Радарный снимок «Магеллана». Горы Максвелла — светлая область. Слева внизу — плато Лакшми, справа — тессера Фортуны. Тёмный кратер правее и выше центра — Клеопатра. Чёрные полоски — незаснятые места
Венера: карта высот. Северный полюс в центре; Земля Иштар — красная область ниже, горы Максвелла — белый объект в её центреКарта высот Земли Иштар. Горы Максвелла — немного левее центраКарта высот гор Максвелла по данным «Магеллана»
Го́ры Ма́ксвелла[3] (лат.Maxwell Montes) — самая высокая и обширная горная системаВенеры. Возвышается на 10–11 км над средним уровнем поверхности планеты и на 6–7 км над своими окрестностями. Максимальная длина — 850–1000 км, ширина — 700 км[2][4]. На радарных снимках выглядит яркой областью. Названа в честь британского физика Джеймса Клерка Максвелла[5].
Вершина гор Максвелла — самое холодное место на Венере: температура там на 80–90 °C ниже, чем на среднем уровне поверхности планеты, и составляет около 380 °C. Атмосферное давление там вдвое ниже, чем на среднем уровне поверхности (но в 44 раза выше, чем на поверхности Земли)[6][7][8][9]. Таким образом, это самое благоприятное место на поверхности Венеры для работы спускаемых аппаратов, но на 2024 год ни одной миссии в горы Максвелла не было и не планируется.
«Горы Максвелла» — единственное мужское название на современной карте Венеры. Оно (вместе с наименованиями областей Альфа и Бета) сохранилось, немного изменившись, со времён, когда ещё не было правила называть детали рельефа Венеры только в честь женщин[12][13].
Этот объект был открыт как яркое пятно на радарных снимках ещё на заре радиолокационных исследований Венеры. Его обнаружил в 1967 году (во время нижнего соединения планеты) Рэй Юргенс (англ.Ray Jurgens) в обсерватории Аресибо. По предложению Томаса Голда он назвал яркие области на своих снимках в честь исследователей электромагнетизма, которые сделали возможным создание радиолокации — основного метода исследования поверхности Венеры. Данная деталь получила название Maxwell в честь основателя электродинамики Джеймса Клерка Максвелла[14][15].
То, что Maxwell — это горный массив, выяснилось позже[15]. В 1978 году начал работу первый космический аппарат, выполнявший радиолокацию Венеры с орбиты, — «Пионер-Венера-1». Его данные показали, что Maxwell — самый высокий регион Венеры[16]. В следующем году Международный астрономический союз утвердил для него название Maxwell Montes[5] (горы Максвелла[3]).
В 1983—1984 году работали аппараты «Венера-15» и «Венера-16», заснявшие горы Максвелла с лучшим разрешением (1—2 км)[17][18]. Примерно такой же детальности удаётся добиться наземной радиолокацией[18][19]. Космический аппарат «Магеллан», исследовавший Венеру в 1990—1994 году, получил изображения гор с разрешением 120 м[4] — самые лучшие по состоянию на 2017 год.
Вид на радарных снимках
На радарных изображениях горы Максвелла выглядят очень яркой областью: коэффициент отражения радиоволн там более чем вдвое превышает средний по планете[16]. Высокая радиояркость характерна и для других возвышенностей Венеры. Это объясняют в первую очередь тем, что при низкой температуре и/или давлении на поверхности образуется тонкий слой веществ неизвестной природы с относительно хорошей проводимостью. Возможно, они (или реагенты, нужные для их образования) сублимируют с низменностей, где температура выше, и оседают на относительно холодных горах. Такими веществами могут быть, по разным предположениям, пирит, магнетит, гематит, перовскит, теллур или другие[20][21][22][23][6][24]. Удельную проводимость поверхности гор Максвелла оценивают в 13 См/м[25].
Кроме того, высокая яркость гор на радарных снимках частично объясняется неровностью их поверхности (чем больше склонов, тем больше среди них таких, которые отражают волны в сторону приёмника)[4][15][23].
