Жер бетін және басқа планеталарды жабатын ұсақ бөлшектер қабаты

Кіріспе

Қатты тау жыныстарын жабатын, біріктірілмеген, әртүрлі беткі шөгінділер қабаты Реголит (/r/ɛ/ɡ/ə/l/ɪ/θ/) – қатты тау жыныстарын жабатын, еріген, әртүрлі беткі шөгінділердің жиынтығы. Оған шаң, сынық тастар және басқа да осыған ұқсас материалдар кіреді. Реголит Жерде, Айда, Марста, кейбір астероидтерде және басқа да құрлық планеталары мен олардың серіктерінде кездеседі.

Этимология

Реголит термині екі грек сөзін біріктіреді: rhegos (ῥῆγος), 'жамылғы' және lithos (λίθος), 'тас'. Америкалық геолог Джордж П. Мерилл бұл терминді алғаш рет 1897 жылы былай деп анықтады:

Кейбір жерлерде бұл жабын тау жыныстарын ыдырату немесе өсімдіктердің сол жерде өсуі нәтижесінде пайда болған материалдан тұрады. Басқа жағдайларда ол жел, су немесе мұз арқылы басқа жерлерден келген сынықталған және көбінесе ыдыраған заттардан құралған. Осы толыққанды, біріккен материалдың табиғаты мен тегіне қарамастан, оны реголит деп атау ұсынылады.

Ай

Реголит Айдың дерлік барлық бетін жауып, тек тік беткейлі кратерлердің қабырғалары мен лава арналары ғана көрінеді. Бұл реголит соңғы 4,6 миллиард жылда ірі және ұсақ метеориттердің соқтығысуынан, микрометеориттердің үздіксіз бомбалауынан және күн мен галактикалық зарядталған бөлшектердің беткі тау жыныстарын ыдыратуынан пайда болған. Тау жыныстарының эрозиясы нәтижесінде реголит түзілуі Ай тастарында филелердің қалыптасуына әкелуі мүмкін. Микрометеориттердің соқтығысуы, кейде жоғары жылдамдықпен, шаң бөлшектерін балқытуға немесе жартылай булануға жеткілікті жылу тудырады. Бұл балқу және қайта қату процесі бөлшектерді шыны тәрізді, өткір жиекті агглютинаттарға біріктіреді, олар Жерде табылған тектиттерді еске салады. Реголиттің қалыңдығы тегіс аймақтарда әдетте 4-5 метр, ал көне таулы аймақтарда 10-15 метрді құрайды. Бұл нағыз реголиттің астында ірі соқтығыстардан пайда болған сынық тау жыныстарының қабаттары орналасқан, оны көбінесе "мегареголит" деп атайды. Аполлон-15 қондыру орнындағы реголиттің тығыздығы жоғарғы 30 см-де шамамен 1,35 г/см³, ал 60 см тереңдікте шамамен 1,85 г/см³ құрайды. "Ай топырағы" термині көбінесе "ай реголитімен" ауыстырып қолданылады, бірақ әдетте реголиттің ұсақ фракциясын, диаметрі бір сантиметрден аз болатын бөлшектерді білдіреді. Кейбір ғалымдар "топырақ" терминінің Айға қатысты дұрыс емес екенін айтады, себебі топырақ органикалық заттарды қамтиды, ал Айда мұндай заттар жоқ. Дегенмен, ай ғалымдары арасында бұл айырмашылықты ескермеу қалыпты жағдай. "Ай шаңы" әдетте ай топырағынан да ұсақ материалдарды білдіреді, оның бөлшектерінің диаметрі 30 микрометрден кем. Реголиттің орташа химиялық құрамын ай топырағындағы элементтердің салыстырмалы мөлшерінен бағалауға болады. Ай реголитінің физикалық және оптикалық қасиеттері "ғарыш әуерайы" деп аталатын процесс арқылы өзгереді, ол уақыт өте келе реголиттің қараюына, кратерлердің сәулелерінің солғындауына және жоғалуына себеп болады. Аполлон бағдарламасының бастапқы кезеңдерінде Корнелл университетінің Томас Голды және Президенттің ғылыми кеңесшілер комитетінің мүшесі реголиттің үстіңгі қабатындағы қалың шаң қабаты ай модулінің салмағын көтере алмайтыны және модульдің бетке батып кетуі мүмкін деген алаңдаушылық білдірді. Алайда, Джозеф Веверка (сонымен қатар Корнелл университетінен) Голдтың үстіңгі шаң қабатының тереңдігін дұрыс есептемегенін, оның қалыңдығы бірнеше сантиметр ғана екенін көрсетті. Шындығында, Аполлонға дейін жұмыс істеген Surveyor ғарыш кемесі реголиттің өте берік екенін анықтады, ал Аполлон қонған кезде ғарышкерлер оған өзекті үлгі алу құралын кіргізу үшін балға қолдануға мәжбүр болды.

