АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК, 2007, том 41, № 5, с. 427-445
УДК 523
НОВЫ (АСТРЫ) НА ВЕНЕРЕ: КЛАССИФИКАЦИЯ И СВЯЗЬ С ГЕОЛОГИЧЕСКИМ ОКРУЖЕНИЕМ
© 2007 г. М. Аиттола, Й. Раитала
Отделение физики и астрономии университета Оулу, Финляндия Поступила в редакцию 31.05.2006 г.
На поверхности Венеры можно найти довольно много образований с выраженными радиальными деталями. Термин "нова" (nova) или "астра/астры" используется для описания этой особой группы вул-канно-тектонических образований со звездообразной системой трещиноватости, распространяющейся по радиусам от центрального поднятия или трещины. В настоящей работе мы исследовали распределение и характеристики 74 нов для того, чтобы определить, существуют ли удобные способы разделения нов на категории и каким образом это разделение может помочь объяснить различия в их характеристиках. Расположение нов на поверхности планеты показывает, что распределение этих структур не хаотическое, а зависит как от долготы, так и от широты. Кроме того, очевидно, что основные различия между отдельными новами определяются их геологическим окружением. В целом, большинство нов связано с каким-либо более крупным вулканно-тектоническим комплексом. Различие в геологическом окружении можно использовать в качестве основы для характеристики нов при делении их на категории: (а) новы, расположенные внутри или вблизи крупной зоны деформации; (б) новы, расположенные на равнинах; (в) новы, расположенные вблизи тессер; (г) новы, расположенные в вулканических районах, вблизи вулканов или в районах с высокой плотностью венцов. Анализ, выполненный на основе такого подхода, показывает, что геологическое окружение является основной причиной отличий в характеристиках нов, то есть отличий в морфологии, вулканизме и топографии, которые также позволяют классифицировать новы. В частности, морфологическая классификация (тип I - новы с радиальными образованиями, исходящими из одной точки; тип II - радиальные структуры, отходящие от трещины или другой линейной структуры; тип III - потоки лавы или лавовые поля, покрывающие центральную область радиальных структур; тип IV - неполные радиальные структуры без определенной исходной точки, трещины или области) показывает определенную связь типа нов с геологическим окружением: морфология и расположение нов и, следовательно, их геологическое окружение некоторым образом связаны.
PACS: 96.30.Ea,96.12.Kz
ВВЕДЕНИЕ
Термин "нова" используется для обозначения звездообразных структур на поверхности Венеры (Schubert и др., 1991; Head и др., 1992; Janes и др., 1992). Он обусловлен только их морфологическим внешним видом без какой-либо связи с взрывающимися звездами - "новыми". Несмотря на существенные отличия между новами (Aittola, Raitala, 1999), их морфология в основном довольно проста и имеет радиальный рисунок. Для структур, которые можно описать аналогичным образом, в литературе можно встретить такие названия как "радиальная подобная венцу структура" ("radial corona like feature") (Stofan и др., 1992), "радиально-трещиноватый купол" ("radially fractured dome") (Squyres и др., 1992), "недоразвитый венец" ("failed corona") (Janes, Turtle, 1996) и "центр звездообразной трещиноватости" ("stellate fracture center" или "SFC") (Crumpler и др., 1997). В связи с тем, что термин "nova" используется в астрофизике, Группа по номенклатуре планет (Planetary Nomenclature Group) Международного астрономического союза предложила для таких об-
разований родовое название "astrum" и "astra" (множественное число). Однако геофизики продолжают по-прежнему применять термин "нова" (например, Kostama и др., 2000; Basilevsky, Raitala, 2002; Krassilnikov, Head, 2003); поэтому, чтобы избежать путаницы, в настоящей работе мы также используем это название. Новы отличаются от других вулканно-тектонических структур - венцов и арахноидов - морфологией: венцы ограничены тектоническим обрамлением, а арахноиды имеют обрамление и связанные с ним радиальные детали. Почти половина нов расположена внутри венцов или имеет, по крайней мере, частичное тектоническое обрамление, которое обычно определяется как обрамление венца (Aittola, Raitala, 1999). Так, радиальные структуры или ра-диально трещиноватые купола, которые могут рассматриваться как новы, были описаны ранее как подобные венцу структуры (Stofan и др., 1992) или как начальная стадия формирования венцов (Squyres и др., 1992; Janes и др., 1992; Stofan и др., 1997). Кроме того, их предлагалось рассматривать как внедрение радиальных роев даек (Gros-
• Class I X Class II * Class III О Class IV
Рис. 1. Распределение исследованных нов, наложенное на мозаику изображений, полученных с помощью методики "синтетического апертурного радара" (SAR) на КА Mаgellan. Различными значками представлены различные классы нов. Некоторые символы накладываются друг на друга, так как ряд нов может быть отнесен к двум классам одновременно из-за их неоднозначного окружения. К классу I относятся новы в зонах деформации; к классу II - новы, расположенные на равнинах; к классу III - новы вблизи районов тессер; к классу IV - новы в вулканических районах.
fils, Head, 1994). Таким образом, новы, так же, как и венцы, представляют собой структуры на поверхности, образованные поднятиями мантии или диапирами, воздействующими на основание литосферы.