Повышенная радиояркость в горах Максвелла начинается с высоты 5 км[19][10][18][26] (что примерно на километр выше, чем у гор низких широт)[25]. Выше 9 км[19] она опять падает[27]. Однако есть и участки с яркостью, необычной для их высоты. Самая крупная тёмная область в северо-западной части массива охватывает и высокие, и низкие места[28][10]. Возможно, радиояркое покрытие там не смогло образоваться из-за особенностей химического состава поверхности (например, нехватки железа)[29][30].
Общее описание
Стереоснимок для перекрёстного взгляда. Впадина, отделяющая северо-западную часть массива от основной, тянется от правого верхнего угла к центру, где сворачивает вниз. Видно, что крупная тёмная область охватывает и большие, и малые высоты. Размер кадра — 235×305 км
Как и остальные возвышенности, окружающие плато Лакшми, горы Максвелла — это множество параллельных хребтов длиной в десятки и сотни километров. Ширина промежутков между ними — 6–12 (иногда от 1 до 25) километров[8][31][10][32], а глубина — порядка сотен метров[4][33]. Хребты вытянуты параллельно краю плато, а обращённые к нему их склоны более крутые. Со стороны плато горный массив довольно резко обрывается, а с противоположной плавно переходит в тессеру — возвышенную область, пересечённую множеством разнонаправленных гряд и долин. В горах Максвелла хребты идут с северо-северо-запада на юго-юго-восток, а граница с плато Лакшми лежит на западе. Тессера, лежащая на востоке, получила название «тессера Фортуны»[2].
Длина этой возвышенности лишь ненамного больше ширины. Это делает её горным массивом[8], хотя её называют и горным хребтом[2][18][34][32]. Формой этот массив напоминает свинуюотбивную на косточке[35][36][37][38]: от округлой основной части отходит небольшой треугольный выступ, вытянутый вдоль края плато Лакшми на северо-запад — в сторону гор Фрейи. Он отделён от основного массива длинной изогнутой впадиной, относительно радиотёмной на многих участках. В северо-западной части гор Максвелла ярко выражены признаки растяжения поверхности (в частности, есть множество разнонаправленных грабенов). В остальном она похожа на основную часть[2].
Граница гор Максвелла и плато Лакшми. Выступ плато справа вверху — одно из самых глубоких[19] мест вытянутой по краю плато впадины, сравниваемой с желобами в земных зонах субдукции[31][10]. На север от этого выступа начинается впадина, отделяющая северо-западную часть массива от основной, а на восток — исключительно крутой подъём[41]. По некоторым данным[42][41][43][19], рядом с ним (на правом краю снимка) лежит высочайшая вершина гор. Внизу видно борозды Рангрид. Радарный снимок «Магеллана»; ширина — около 300 км
С других сторон массива его склоны более пологие, а границы более размытые: на севере, юге[2] и востоке[4] уклон составляет всего 2°. На южной границе, несмотря на отсутствие резкого перепада высот, местность резко становится более ровной[2] (возможно, из-за недавнего разлива лавы)[10]. На востоке нет резкого перепада ни высоты, ни ровности: горы Максвелла плавно переходят в тессеру Фортуны. Ширина переходной зоны между ними — около 200 км. Это самая низкая часть гор: она лежит на высоте около 5,5 км[2].
Северо-западный и южный склон этого горного массива пересекает множество грабенов. И там и там некоторые из них идут параллельно хребтам (вниз по склону), а некоторые — примерно перпендикулярно им. Судя по их пересечениям, вторые в своём большинстве образовались позже первых. В южной части гор Максвелла преобладают первые, а в северо-западной количество тех и других сравнимо. Средняя ширина грабенов составляет несколько километров, а длина — несколько десятков км[2].
Вершина
Центральная часть гор Максвелла довольно плоская. Это овальная область размером 400 км с севера на юг и 200 км с востока на запад, где диапазон высот не превышает 1,5 км[17][16]. Высочайшая точка гор Максвелла (и всей Венеры) находится на высоте 10—11 км[1][2][6] над средним уровнем поверхности планеты и 6—7 км[44][36] над соседним плато Лакшми. Вторая по высоте возвышенность Венеры — гора Маат — уступает горам Максвелла более чем на километр[10], а второй по высоте горный хребет — горы Фрейи — на 4 км[2].
