Темные области на Марсе – возвышенности или низменности

Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком

Одна из важных задач при исследовании Марса — изучение топографии его поверхности. К сожалению, оптические наблюдения этой планеты не дают однозначного ответа на вопросы: есть ли на Марсе горные образования или низменности и что такое темные области — возвышения или впадины?

В последнее время в астрономии широко применяется радиолокационный метод исследований. Известно, что если планета облучается сигналом строго определенной частоты, то при приеме отраженного сигнала от вращающейся планеты будет наблюдаться вследствие эффекта Доплера уже спектр частот. Величина отраженного сигнала зависит от отражающих свойств поверхностного материала планеты, а момент прихода отраженного сигнала — от расстояния до ближайшей к локатору точки поверхности планеты (подлокаторная точка).

Анализируя результаты радиолокационных наблюдений Марса, проведенных на волне 12,5 см, сделали интересные выводы относительно топографии темных областей на Марсе. Было замечено, что отраженный сигнал бывает наибольшим тогда, когда через подлокаторную точку, или центр видимого диска планеты, проходят края темной области, а не ее середина.

Более того, при подходе темной области к подлокаторной точке центр тяжести спектра отраженного сигнала смещался в сторону высоких частот, а при уходе — в сторону низких. Следовательно, по мнению авторов, темные области представляют собой возвышенности, которые плавно понижаются к светлым областям, причем крутизна склонов темных областей составляет несколько градусов. Тот факт, что наибольшее отражение наблюдалось при прохождении через центр видимого диска планеты краев темной области, объяснялся тем, что отражение происходит от склонов возвышенности, которые занимали перпендикулярное положение к падающему лучу.

Проверить эту гипотезу можно непосредственно путем измерения расстояния до ближайшей точки поверхности Марса. А так как Марс быстро вращается, то появляется возможность снять высотный профиль поверхности вдоль определенной широты. Эта задача решалась в эксперименте по радиолокации Марса, выполненном в США на волне 3,8 см. Американские радиоастрономы Г. Петтенгил и другие получили высотный профиль поверхности Марса вдоль северной широты 21°. Полный перепад высот составил около 12 км, причем наблюдались не остроконечные пики или глубокие впадины, а плавное чередование обширных возвышенностей и низменностей. Непосредственное сравнение топографических вариаций с фотографической картой Марса показывает, что не существует прямой связи между ними и расположением темных и светлых областей на Марсе вдоль широты 21°.

Так, наибольшее возвышение около 6,9 км над средним уровнем измерено для долготы 114° в светлой области Tharsis — Arcadia. Второе возвышение около 3,2 км располагается вблизи центра светлой области Elysium (216°). С другой стороны, большая топографическая депрессия измерена в светлой области Атаzonis (понижение на 3,5 км относительно среднего уровня на долготе 163°). Не видно особых топографических деталей в районе темной области Tmiiim Charontis (195°) и в районе наиболее заметной темной области Syrtis Major, которая достигает широты 21° на долготе 284°. Впадины между долготами 230°—270° и между 20°—40° могут быть связаны с южными краями Nodus Laocoontis и Mare Acidalium, соответственно. Обе эти области являются темными, и в них наблюдаются четкие сезонные изменения.

Таким образом, выводы, сделанные К. Саганом и другими, противоречат результатам радиолокационных наблюдений Марса, выполненных Г. Петтенгилом и другими. Видимо, результаты наблюдений Марса во время его противостояния позволят выяснить топографическую структуру темных областей марсианской поверхности.

Автор: В. К. Головков.