Реферат Що таке Вальхалла

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Що такеВальхалла?

/дослідження супутника Юпітера космічними апаратами/

Близько ми з «>Прекраснейшей» 1979 р., коли американські «>Вояджери» передали на Землю знімки цього супутника Юпітера. Не скажеш, що ми про неї було невідомо. Про її існування став відомий ще 1610 р. Вважається, що її з трьома супутниками Юпітера виявив Галілео Галілей, проте «чудової» (грецькою «Каллісто») її назвав Симон Марій, німецький лікар і астроном, працював уАнсбахе іоспаривавший пріоритет Галілея у відкритті супутників Юпітера.

Про Каллісто і по знімків із «Вояджерів» було відомо значна частина. Знали, що це п'ятий (за відстанню) супутник Юпітера, що радіус Каллісто (2400 км) близький до радіусу Меркурія, що період обертання щодо Юпітера становить 16,7сут., і обертання, як і в іншихгалилеевих супутників Юпітера, одночасно, т. е. Каллісто завжди адресована Юпітеру у тому ж півкулею.

Проте польоти американських космічних апаратів обрушили на нас лавину нову інформацію. Насамперед, по гравітаційним збурюванням їх орбіт було визначено маси супутників, і те що радіуси їх була відомі, можна було оцінювати середню щільність. Виявилося, що, як личить «>Прекраснейшей», на відміну вулканічної. Іо, а то й серце, то вже у всякому разі, мантія Каллісто - крижана, 40 % її маси становить лід. Та особливо віра дивні були знімки. На Іо виявилися вулкани, на Ганімеді - поля паралельних борозен, але в Каллісто - дивовижне освіту, яке спочатку називали «Око бика», та він одержав ім'яВальхалла (під назвою палацу верховного бога скандинавської міфологіїОдина) На знімках це особливе утворення справді дуже схожі на коров'ячий очей, отжеПрекраснейшая виявилася що й волоокої.Вальхалла має властиву космічних тіл, позбавлених атмосфери, округлої форми і має відстань близько чотирьох тис. км., (нагадаємо, що діаметр Каллісто — 4800 км). До того ж, на відміну звичайних кратерних структур, не виражений рельєф відсутня депресія і тоді замість характерною системи кількох кільцевих валів, уВальхалли існує система слабко виражених у рельєфі майже концентричних звивистих хребтів, висота яких немає перевершує 1 км У цьому системі можна нарахувати кілька десятків концентричних кілець. Пізнішекратерние системи з згладженим рельєфом почали називатипалимпсестами (як відомо, в палеографіїпалимпсестами називають древні пергаменти, у яких поверх старого, змитого тексту записано новий).

ЯкбиВальхалла розташовувалася Землі, була б рівнина в поперечнику рівна Антарктиді (т. е.перекривающая всю Європу) з дуже «нудним» рельєфом, регулярність якого легко виявлялася ми з супутника. Для особи на одне Землі цей рельєф видавався б одноманітними грядами положистих пагорбів, які сталася на кілька градусів над обрієм із двох протилежних сторін. Піднявшись на гряду, можна було б добре побачити, що далі розташовуються таку ж гряди.

На початку 80-х автор разом із А. М.Сановичем займалися дослідженняммногокольцевих басейнів відвідин Місяця й, звісно, було неможливо не звернути увагу до таке дивовижне освіту якВальхалла, проте впритул змогли зайнятися їм значно пізніше. Упродовж цього терміну у дослідженні самої освіти і Каллісто загалом було отримано низку інших результатів.

По знімками, отриманим «>Вояджерами», в НАСА побудована чудова карта Каллісто. Вивченнягалилеевих супутників та розвитку досліджень їх космогонії (вважається, що супутники утворилися внаслідок акреції речовини який перебуває неподалік Юпітера) дозволили розрахувати внутрішню будову Каллісто. Очевидно, досить упевнено вважатимуться, що у епоху освітиВальхалли супутник мав кору завтовшки близько 20-ти км, що складається з льоду з додатком силікатів й лежачу на водяний мантії на кілька сотень км.

Під мантією розташовувалося ядро з силікатну оболонку, посталої з матеріалу,осаждавшегося з водяний мантії. Що ж до палімпсестаВальхалла, те добре видно, що це особливе утворення ділиться втричі зони: центральну (радіусом 300—400 км) яскраву і позбавлену деталей, внутрішню, шириною 200— 300 км, з концентричними кільцевими хребтами, ширина яких 15 км, довжина окремих гряд сягає ~ 700 км, а відстань між концентричними хребтами становить 20—30 км і, нарешті, зовнішню, шириною більш 600 км. У зовнішній зоні ширина концентричних валів 15—20 км, а відстань з-поміж них близько 70 км. За підрахунками малих кратерів оцінено і середній вікВальхалли, що вона близькими до 3,9 млрд. років.