Кратер Клеопатра. Справа вверху виден выходящий из него лавовый канал (долина Анукет). Потоки лавы, когда-то стекавшей по нему, выходят за края изображения. Радарный снимок «Магеллана»
В горах Максвелла расположено два кратера — самые высокие на Венере.
На северо-восточном склоне горного массива находится один из самых больших ударных кратеров планеты — Клеопатра. Это окружённое кольцом выбросов углубление диаметром около 100 км, внутри которого лежит вдвое меньшая впадина. Из неё выходит канал шириной несколько километров, по которому на тессеру Фортуны когда-то вытекло около 3000 км3лавы (или ударного расплава), залившей множество долин на расстояниях до 300 км от Клеопатры и покрывшей бо́льшую площадь, чем сам кратер[10][49][27]. Глубина Клеопатры — 2,5 км — более чем вдвое превышает обычную для венерианских кратеров её диаметра. Видимо, это связано именно с вытеканием из неё большого объёма лавы[49][50], чему поспособствовало её расположение на наклонной местности[51].
Как и другие хребты, окаймляющие плато Лакшми[10][18], горы Максвелла возникли в ходе тектонических процессов — движения, сжатия и сминания поверхности[4][2][10][34][15]. Проявлений вулканизма там очень мало: вероятно, он ограничивается потоками лавы, вытекшими из ударного кратера Клеопатра[10][31] (хотя возможно, что для их появления было достаточно самого удара[49][51]). Кроме того, некоторые исследователи интерпретируют 10-километровые тёмные пятна в окрестностях этого кратера как мелкие щитовые вулканы[4][33].
Признаков разрушения под действием силы тяжести в горах Максвелла тоже очень мало — ещё меньше, чем в соседних хребтах[10][11]. Это грабены на северо-западном и южном склоне[10][4] и, возможно, в окрестностях Клеопатры[4][33]. Практически не затронула горы и эрозия[4]. Но, по некоторым интерпретациям радарных снимков, несколько небольших впадин на западном склоне заполнены продуктами оползней, выветривания или извержений[55].
Возраст гор Максвелла неизвестен; он может измеряться десятками или сотнями миллионов лет[56][18], причём горообразование, вероятно, продолжается до сих пор[10]. По-видимому, эти горы младше плато Лакшми[33]. На это указывает то, что прилегающая к ним часть плато смята в складки и образует впадину, подобную желобам в земных зонах субдукции, а покрывающая плато лава нигде или почти нигде не заливает подножия гор. Среди горных хребтов Земли Иштар подобный жёлоб имеют ещё горы Фрейи, а покрытие подножий лавой — только горы Акны[10][11].
Предполагают, что в начале своей истории горы Максвелла напоминали горы Акны — хребет, окаймляющий другую сторону плато Лакшми[18]. Потом их ширина и высота сильно увеличились из-за сжатия коры, величину которого оценивают в 80 %[4]. Блок коры двигался в сторону плато (на запад-юго-запад) и сминался в складки, перпендикулярные движению. Позже там появились слабые признаки гравитационной релаксации — грабены, расположенные в основном на северо-западном и южном краю массива[4][33][10][18][31]. Кроме того, к самым молодым деталям рельефа этой местности относится кратер Клеопатра и, вероятно, лавовая равнина к югу от гор[10].
По другому мнению, неясно, раньше или позже плато Лакшми образовались горы; возможно, максимум горообразования произошёл раньше пика вулканической активности, покрывшей лавой плато. По некоторым интерпретациям стереоснимков «Магеллана», основная часть горного массива приподнята относительно северо-западной части по взбросу и сдвинута в направлении от плато. Предполагается, что это произошло несколько сотен миллионов лет назад, а равнины около гор сформировались позже[29][30][34]. Согласно некоторым оценкам, возраст гор Максвелла больше среднего возраста поверхности Венеры[20].
