Влес Кнiга  Iсходны словесы | Выразе | Азбуковник | О памянте | Будиславль 
  на первую страницу Весте | Оуказiцы   
Н.А. Козырев. Вулканизм на Планетах
от 11.12.09
  
Выразе



Краткое содержание Спектральные наблюдения показали, что вулканическая активность на Луне проявляется часто. Характерной особенностью Луны, по-видимому, является присутствие молекулярного углерода и отсутствие натрия в вулканических газах.
Две специфические полосы поглощения в спектре дыма вулкана Ключевского на Камчатке были также обнаружены на спектрограммах Венеры. На этой планете вулканические процессы, вероятно, более активны, чем на Земле.
Отсутствие таких полос в спектре Марса свидетельствует о незначительной вулканической активности на нем.
Введение Для изучения Земли и других космических тел невозможно построить модель достаточных размеров, чтобы допустить экспериментальную проверку теоретических выводов. Тем не менее существование других планет - объектов, подобных Земле, - дает аналоги нашей Земли, имеющиеся налицо в природе. Поэтому исследование таких объектов может быть полезным при решении многих проблем геофизики. Например, весьма важно сравнить внутреннюю энергию Земли с таковой у других планет. С точки зрения астрономической наличие внутренней энергии у планет может быть обнаружено легко путем наблюдения проявлений вулканизма на этих телах. Спектр поверхности или атмосферы планеты должен обладать некоторыми особенностями, обусловленными вулканизмом. Луна представляет объект особого интереса в этом смысле. Поскольку она находится весьма близко к Земле, нам нетрудно удостовериться в наличии вулканических процессов на ней и изучить их на основе спектральных наблюдений отдельных деталей на ее поверхности.
Спонтанные извержения на Луне До недавнего времени астрономы рассматривали особенности рельефа лунной поверхности как результат действия метеоритов, солнечного облучения и других внешних причин. Однако выброс газов из центральной горки кратера Альфонс, зарегистрированный 3 ноября 1958г., полностью опровергает это мнение (1). Газовая эмиссия длилась приблизительно около часа, причем было выброшено около 10^8 м^3 газа (в перерасчете на земное атмосферное давление). На полученной спектрограмме отчетливо выступает эмиссионная полоса с ядром у 4737А. Заметна также слабая эмиссия в районе длин волн 4330-4460А с максимумом около 4400А. Возможно, эта слабая эмиссия представляет систему полос D и Е хлористой меди. Таким образом, углерод - первый из элементов, составляющих тело Луны, который обнаружен путем непосредственных наблюдений.
23 октября 1959г. лунный кратер Альфонс снова стал активным. В этом случае очаг вулканической активности представлял не центральный пик, а побочный конус, расположенный в 11 км к юго-востоку. На полученной спектрограмме нет отчетливо выраженной газовой эмиссии, но можно установить заметное различие во внешнем виде спектров для длин волн меньше и больше, чем 5500-5300А. В желтых и красных лучах можно видеть узкую (1 км) деталь с непрерывным спектром, который, очевидно, представляет спектр лавового потока с температурой порядка 900-950 С. В голубой части спектра эта деталь не видна, но она замещена широким ярким спектром с широкой тенью. Этот яркий спектр, как и его тень, очевидно воспроизведены частицами выброшенного дыма или газа, который ответствен за рассеяние коротковолновой солнечной радиации. Таким образом, 23 октября 1959г. вулканическое извержение из кратера Альфонс имело интенсивность, сходную с силой большого земного извержения.
Лунные фумаролы Кроме таких мощных самопроизвольных извержений мы наблюдали на Луне относительно стабильную эмиссию газов, напоминающую фумаролы земных вулканов.
25 и 27 ноября, а также 3 декабря 1961г. были получены спектрограммы кратера Аристарх, показывающие эмиссию газов в центре кратера на площади 1-2 км^2. На них можно видеть группу эмиссионных полос с резкой границей у 4634 +- 1 А с красной стороны спектра. В целом эта группа полос простирается до 4390А и имеет несколько максимумов. В результате анализа было найдено, что эта эмиссия произведена системой молекулярных линий водорода Н2. Эта система начинается в голубой части спектра с исключительно яркой линией пара-водорода, которая как раз приходится на длину волны 4634А. Химический анализ показывает, что газы земных вулканов также содержат значительное количество водорода. Отсутствие эмиссионных полос водорода в спектре пламени земных вулканов является результатом низкой температуры пламени, которая недостаточна для того, чтобы возбудить эти молекулы, тогда как люминесценция на Луне возбуждается высокотемпературной радиацией Солнца.