Regolith covers almost the entire lunar surface, bedrock protruding only on very steep sided crater walls and the occasional lava channel. This regolith has formed over the last 4.6 billion years from the impact of large and small meteoroids, from the steady bombardment of micrometeoroids and from solar and galactic charged particles breaking down surface rocks. Regolith production by rock erosion can lead to fillet buildup around lunar rocks. The impact of micrometeoroids, sometimes travelling faster than , generates enough heat to melt or partially vaporize dust particles. This melting and refreezing welds particles together into glassy, jagged edged agglutinates, reminiscent of tektites found on Earth. The regolith is generally from 4 to 5 m thick in mare areas and from 10 to 15 m in the older highland regions. Below this true regolith is a region of blocky and fractured bedrock created by larger impacts, which is often referred to as the "megaregolith". The density of regolith at the Apollo 15 landing site averages approximately 1.35 g/cm3 for the top 30 cm, and it is approximately 1.85g/cm3 at a depth of 60 cm. The term lunar soil is often used interchangeably with "lunar regolith" but typically refers to the finer fraction of regolith, that which is composed of grains one centimetre in diameter or less. Some have argued that the term "soil" is not correct in reference to the Moon because soil is defined as having organic content, whereas the Moon has none. However, standard usage among lunar scientists is to ignore that distinction. "Lunar dust" generally connotes even finer materials than lunar soil, the fraction which is less than 30 micrometers in diameter. The average chemical composition of regolith might be estimated from the relative concentration of elements in lunar soil. The physical and optical properties of lunar regolith are altered through a process known as space weathering, which darkens the regolith over time, causing crater rays to fade and disappear. During the early phases of the Apollo Moon landing program, Thomas Gold of Cornell University and part of President's Science Advisory Committee raised a concern that the thick dust layer at the top of the regolith would not support the weight of the lunar module and that the module might sink beneath the surface. However, Joseph Veverka (also of Cornell) pointed out that Gold had miscalculated the depth of the overlying dust, which was only a couple of centimeters thick. Indeed, the regolith was found to be quite firm by the robotic Surveyor spacecraft that preceded Apollo, and during the Apollo landings the astronauts often found it necessary to use a hammer to drive a core sampling tool into it.

Марс

Марс құм мен шаңның кең аумақтарымен жабылған, ал беті тастар мен үлкен тау жыныстарымен толы. Шаң кейде планета жүзіндегі алып шаң дауылдарында көтеріледі. Марс шаңы өте ұсақ, сондықтан атмосферадағы аспанға қызғылт түс беру үшін жеткілікті мөлшерде қалады. Қазіргі заманда Марстың атмосферасының тығыздығы өте төмен болғандықтан, құм Марс желдерінде өте баяу қозғалады деп есептеледі. Бұрын, сұйық су шатқалдар мен өзен аңғарларында ағып, Марс реголитін қалыптастырған болуы мүмкін. Марс зерттеушілері қазіргі заманда жер асты суларының әсерінен Марс реголиті қалыптасып жатыр ма, сондай-ақ Марста көмірқышқыл газы гидраттары бар ма және олар қандай рөл атқарады ма, зерттеп жатыр. Марстың экваторлық аймақтарындағы реголиттің ішінде және жоғары ендіктегі бетінде су мен көмірқышқыл газының көп мөлшерде мұздап қалғандығы туралы болжам бар.

Астероидтар

Астероидтерде метеороидтардың соққысынан пайда болған реголиттер қалыптасқан. NEAR Shoemaker ғарыш кемесі Эрос бетінен түсірген соңғы суреттер астероид реголитінің ең жақсы суреттері болып табылады. Жақында Жапонияның "Хаябуса" миссиясы да реголиттің нақты суреттерін әкелді, бұл астероидтың тым кішкентай болғандықтан, гравитациясы реголитті дамыту мен сақтау үшін жеткіліксіз деп есептелген. 21 Lutetia астероидінің солтүстік полюсіне жақын жерде реголит қабаты бар, ол альбедоның өзгеруімен байланысты құлаулармен ағып жатыр.

Титан

Сатурнның ең үлкен айы Титан құмды далаларының кеңдігімен белгілі, бірақ осы құмдарды құрайтын материалдың шығу тегі әлі анықталған жоқ. Ол, ағып жатқан метанмен эрозияланған су мұзының ұсақ сынықтары немесе Титан атмосферасында пайдалып, бетке жауған органикалық заттар болуы мүмкін. Ғалымдар осы бос мұзды материалды басқа денелердегі реголитпен механикалық ұқсастығына байланысты реголит деп атай бастады. Дегенмен, дәстүрлі және этимологиялық тұрғыдан алғанда, бұл термин кварц немесе плагиоклаз сияқты минералдық бөлшектерден, немесе осындай минералдардан құралған тас сынықтарынан тұратын бос қабатқа ғана қолданылып келді. Мұз түйіршіктерінен тұратын бос жамылғылар реголит саналмаған, себебі Жерде қар түрінде пайда болғанда олар реголиттен өзгеше әрекет етеді – түйіршіктер қысым мен температураның шамалы өзгеруінен еріп бірігіп кетеді. Алайда, Титан мұзды қатты дененің сипаттарына ие, сондықтан мұнда эрозия және желдік немесе шөгінді процестермен толыққан реголит қалыптасады. "Хюйгенс" зонды жерге қонғанда жергілікті реголиттің механикалық қасиеттерін анықтау үшін пенетрометрді пайдаланды. Жер бетінің құрамы жұқа қабықшасы бар, одан кейін біркелкі консистенциялы аймаққа ұласатын саз тәрізді материал екені хабарланды. Алынған деректерді кейіннен талдау көрсеткендей, жер бетінің консистенциясы "Хюйгенс" қонғанда үлкен тасты ығыстыру нәтижесінде туындаған болуы мүмкін, ал жер бетін мұз түйіршіктерінен тұратын "құм" деп сипаттау дұрыс. Зонд қонғаннан кейін түсірілген суреттерде тас-талшықтармен жабылған жазық дала көрінеді. Бұл тас-талшықтар су мұзынан жасалған болуы мүмкін, олардың дөңгелек пішіні сұйықтықтардың оларға тигізген әсерін көрсетеді.