З'явився ряд гіпотез про походженняВальхалли. Частина пов'язувала освіту басейну з внутрішніми тектонічними процесами, частину з падінням величезного метеорного тіла, який створив гігантський кратер. Однак у гіпотезах передбачалося, що що спостерігається структура виникла результаті руйнацій кори та всіх наступних в'язких процесів, котрі й провели до утворення безлічі кільцевих валів. Нам видалася дивною, що під час такого процесу виникали лише кругові вали. Здавалося, у цьому випадку мають бути прибутковим і радіальні освіти, і вирішили підійти до проблеми кілька з іншого боку.

Справді, простежується певна регулярна періодична структура. Найчастіше таких структур пов'язані з хвилевими процесами. У нашому випадку, явище якось пов'язаний із властивостями речовини, може бути із йогопрочностними характеристиками (проте, тоді незрозуміло, чому проявляється така сувора, ще й «анізотропна» - немає радіальних розламів - періодичність), або з процесом поширення якихось механічних коливань. Якщо це механічні коливання, то, очевидно, ми маємо справу з усталеним системою стоячих хвиль, інакше не пояснити просторову періодичність.

Найімовірніше, коливання відбувалися корі, але товщина кори для формуванняВальхалли становить близько 20 км, отже, процес слід розглядати у світі теорії довгих гравітаційних хвиль - наближеною гідродинамічної теорії хвильового процесу, що у басейні, глибина якого мала проти довжиною хвиль. Довгі гравітаційні хвилі поширюються зі швидкістю, яка від довжини хвилі і рівної  (тут g — прискорення сили тяжкості лежить на поверхні Каллісто, h - глибина басейну). У нашому випадку g відомо, а про глибину басейну ми не знаємо. Щоправда, якщо коливання виникли через поширення якогось імпульсу з тривалістю Т, то довжина хвилі буде пропорційна твору Т на швидкість поширення хвилі. Оскільки довжина стоячій хвилі дорівнює половині довжини біжучому, це твердження справедливе й для стоячих хвиль. Припускаючи, що систему валів пов'язані з системою стоячих хвиль і до уваги, що з внутрішньої зоні відстань між валами вдвічі нижча, ніж у зовнішній, ми повинні зробити висновок: глибина гаданого басейну у внутрішній його частину маєш бути у 4 рази менше зовнішньої.

Якби басейн вдалося «осушити», ми побачили б гігантський кратер з центральною гіркою. Але саме таких форм притаманні місячних кратерів великих (але дуже великих)поперечников. Якщо поперечник місячного кратера перевищує кілька сотень кілометрів, зазвичай, його дно залитий базальтовій лавою, й викохує власний рельєф дна під шаром лави фактично ніхто не знає. Такі кратери, точніше басейни, зазвичай є маскони - локальні позитивні гравітаційні аномалії, які, як свідчить моделювання, пов'язані з підйомом до і частковим виливом тяжчого речовини мантії.

Не може бутиВальхалла аналогом місячногомаскона? Основне відмінність у тому, що у Місяці щільність речовини мантії вище щільності кори через їх різного хімічного складу, тоді як у Каллісто речовина мантії, якщо вона водяний, відрізняється від речовини кори лише фазовим станом, оскільки щільність води більше щільності звичайного льоду (зауважимо, що воно тисне в корі іподкорових шарах замало, щоб у цій разі з'явилися екзотичні фази льоду). І, звісно, в'язкість льоду, а тим паче води, набагато порядків менший від в'язкості скельних порід.

Які ж утворюються маскони на Місяці? Очевидно, механізм такий: у зіткненні з метеоритом міцність кори порушується настільки, що вона може протистояти тиску мантії, речовина мантії перетікає до області зниженого тиску, т. е зменшеної товщини кори. У цьому, якщо пластичність кори досить великий, виникають лишеотдельни тріщини, якими менш в'язке речовина мантії видушується на поверхню. Якщо кора дно якої кратера розколотою на вільно плаваючі блоки, в цілому або частково реалізуєтьсяизостазия, т. е працює Закон Архімеда. Насправді через в'язкості мантійного речовини і збільшення в'язкості при охолодженні із виходом поверхнюизостазия може бути повної.


Етапи формування палімпсестаВальхалла (за 57-ю статтею Р. А.Лейкина й О. М.Сановича в «>Трудах ДАІШ», у пресі):

а) Поверхню Каллісто випав великийметеороид,образовавший кратер радіусом близько двох тис. км і глибиною, можна з завтовшки кори Каллісто

б) Пластична деформація кори у районі удару призвела до утворення депресії і підйому дна кратера

в) У процесі деформації у центрі кратера кора лежала в руїнах і незабаром стався викид речовини мантії, у результаті якого депресія заповнилася водою. У результаті заповнення в басейні утворилася система стоячих хвиль

р) У вузлах системи стоячих хвиль утворилися скупчення льоду

буд) Зростання крижаних скупчень в вузлах призвів до утворення валів, процес припинився після промерзання басейну