Породы Венеры очень горячие, что даёт основания предполагать их невысокую прочность. Это ставит вопрос о том, как там могут существовать такие высокие горы почти без признаков разрушения. Например, если бы они состояли из обычного (с примесью воды) земного базальта, они простояли бы в нынешнем виде не больше нескольких миллионов лет[57]. Следовательно, горы Максвелла состоят из очень жаропрочных пород, очень молодые или до сих пор поддерживаются каким-то активным процессом.
Возможно, горы спасает отсутствие воды в коре и мантии Венеры: если её там действительно достаточно мало, прочность пород может быть достаточной для поддержания гор такой высоты в течение сотен миллионов[56] или даже сотен миллиардов[58] лет. Кроме того, горы может до сих пор поддерживать какое-то движение вещества в недрах планеты[18][10], и к этой версии склоняется большинство исследователей[2]. Её подкрепляют, в частности, потоки лавы, вытекшие когда-то из ударного кратераКлеопатра. Судя по очень большому количеству этой лавы, породы гор ещё до удара астероида были близки к плавлению и, следовательно, непрочны. Тогда существование таких гор можно объяснить только наличием поднимающих их сил. Вероятно, сформировавшее их сжатие коры продолжается до сих пор[10]. С другой стороны, судя по хорошей сохранности упомянутого кратера, со времён его образования там не было масштабных тектонических процессов (хотя его возраст неизвестен и может быть небольшим)[56].
Исследование гравитационного поля в области гор Максвелла показывает, что бо́льшая часть их массы изостатически скомпенсирована[56]. Тем не менее там наблюдается крупная (хотя и не рекордная для планеты) гравитационная аномалия, что говорит о продолжающейся поддержке гор движениями вещества мантии[10]. Гравитационное ускорение там повышено на 0,268 Гал, а высота геоида над средним уровнем поверхности достигает 90 м[34][56]. Две другие венерианские возвышенности дают более сильные аномалии, несмотря на свой меньший размер. Это возвышенность в области Атлы (гора Маат с соседней горой Уззы) и в области Бета[59].
Примечания
↑ 123Лазарев Е. Н.Карта рельефа Венеры (неопр.). Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга (2012). — (отсчёт высот от уровня 6051,8 км). Дата обращения: 20 октября 2013. Архивировано 28 октября 2013 года.
↑ 123Maxwell Montes(англ.). Gazetteer of Planetary Nomenclature. International Astronomical Union (IAU) Working Group for Planetary System Nomenclature (WGPSN) (1 октября 2006). Дата обращения: 20 октября 2013. Архивировано 9 декабря 2018 года.
↑ 123McGill G. E., Stofan E. R., Smrekar S. E.Venus tectonics // Planetary Tectonics / T. R. Watters, R. A. Schultz. — Cambridge University Press, 2010. — P. 81–120. — 518 p. — ISBN 978-0-521-76573-2. Архивировано 1 марта 2024 года.
↑ 123Лазарев Е. Н.Гипсометрическая карта Венеры (неопр.). Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга (2007). — (координаты высочайшей точки приведены на обратной стороне карты; отсчёт высот от уровня 6051,0 км). Дата обращения: 20 октября 2013. Архивировано из оригинала 12 ноября 2013 года.
↑ 1234Alexandrov Y. N., Crymov A. A., Kotelnikov V. A., Petrov G. M., Rzhiga O. N., Sidorenko A. I., Sinilo V. P., Zakharov A. I., Akim E. L., Basilevski A. T., Kadnichanski S. A., Tjuflin Y. S. Venus: Detailed Mapping of Maxwell Montes Region (англ.) // Science. — 1986. — Vol. 231, no. 4743. — P. 1271—1273. — doi:10.1126/science.231.4743.1271. — Bibcode: 1986Sci...231.1271A. — PMID17839563.
↑ 12Basilevsky A. T., Shalygin E. V., Titov D. V., Markiewicz W. J., Scholten F., Roatsch Th., Kreslavsky M. A., Moroz L. V., Ignatiev N. I., Fiethe B., Osterloh B., Michalik H. Geologic interpretation of the near-infrared images of the surface taken by the Venus Monitoring Camera, Venus Express (англ.) // Icarus : journal. — Elsevier, 2012. — Vol. 217, no. 2. — P. 434—450. — doi:10.1016/j.icarus.2011.11.003. — Bibcode: 2012Icar..217..434B.