Большинство нов образуют цепи в ассоциации с рифтовыми зонами в районе экватора и в вулканических областях вблизи вулканов или в областях с высокой плотностью венцов (Head и др., 1992; Aittola, Raitala, 1999; Aittola, Kostama, 2000). Однако есть несколько нов, которые не имеют отчетливой связи с перечисленными районами (Aittola, Raitala, 1999). Вопрос о том, всегда ли новы связаны со значительными геологическими событиями и был ли процесс их эволюции простым или сложным, включающим различные стадии, остается открытым. Проведенное ранее исследование пяти отдельных нов показало, что каждая из этих пяти структур образована во время не одного события, а в течение нескольких эпизодов (Basilevsky, Raitala, 1999; 2002). Однако это исследование не ответило на вопросы о причинах различий в основных характеристиках нов и о возможной связи процессов формирования нов и корон.
В данной работе мы детально и с различных позиций рассмотрим распределение и характеристики 74 нов для того, чтобы определить каким образом можно разделить новы на категории и как это разделение может помочь объяснить различия в характеристиках нов и установить факторы, влияющие на процесс эволюции нов. Наше исследова-
ние охватывает 74 структуры из опубликованного недавно каталога вулканно-тектонических структур на Венере (Kostama, Aittola, 2001; см. Приложение), который представляет все детали поверхности, подходящие под определение венерианских нов. Для получения достоверных результатов мы внимательно просмотрели всю охваченную наблюдениями поверхность Венеры, чтобы составить наиболее полный, насколько возможно, каталог таких деталей. За основу мы взяли каталог вулканических образований на Венере, составленный Crnmpler и Aubele (2000), исключили оттуда ряд структур и ряд структур добавили, основываясь на нашем понимании определения нов. Полученный каталог содержит на 10 структур больше, чем список нов, составленный Crumpler и Aubele (2000), который ранее при исследовании нов использовали Krassilnikov и Head (2003), Krassilnikov (2000), Basilevsky и Raitala (2002).
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НОВ
Распределение исследованных нов на поверхности (рис. 1) показывает, что их расположение носит неслучайный характер. Новы демонстрируют тенденцию к образованию разреженных цепочек вблизи экватора и, в особенности, вблизи рифтовых зон, вулканов или внутри областей с высокой концентрацией венцов. Эта тенденция подтверждается распределением нов по широте (рис. 2), где видно, что новы явно сконцентрированы на широтах, где расположены несколько
%
20 18 16 14 12 10 8 6 4
2
Latitudinal distribution of novae
fc Ъ £ fc fc fc
о о о о о о vo m ^ m <N
0 'УУ УУ УУ УУ УУ УУ УУ УУ
1 0 0 0 0 0 0 0 0
vy 1 2 m 4 m 6 4 8
0 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 0 0 0 0 0 0
2 m 4 m 6 г- 8 а\
Latitudes
0
Рис. 2. Распределение нов по широте показывает, что большинство из них находятся между 50° ю.ш. и 30° с.ш. Относительное количество нов можно сопоставить с относительной площадью поверхности (дугообразная кривая), занимаемой каждой группой.
%
16 Longitudinal distribution of novae
14
12 10
8
6
W W w w
0 0 0 0
2 i 4 1 6 1 8 1
i 0 w w w
0 0 0
2 4 6
w w w w w w w w w w w w W W
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 2 4 6 8 0 2 4 6 8 0 2 4 6
1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 m i m i m i m i
1 w 1 w 1 w 1 w 1 w 1 w 1 w 1 w 1 w 1 w i W i W i W i W
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
8 0 2 4 6 8 0 2 4 6 8 0 2 4
1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 m m m
Longitudes
Рис. 3. Распределение нов по долготе показывает их отсутствие в интервалах 100°-200° в.д. и 280°-340° в.д.
4
2
0
областей с каньонами, т.е. у экватора и, особенно, к югу от него. Новы поблизости от относительно молодых областей деформации (как правило, у рифтовых зон) обычно представляют собой выраженные поднятия с различимыми лавовыми потоками. На основании этих наблюдений можно предположить, что процесс формирования нов был связан с крупным вулканическим и/или тектоническим событием или, по крайней мере, на-
ходился под его воздействием. Этим событием могло быть формирование рифтовой зоны, вулкана или венца. Распределение нов по долготе также исключает случайный характер их расположения на поверхности (рис. 3), поскольку новы замечательным образом отсутствуют в областях 100°-200° в.д. и 280°-340° в.д. по сравнению с областями 0°-100° в.д. и 200°-300° в.д.
КЛАССИФИКАЦИЯ НОВ
При определении роли нов в контексте вулканических процессов на Венере представляется естественным попытаться найти какие-либо сходные и/или отличительные черты у нов, что может помочь при их классификации. Первая такая попытка поиска возможного метода классификации нов (при классификации на основе морфологии) была предпринята Aittola и Raitala (1999). Эта работа была основана на катало
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.