о том, почему так происходит. Насколько нам известно, в Солнечной системе это единственный пример такого явления. Кроме того, Северный пояс Юпитера таким изменениям не подвергается. Вот и думай теперь.
Источник