«Наука и жизнь» 1985, №2, стр. 66-69


сканировал Игорь Степикин
Наука на марше

ГЕОЛОГИ ИССЛЕДУЮТ ВЕНЕРУ
Базилевский А.




Геологическая карта северной части Венеры.




Радиолокационные изображения районов поверхности Венеры, переданные советскими станциями "Венера-15" и "Венера-16". Плато Лакшми. Видны вулканы и застывшие лавовые потоки. Система параллельных хребтов - результат поднятия горячего вещества из глубины планеты.



Ударные кратеры, образовавшиеся при падении метеоритов.



Специфический тип венерианской местности - "паркет".



Огромные кольцевые структуры - овоиды, обнаруженные на поверхности Венеры.
  • Советские автоматические межпланетные станции "Венера-15" и "Венера-16" в течение нескольких месяцев передавали на Землю радиолокационные изображения поверхности Венеры с разрешением в 1-2 км ("Наука и жизнь" №4, 1984 г.). Эти изображения позволили обсуждать не только основные черты рельефа Утренней звезды, но и ее геологическое строение. На прошедшем недавно в Москве 27-м Международном геологическом конгрессе советские ученые представили первую в мире геологическую карту приполярной области Венеры. Работы по ее составлению выполнялись в Институте геохимии и аналитической химии АН СССР имени В. И. Вернадского (ГЕОХИ) под руководством члена-корреспондента АН СССР В. Л. Барсукова.
  • Корреспондент журнала "Наука и жизнь" Е. Кудрявцева попросила рассказать об этих работах заведующего лабораторией сравнительной планетологии и метеоритики ГЕОХИ кандидата геолого-минералогических наук Александра Тихоновича БАЗИЛЕВСКОГО.

    - Вы изучаете глубинное строение планет Солнечной системы. Уместен ли здесь термин "геология" ?