↑ 12345Solomon S. C., Smrekar S. E., Bindschadler D. L., Grimm R. E., Kaula W. M., McGill G. E., Phillips R. J., Saunders R. S., Schubert G., Squyres S. W. Venus tectonics: An overview of Magellan observations (англ.) // Journal of Geophysical Research: Planets : journal. — 1992. — Vol. 97, no. E8. — P. 13199—13255. — doi:10.1029/92JE01418. — Bibcode: 1992JGR....9713199S.
↑ 12Masursky H., Eliason E., Ford P. G., McGill G. E., Pettengill G. H., Schaber G. G., Schubert G. Pioneer Venus Radar results: Geology from images and altimetry (англ.) // Journal of Geophysical Research: Space Physics : journal. — 1980. — Vol. 85, no. A13. — P. 8232—8260. — doi:10.1029/JA085iA13p08232. — Bibcode: 1980JGR....85.8232M.
↑Semuni Dorsa(англ.). Gazetteer of Planetary Nomenclature. International Astronomical Union (IAU) Working Group for Planetary System Nomenclature (WGPSN) (30 декабря 2008). Дата обращения: 20 октября 2013.
↑Auska Dorsum(англ.). Gazetteer of Planetary Nomenclature. International Astronomical Union (IAU) Working Group for Planetary System Nomenclature (WGPSN) (1 октября 2006). Дата обращения: 20 октября 2013. Архивировано 15 декабря 2016 года.
↑ 12Anderson D. P.Contour relief map of Maxwell Montes, Venus(англ.). Science Photo Library. — карта высот гор Максвелла по данным «Магеллана». Дата обращения: 20 октября 2013. Архивировано из оригинала 12 ноября 2013 года.
↑Daniel Macháček.Maxwellovo pohoří(чеш.). My Favourite Universe (28 февраля 2013). — статья со стереоизображением гор по данным «Магеллана». Дата обращения: 20 октября 2013. Архивировано 6 ноября 2013 года.
↑Skadi Mons(англ.). Gazetteer of Planetary Nomenclature. International Astronomical Union (IAU) Working Group for Planetary System Nomenclature (WGPSN) (1 октября 2006). Дата обращения: 20 октября 2013. Архивировано 1 мая 2019 года.
↑Hamuda(англ.). Venus Crater Database. Lunar and Planetary Institute (2013). Дата обращения: 20 октября 2013. Архивировано 11 ноября 2013 года.
↑Cleopatra(англ.). Venus Crater Database. Lunar and Planetary Institute (2013). Дата обращения: 20 октября 2013. Архивировано 11 ноября 2013 года.
↑Hamuda(англ.). Gazetteer of Planetary Nomenclature. International Astronomical Union (IAU) Working Group for Planetary System Nomenclature (WGPSN) (1 октября 2006). Дата обращения: 20 октября 2013. Архивировано 20 августа 2017 года.
Daniel Macháček.Maxwellovo pohoří(чеш.). My Favourite Universe (28 февраля 2013). — статья со стереоизображением гор по данным «Магеллана». Дата обращения: 20 октября 2013.
Maxwell Montes, Venus (неопр.). Lunar and Planetary Institute on Flickr. — стереоизображение северо-западной части гор по данным «Магеллана». Дата обращения: 20 октября 2013. Архивировано из оригинала 17 декабря 2013 года.
Lunar and Planetary Institute.Maxwell Montes, Venus(англ.). Flickr (18 ноября 2009). — стереоснимок северо-западной части гор по данным «Магеллана». Дата обращения: 20 октября 2013.
Anderson D. P.Contour relief map of Maxwell Montes, Venus(англ.). Science Photo Library. — карта высот гор Максвелла по данным «Магеллана». Дата обращения: 20 октября 2013. Архивировано из оригинала 12 ноября 2013 года.