Які ж в аналогічній ситуації справи на крижаному супутнику? Для простоти вважатимемо кору і мантію не що містять силікатних матеріалів. Їх утримання і насправді має бути невелика, що у рідкої водяний мантії швидко відбувається гравітаційна диференціація (простіше, частки важчих скельних порід осідають, створюючисиликатную оболонку ядра). Будемо також вважати, формуванняВальхалли не призвело до у себе докорінних змін мантії загалом. Це, мабуть, близько істини, оскільки обсяг області, зайнятою басейном, всього — 1 % обсягу мантії. Події, мабуть, розвивалися так. У період, коли товщина крижаної кори Каллісто становить близько 20 км, супутник зіштовхнувся з космічним тілом, котрі утворили лежить на поверхні кратер глибиною близько 20 км. Найімовірніше швидкість співудару була дуже й тіло до співудару існувало навколо Юпітера (за великої швидкості співудару поперечник кратера було б порівняємо з його глибиною). Отже, лежить на поверхні Каллісто у певному місці товщина кори стала вдвічі нижча і тиск мантії на кору перестало врівноважуватися вагою кори. Виникло надлишкове тиск мантії, однакову  (H — товщина кори,q — щільність речовини кори, g — прискорення сили тяжкості лежить на поверхні Каллісто, однакову 124см/с2). Він мав становити близько 100атм.

Найімовірніше, під впливом цього тиску дно кратера піднялося і деформувалося. Характерне час цього процесу (час, протягом якого дно піднімається на висоту, сумірну з його завтовшки) одно відношенню динамічної в'язкості матеріалу дна до напрузі у цьому матеріалі, т. е. надлишкового тиску. Якщо прийняти це, що дно крижане, а в'язкість льоду порядку 107, характерне час деформації дна становитиме кілька місяців. Важко уявити, що за таких значної деформації дно кратера залишиться цілим. Мабуть, утворюються розриви, якими речовина мантії заходиться на поверхню. При надмірному тиску в 100атм, швидкість закінчення речовини мантії (води) становитиме закону Бернуллі близько 100 м/с. Під час такої швидкості закінчення водяний струмінь підніматиметься від поверхні .супутника на висоту майже п'ять км і, падаючи назад, заповнить депресію кратера. Вага води, яка заповнила депресію, врівноважує надлишкове тиск і витікання припиниться. Слід зазначити, щократерний вал, що був утворитися у зіткненні, створить надлишкове тиск на кору, спрямоване згори донизу. Це може викликати опускання кори і підвищення глибини кратерної депресії у прилеглих до валу областях.

Порівняємо тепер цю картину про те, що мені відомо проВальхалле. Глибина басейну у внутрішній зоні приблизно 4 рази менше, ніж у зовнішній. Це правда і бути. Нині ми можемо оцінити як ставлення глибин, а й глибини, і обсяг заповненого водою басейну. Очевидно, як розумної оцінки можна взяти глибину басейну у внутрішній зоні близька до 2 км, тоді як у зовнішньої — до 8—10 км. І тут обсяг заповненого басейну порядку 107—108 км3. Нагадаємо, що міра Каспійського морів ~105 км3, моря порядку 107 км3, загальна кількість води Землі, включаючи лід, близько 1,5 * 109 км3. Щоб оцінити час заповнення депресії, саме воно характеризує тривалість імпульсу, який привів до утворення системи стоячих хвиль, треба знати поперечник жерла водяного вулкана,заполнившего басейн.Соблазнительно б сприйняти як жерло центральну частинаВальхалли. Як мовилося раніше, вона позбавлена кільцевих валів (як і бути, якщо глибина басейну тут дуже великий) і має поперечник порядку 600 км. Якщо ця справді жерло, час заповнення басейну порядку 2 000 з, і за характерну тривалість імпульсу розумно прийняти 'половину цієї величини. Швидкість поширення хвилі у наближенні довгих гравітаційних хвиль знаємо. Виходить, що глибина басейну у зовнішній зоні справді має складати 8—10 км, тоді як у внутрішньої (гаданої зоні підняття) — порядку 2 км.

Отже, наші вистави як ніби узгоджуються з спостереженнями, але головна загадка залишається: власними силами стоячі хвилі в рідини рано чи пізнозатухнут, звідки ж взялися деталі рельєфу, які свідчать про колись що існувала системі стоячих хвиль?

Певне, річ у тому, що температура лежить на поверхні Каллісто вбирається у 170 До, т. е. на сто з лишком градусів нижче від температури замерзання води. Не чи міг статися, у процесі замерзання утворилися

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

  • Реферат на тему: Що таке зірки
    Що таке зірки і як з'являються, із чого складаються, чому утворюються звёздные скупчення, які
  • Реферат на тему: Еволюція Всесвіту
    Історія еволюції всесвіту і найперші хвилини її життя. Теорія "Великого Вибуху", аналіз
  • Реферат на тему: Еволюція Всесвіту
    Модель Фрідмана, два варіанта розвитку Всесвіту. Будова i сучасні космологічні моделі Всесвіту.
  • Реферат на тему: Еволюція зірок
    Джерела енергії зірок. Гравітаційне стиснення і термоядерний синтез. Ранні й пізнє стадії еволюції
  • Реферат на тему: Еволюція зірок
    Поняття еволюції зірок. Зміна характеристик, внутрішнього будівлі та хімічного складу зірок згодом.

Навігація