  • - Когда космические исследования приблизили к нам планетные тела, то тот комплекс методов, приемов, подходов, который существует в науках о Земле, оказался плодотворным и при изучении других планет. Сместились интересы, объекты исследований. Скажем, раньше, когда астрономы изучали Марс, их заинтересовало явление поляризации света, отражаемого поверхностью Марса. Это было самостоятельное исследование. Теперь, когда мы знаем Марс лучше, вопрос ставится по-другому: мы хотим знать, что представляет собой марсианский грунт, как он образован, а поляризация света марсианским грунтом стала рабочим методом для геологии Марса; она позволяет оценить шероховатость поверхности.
  • Терминологические споры возникли давно, когда началось активное исследование Луны. Многие говорили: почему геология Луны? Нужно - селенология. Наверно, это не совсем правильно по двум причинам. Во-первых, мы утонем в "логиях", для каждого астероида будет своя (а их тысячи). Во-вторых, мы исследуем на Луне в точности то, что геологи исследуют на Земле. Основатель нашей лаборатории К. П. Флоренский в ответ на высказывания оппонентов говорил: "Ну, хорошо, а можно заниматься геометрией на Луне? Геометрия - это не селенометрия, это наука, в которой часть "гео" потеряла свой смысл, как и в слове "геология".
  • - А достаточно ли уже данных, чтобы говорить о геологии Венеры? Ведь она все же довольно далеко...
  • - Мы сейчас смотрим на Венеру не как на далекое небесное тело, а так, как геологи смотрят на Землю. Обилие информации, полученной нами в последнее время, прежде всего, конечно, с советских станций "Венера", позволяет даже говорить о своего рода эффекте присутствия: иногда буквально чувствуешь себя наблюдателем венерианского ландшафта. Первый объект, с которого началась сравнительная планетология,- это Луна. Маленькое небесное тело и, как это удалось выяснить, примитивное. В ней есть кора, образовавшаяся очень рано, с тех пор еще не изменившаяся и залитая сверху некоторым количеством базальтов На ее поверхности мы видим следы метеоритных ударов, которые в самый начальный период образования планет были очень частыми. Потом посмотрели на более крупный Меркурий, он чуть посложнее. Потом Марс - еще крупнее, еще интереснее. Там был обнаружен и более сложный вулканизм и тектонические проявления (тектоника - наука о деформациях коры планеты) : гигантские вулканы, зоны разломов - зияющие трещины длиной в тысячи километров, шириной в сто километров, глубиной в несколько километров. Стала очевидна тенденция: чем крупнее планетное тело, тем сложнее и дольше идет его геологическое развитие. Луна как геологическое тело умерла примерно три миллиарда лет назад. Марс сохранил следы активности, ну а Земля живет активно и сейчас. Тогда и встал вопрос: а что Венера, планета размером с Землю, имеющая атмосферу? Она замыкает цепь сравнительного планетологического анализа.
  • - Почему для детальных исследований рельефа Венеры было выбрано ее северное полушарие?
  • - Космические исследования - это всегда исследования на пределе возможности. А возможности были такие: детальное исследование примерно 1/4 поверхности Венеры. Полярные районы - наименее изученные участки поверхности Венеры. Кроме того, они интересны и с точки зрения атмосферных процессов, здесь присутствуют, помимо горизонтальных, интенсивные вертикальные движения в атмосфере. Параллельно с картированием Венеры велось и исследование ее атмосферы. Для этих целей на АМС были установлены ИК-фурье-спектрометры, специально разработанные учеными СССР и ГДР. И, наконец, когда мы склонились к приполярным районам, то выбор пал на северный, так как эта область с геологической точки зрения очень интересна. Приближенная съемка рельефа, выполненная американским аппаратом "Пионер-Венера", показала, что здесь располагаются самые высокие венерианские горы, самые глубокие впадины, обширные равнины, загадочные полосчатые образования и область Бета, где прогнозировали активный современный вулканизм.
  • - Радиолуч "исследует" поверхность Венеры, а карта, над которой вы работаете, рассказывает о строении глубин планеты. Расскажите, пожалуйста, как осуществляется этот процесс.
  • - Карта, которую мы составили, называется геолого-морфологической, то есть она характеризует рельеф поверхности по внешним чертам и одновременно по происхождению и возрасту Когда мы понимаем характер какого-либо образования, то можем дать прогноз на глубину. Геолог ходит по поверхности и по тому, как наклонены пласты, как сменяются одни породы другими, без бурения дает прогноз на километры, десятки километров вглубь, то есть предсказывает строение недр. Так и на Венере. Вот на фотографии изображение плато Лакшми, которое возвышается над окружающими вулканическими равнинами на 4-5 км. Если на равнинах видны небольшие вулканы, то на Лакшми они просто огромные. Например, вулканическая кальдера Колетт имеет размер 100 км X 75 км. От нее видна радиальная система застывших лавовых потоков. У свежих лавовых потоков поверхность шероховатая, и она на радарном изображении кажется светлой. Или другой пример - лавовый поток длиной 300 км: чтобы преодолеть такое расстояние, необходим большой расход жидкой лавы.
  • Это типично для базальтовых лав. На поверхность Венеры садились аппараты "Венера-8, 9, 10, 13, 14". Они измеряли химический состав поверхности, он оказался характерным для базальтов. Теперь мы увидели эти базальтовые потоки, образовавшие плато Лакшми. Или, например, видны системы параллельных хребтов - это скорее всего результат раздвига, то есть из глубин планеты поднимается в этом месте горячее вещество и, растекаясь, гармошкой сминает окружающие породы. Виден на снимке кратер с поперечником в 25 км (метеорит, как правило, в десять раз меньше кратера). Несмотря на то, что атмосфера Венеры плотная (давление на поверхности такое же, как в наших земных океанах на глубине в 1 км), выбросы из кратера преодолели сопротивление атмосферы и на снимках образуют яркие зоны. На Венере встречается специфический тип местности, мы его назвали "паркет". Видно, как этот "паркет" выступает из под равнины, значит, он слагает ее дно, а в некоторых местах тектоническими силами поднят наверх. Так, глядя на поверхность, мы узнаем, что находится внутри.