Частота наблюдаемости проявлений лунного вулканизма свидетельствует о существовании внутренней энергии, которая не менее (по удельной массе), чем энергия Земли. Луна, как и Земля, должна обладать достаточно высокой температурой в недрах для того, чтобы расплавить составляющие ее породы на определенных глубинах. Трудности сравнения химического состава Луны и Земли возникают вследствие совершенно недостаточного изучения спектров пламени земных вулканов.
Спектроскопия земных вулканов В 1959г. первые надежные данные относительно спектроскопии земных вулканов были получены Дельсемом (2), который получил фотографии спектра вулкана Нийрагонго в Африке. На его спектрограмме получились линии натрия и кальция, большое количество молекулярных полос, а также непрерывная эмиссия в спектральной области от 6600 до 5600A. Полосы были убедительно отождествлены Дельсемом как системы А, В, С и D, принадлежащие хлористой меди (CuCI).
В августе 1962г. автор получил несколько снимков спектров лавового озера и пламени над ним в кратере вулкана Плоский Толбачек на Камчатке. Сравнение с солнечным спектром показало, что температура лавы составляла 990 С с ошибкой +-20. В спектре пламени имелись яркая линия натрия и полосы систем D и Е хлористой меди. Отсутствие полос системы А и лишь слабое присутствие признаков полос В и С в спектре показывает, что исследуемое пламя обладало гораздо более высокой температурой, чем пламя Нийрагонго, которое наблюдал Дельсем. Полосы Свана молекулярного углерода вообще отсутствуют в спектре пламени обоих вулканов, хотя температуры достаточно высоки для их возбуждения. Таким образом, присутствие молекулярного углерода и отсутствие натрия в вулканических газах являются характерной особенностью Луны. Возможно, этот факт указывает на существенное различие химического состава Луны и Земли. Это также может указывать на различное происхождение названных двух тесно связанных тел.
Наша экспедиция на Камчатку кроме спектров вулканического пламени получила также абсорбционные спектры дымов и газов вулканов Плоский Толбачек, Ключевский, Безымянный и фумарол кратера Былинкина. Для того чтобы обнаружить абсорбционные полосы, производилось фотометрическое сравнение спектров Солнца или ярких площадок неба путем фотографий, снятых сквозь дым и за его пределами. В визуальной области спектра дымы вулканов Толбачек и Ключевского, а также фумаролы кратера Былинкина обнаруживают две слабые полосы поглощения с резкими фиолетовыми краями. Более интенсивная полоса (глубиной около 20%) имеет край у 4382А и ширину около 100А. Вторая слабая полоса имеет длину волны на краю 4109А при ширине около 50А. В спектре дыма вулкана Безымянный вообще не выявлено таких полос (этот тип вулканов не проявляет в своем составе хлористых соединений). Происхождение описанных выше полос остается неясным. Любопытно заметить, что точно такие же полосы были найдены автором на спектрограммах Венеры, полученных в 1953г. В октябре 1954г. эти полосы были также обнаружены в обычном спектре земной атмосферы. Последние сведения были получены из спектральных фотографий небесных тел, снятых вблизи горизонта в Крымской астрофизической обсерватории. По интенсивности полос можно сделать вывод, что число молекул, ответственных за их образование, в атмосфере Венеры в шесть раз больше, чем в нормальной атмосфере Земли, тогда как в дымах вулканов - в пятьдесят раз больше. По всей вероятности, эти полосы в атмосферах Земли и Венеры происходят вследствие выбросов вулканических газов. Таким образом, мы имеем доказательство наличия вулканических процессов на Венере, которые на ней, вероятно, более активны, чем на Земле. Отсутствие таких полос в спектре Марса указывает на незначительную вулканическую активность этой планеты.
Заключение Итак, из спектральных наблюдений представляется возможным установить существование вулканизма на Луне и подтвердить со всей вероятностью вулканическую активность Венеры. Поэтому мы можем заключить, что вулканические явления представляют характерную особенность не только Земли, но также и других планет. Схожесть такого рода процессов указывает на идентичную природу внутренней энергии космических тел.
Указатель литературы
1. N.А. Коzyrev. Physical observations of the lunar surface //Physics and Astronomy of the Moon / Ed. by Z. Кораl. N.Y.; L., 1962. Chapter 9. p.361-383.
2. Dеlsemme А.Н. Spectroscopie de flammes volcaniques // Bulletin des Seances de l'Academie Royale des Sciences d'Outre-Mer (Bruxelles, Belgique). 1960. Nouvelle serie. Vol.6. N3. p.507-519.
Н.А. Козырев. Избранные труды. Л., 1991, с.228-231 (N.А. Коzyrev. Volcanism on the planets // Testonophysics. 1964-1965. Vol.1, N.5, p.451-454. Перевел с англ. А.Н. Дадаев)
http://pavel-znykin.narod.ru/IT/H1.html
http://www.timashev.ru/Kozyrev

  

  
СТАТИСТИКА

  Веб-дизайн © Kirsoft KSNews™, 2001