Радиальные полосы ударных кратеров: формирование, свойства и возраст
Ray system
Системы лучей: радиальные полосы выброса при образовании ударных кратеров на Луне, Земле, Марсе и других планетах. Геологическое явление и особенности.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Радиальные полосы материала, выброшенного при образовании ударного кратера
Radial streaks of material thrown out during formation of an impact crater
В планетарной геологии система лучей состоит из радиальных полос мелкого выброса, разбросанного при формировании ударного кратера, напоминающих множество тонких спиц, расходящихся от центра колеса. Лучи могут простираться на расстояние, в несколько раз превышающее диаметр кратера, из которого они произошли, и часто сопровождаются небольшими вторичными кратерами, образованными более крупными фрагментами выброса. Системы лучей были обнаружены на Луне, Земле (кратер Камиль), Меркурии и некоторых спутниках внешних планет. Изначально считалось, что они существуют только на планетах или лунах, лишенных атмосферы, но в последнее время они были идентифицированы на Марсе на инфракрасных изображениях, полученных с орбиты тепловизором аппарата 2001 Mars Odyssey. Лучи проявляются в видимом и, в некоторых случаях, в инфракрасном диапазонах длин волн, когда выброшенный материал имеет отличную от поверхности отражательную способность (т.е. альбедо) или тепловые свойства. Как правило, видимые лучи имеют более высокое альбедо, чем окружающая местность. Реже удар приводит к извлечению материала с низким альбедо, например, базальтовых лавовых отложений в лунных морях. Тепловые лучи, наблюдаемые на Марсе, особенно заметны ночью, когда склоны и тени не влияют на инфракрасное излучение марсианской поверхности. Наложение лучей на другие поверхностные образования может служить индикатором относительного возраста ударного кратера, поскольку со временем различные процессы разрушают лучи. На телах, не имеющих атмосферы, таких как Луна, космическое выветривание под воздействием космических лучей и микрометеоритов приводит к постоянному уменьшению разницы между альбедо выброса и альбедо основной породы. Микрометеориты, в частности, образуют стекловидные плавления в реголите, которые снижают альбедо. Лучи также могут быть перекрыты потоками лавы (например, в районе кратера Лихтенберг на Луне) или другими ударными кратерами и выбросами.
In planetary geology, a ray system comprises radial streaks of fine ejecta thrown out during the formation of an impact crater, looking somewhat like many thin spokes coming from the hub of a wheel. The rays may extend for lengths up to several times the diameter of their originating crater, and are often accompanied by small secondary craters formed by larger chunks of ejecta. Ray systems have been identified on the Moon, Earth (Kamil Crater), Mercury, and some moons of the outer planets. Originally it was thought that they existed only on planets or moons lacking an atmosphere, but more recently they have been identified on Mars in infrared images taken from orbit by 2001 Mars Odysseys thermal imager. Rays appear at visible, and in some cases infrared wavelengths, when ejecta are made of material with different reflectivity (i. e., albedo) or thermal properties from the surface on which they are deposited. Typically, visible rays have a higher albedo than the surrounding surface. More rarely an impact will excavate low albedo material, for example basaltic lava deposits on the lunar maria. Thermal rays, as seen on Mars, are especially apparent at night when slopes and shadows do not influence the infrared energy emitted by the Martian surface. The layering of rays across other surface features can be useful as an indicator of the relative age of the impact crater, because over time various processes obliterate the rays. On non atmosphered bodies such as the Moon, space weathering from exposure to cosmic rays and micrometeorites causes a steady reduction of the differential between the ejecta's albedo and that of the underlying material. Micrometeorites in particular produce a glassy melt in the regolith that lowers the albedo. Rays can also become covered by lava flows (such as those of Lichtenberg on the moon), or by other impact craters or ejecta.
Луновые лучи
Физическая природа лунных лучей исторически была предметом спекуляций. Ранние гипотезы предполагали, что это отложения соли из испарившейся воды. Позднее их считали отложениями вулканического пепла или полосами пыли. После того как признано ударное происхождение кратеров, Юджин Шумейкер в 1960-х годах предположил, что лучи являются результатом фрагментированного выброшенного вещества. Недавние исследования показывают, что относительная яркость лунной лучевой системы не всегда является надежным индикатором её возраста. Альбедо также зависит от содержания оксида железа (FeO). Низкое содержание FeO приводит к более ярким материалам, поэтому такая лучевая система может дольше сохранять свой светлый вид. Таким образом, состав материала необходимо учитывать при анализе альбедо для определения возраста. К лунным кратерам на ближней стороне с выраженными лучевыми системами относятся Аристорх, Коперник, Кеплер, Прокл, Дионисий, Глушко и Тихо. Более мелкие примеры включают Цензорина, Стеллу и Линнея. Подобные лучевые системы встречаются также на обратной стороне Луны, например, лучи, расходящиеся от кратеров Джордано Бруно, Нехо, Ом, Джексон, Кинг и небольшого, но заметного Пьераццо. Боковой перенос первичного выброса из ударных кратеров в основном ограничен расстоянием в несколько радиусов кратера, но некоторые более крупные удары, такие как те, что образовали кратеры Коперника и Тихо, выбросили первичный материал на полпути вокруг Луны. Кратеры Северный Луч и Южный Луч, каждый с четкой лучевой системой, были обнаружены с Земли астронавтами «Аполлона-16» в 1972 году.
The physical nature of lunar rays has historically been a subject of speculation. Early hypotheses suggested that they were deposits of salt from evaporated water. Later they were thought to be deposits of volcanic ash or streaks of dust. After the impact origin of craters became accepted, Eugene Shoemaker suggested during the 1960s that the rays were the result of fragmented ejecta material. Recent studies suggest that the relative brightness of a lunar ray system is not always a reliable indicator of the age of a ray system. Instead the albedo also depends on the portion of iron oxide (FeO). Low portions of FeO result in brighter materials, so such a ray system can retain its lighter appearance for longer periods. Thus the material composition needs to be factored into the albedo analysis to determine age. Among the lunar craters on the near side with pronounced ray systems are Aristarchus, Copernicus, Kepler, Proclus, Dionysius, Glushko, and Tycho. Smaller examples include Censorinus, Stella, and Linné. Similar ray systems also occur on the far side of the Moon, such as the rays radiating from the craters Giordano Bruno, Necho, Ohm, Jackson, King, and the small but prominent Pierazzo. Most lateral transport of primary ejecta from impact craters is limited to a distance of a few crater radii, but some larger impacts, such as the impacts that made the Copernicus and Tycho craters, launched primary ejecta halfway around the moon. North Ray and South Ray craters, each with a clear ray system, were observed from the ground by the astronauts of Apollo 16 in 1972.