  • - На карте нанесены области с красивыми названиями: равнины Лады, Гиневры, Русалки. Как даются эти имена?
  • - Картографы по монтажам изображений выбирают образования, которым нужно дать названия. Ведь это не прихоть: назвать кратер или не назвать. Когда мы описываем поверхность, то нужны ориентиры. Для наименования каждого вида образований (гор, возвышенностей, кратеров, гряд, равнин) есть определенные правила.
  • Прежде всего на Венере могут использоваться только имена женщин - мифологических героинь, исторических личностей, деятельниц культуры. Исключение - горы Максвелла. Это дань памяти ученому, основателю электродинамики, которая является фундаментом радиолокационных методов - основного способа изучения рельефа Венеры.
  • У картографов имеется в распоряжении банк имен. Институт этнографии АН СССР помог включить в него имена героинь эпосов народов СССР. Потом мы выступим со своими предложениями на заседании номенклатурной комиссии при Астрономическом Совете АН СССР. После обсуждения названия будут рассмотрены Международным астрономическим союзом, и многие образования получат имена.
  • - Расскажите, пожалуйста, Александр Тихонович, о главных результатах сравнения геологии Земли и Венеры.
  • На Венере, и только на Венере, мы увидели нагромождение тектонических чешуй и складок, что является результатом горизонтального сжатия. И на Земле есть складчатые пояса, древние породы, которые сейчас залегают на глубине, почти все складчатые. На Венере мы наблюдаем области, где поверхность растянута, и там образовалась прямоугольная система провалов. На Земле есть похожие структуры, на дне океанов - это срединно-океанические хребты, а на континентах, например, Байкальский рифт. На других планетных телах мы не видим подобных структур совсем либо наблюдаем их в зародыше.
  • На поверхности Венеры обнаружены интересные образования - овоиды. Это очень крупные, диаметром от 150-200 до 500-600 км, кольцевые структуры, развитые на вулканических равнинах. Они разнообразны по строению, но обычно очерчиваются системами концентрически параллельных или дугообразных гряд. Очевидных аналогов на других планетных телах они не имеют. По масштабу явления эти структуры Венеры больше похожи на крупные кольцевые структуры Земли, которые обнаружены на космических снимках и природа которых пока еще не ясна. Венерианские овоиды и в наблюдаемых сейчас формах, несомненно, имеют тектоно-магматическую природу, то есть они образованы в результате процессов, связанных с внутренним теплом планеты и деформацией ее коры. Очерчивающие их гряды возникли, видимо, при сползании и смятии горных пород на склонах растущего куполообразного поднятия. Это хорошо воспроизводится при лабораторном моделировании.
  • Оказалось, что по уровню вулканической, и особенно тектонической, активности Венера сопоставима лишь с Землей и не похожа на Луну, Меркурий, Марс. Теперь это уже не гипотеза, а факт.
  • - А как скажутся сделанные выводы на изучении подобных процессов в земной коре?
  • - Поскольку на дне земных океанов прямые наблюдения проводить трудно, то структурные карты строятся по геофизическим аномалиям - это карты-интерпретации. На Венере мы можем наблюдать такую картину непосредственно. На поверхности Утренней звезды очень слабая эрозия, там ведь нет воды, дождей, перепадов температуры. Прямо какой-то гигантский термостат! И если где-то произошло растяжение коры и образовался характерный тип местности, то его можно наблюдать сотни миллионов лет. На Земле рельеф очень быстро разрушается, а на Венере мы увидели уникальную по земным меркам ситуацию - практически неизменный, прямой тектоно-магматический рельеф.
  • Луна рассказала нам, что было на Земле раньше, а Венера помогает понять, что происходит сейчас. Вот что дает сравнительная планетология. Думаю, что, когда в будущем будет получена полная карта поверхности Венеры, то удастся понять причины тектонических движений на Земле. А отсюда прямой выход на практику - например, возможность предсказывать землетрясения.
  • - На Земле смещение коры на дне океанов составляет сантиметры или миллиметры в год. При разрешении в километр наблюдать деформацию коры Венеры, видимо, нельзя. Как же узнать, продолжаются ли подобные процессы на Венере сейчас?
  • - Есть косвенные методы. Так, например, изучая Луну и Землю, ученые научились по количеству кратеров на единицу площади поверхности определять, сколько миллионов лет такая поверхность существует. Чем старше она, тем больше число кратеров. Мы оценили возраст поверхности Венеры, которую наблюдали, примерно в 500 миллионов лет, максимум в миллиард. Она гораздо древнее, чем поверхность Земли, но моложе Луны (возраст поверхности Луны - 3-4 млрд. лет, а дна земных океанов - миллионы, сотни миллионов лет). Это означает, что тектоника, которую мы наблюдаем, скорее всего накопленный результат. Если бы процесс происходил сейчас, то не было бы такого количества кратеров, они бы разрушились.
  • - Расскажите, какие работы планируются на будущее.
  • - Карта, которую мы показывали на Международном геологическом конгрессе, предварительная, обзорная. Теперь мы детально картируем каждый клочок заснятой поверхности, тщательнее оцениваем ее возраст. Опыт показывает, что впереди много интересного и нового. Наверняка предстоят запуски новых космических аппаратов, но не все еще получено от "Венеры-15" и "Венеры-16".