География Марса - Geography of Mars

Раскрашенная карта Марса высокого разрешения на основе Орбитальный аппарат "Викинг" изображений. Поверхностный иней и водяной ледяной туман осветляют ударный бассейн Эллада справа от нижнего центра; Syrtis Major чуть выше он темен ветрами, сметающими пыль с его базальтовой поверхности. Остаточные северные и южные полярные ледяные шапки показаны вверху и внизу справа, так как они появляются в начале лета и в минимальном размере, соответственно.

В география марса, также известный как ареография, влечет за собой разграничение и характеристику регионов на Марс. Марсианская география в основном сосредоточена на том, что называется Физическая география на земле; это распределение физических характеристик по Марсу и их картографический представления.

История

Основная статья: История наблюдения Марса
Карта Марса Джованни Скиапарелли. Север находится в верхней части этой карты; однако на большинстве карт Марса, нарисованных ранее исследование космоса соглашение среди астрономы должен был поставить юг наверху, потому что телескопический изображение планета перевернут.

Первые подробные наблюдения Марса проводились с наземных телескопы. История этих наблюдений отмечена оппозиции Марса, когда планета находится ближе всего к Земле и, следовательно, лучше всего видна, что происходит каждые пару лет. Еще более примечательны перигелические оппозиции Марса, которые происходят примерно каждые 16 лет, и отличаются тем, что Марс находится ближе всего к Земле, а Юпитер перигелий делая его еще ближе к Земле.

В сентябре 1877 г. (5 сентября произошло периферическое противостояние Марса), Итальянский астроном Джованни Скиапарелли опубликовала первую подробную карту Марс. Эти карты особенно содержали особенности, которые он назвал Canali ("каналы"), которые позже были показаны как оптическая иллюзия. Эти Canali предположительно были длинными прямыми линиями на поверхности Марса, которым он дал названия известных рек на Земле. Его термин обычно неправильно переводился как каналы, и так началось Марсианский канал полемика.

После этих наблюдений долгое время считалось, что на Марсе есть обширные моря и растительность. Он не был до тех пор космический корабль посетил планету во время НАСА с Морские миссии в 1960-х годах эти мифы были развеяны. Некоторые карты Марса были сделаны с использованием данных этих миссий, но только после Mars Global Surveyor В ходе миссии, начатой ​​в 1996 г. и завершившейся в конце 2006 г., были получены полные и чрезвычайно подробные карты. Эти карты теперь доступны в Интернете по адресу http://www.google.com/mars/

Картография

В Геологическая служба США определяет тридцать картографических четырехугольников поверхности Марса. Их можно увидеть ниже.

Квадратная карта Марса
Квадратная карта Марса
Изображение выше содержит интерактивные ссылкиКликабельное изображение из 30 картографических четырехугольники Марса, определяемого USGS.[1][2] Числа в виде четырехугольника (начиная с MC для "Карты Марса")[3] и имена ссылки на соответствующие статьи. Север находится наверху; 0 ° с.ш. 180 ° з.д. / 0 ° с.ш.180 ° з. / 0; -180 находится в крайнем левом углу экватор. Изображения карты были сделаны Mars Global Surveyor.

Топография

Топографическая карта Марса высокого разрешения на основе Mars Global Surveyor лазерный высотомер исследования под руководством Мария Зубер и Дэвид Смит. Север наверху. Примечательные особенности включают Фарсида вулканы на западе (в том числе Olympus Mons ), Valles Marineris к востоку от Фарсиды и Бассейн Эллады в южном полушарии.
STL 3D модель Марса с 20-кратным увеличением высоты по данным Mars Global Surveyor Лазерный альтиметр Mars Orbiter.
Марс, 2001 г., на дне видна южная полярная ледяная шапка.
Северный полярный регион с ледяной шапкой.

Учитывая, что это планета, география Марса значительно варьируется. Тем не менее дихотомия из Марсианская топография Поразительно: северные равнины, сглаженные потоками лавы, контрастируют с южными нагорьями, изрытыми и изрытыми древними ударами. Следовательно, поверхность Марса, видимая с Земли, делится на два типа областей с разными альбедо. Более светлые равнины, покрытые пылью и песком, богатые красноватыми оксидами железа, когда-то считались марсианскими `` континентами '' и получали такие названия, как Аравия Терра (земля Аравии) или же Amazonis Planitia (Амазонская равнина). Темные черты лица считались морями, отсюда и их названия. Mare Erythraeum, Mare Sirenum и Полярное сияние. Самая большая темная деталь, видимая с Земли, - это Syrtis Major Planum.

В щитовой вулкан, Олимп Монс (гора Олимп), возвышается на 22 км над окружающими вулканическими равнинами и является самой высокой из известных гор на любой планете Солнечной системы.[4] Он находится в обширной горной местности, называемой Фарсида, который содержит несколько крупных вулканов. Видеть список гор на Марсе. В районе Фарсиды на Марсе также находится самая большая система каньонов Солнечной системы, Valles Marineris или Моряк Долина, протяженностью 4000 км и глубиной 7 км. Марс также покрыт бесчисленными шрамами. ударные кратеры. Самый крупный из них - Ударный бассейн Эллада. Видеть список кратеров на Марсе.

Марс имеет две постоянные полярные ледяные шапки, северная из которых расположена в Planum Boreum и южный на Planum Australe.

Разница между самой высокой и самой низкой точками Марса составляет почти 30 км (от вершины горы Олимп на высоте 21,2 км до дна ударного бассейна Эллады на высоте 8,2 км ниже точки отсчета). Для сравнения, разница между самой высокой и самой низкой точками Земли (гора Эверест и Марианская впадина ) составляет всего 19,7 км. В сочетании с разными радиусами планет это означает, что Марс почти в три раза «грубее» Земли.

В Международный астрономический союз с Рабочая группа по номенклатуре планетных систем отвечает за обозначение особенностей поверхности Марса.

Нулевая отметка

Основная статья: Ареоид

На Земле точка отсчета нулевой высоты основана на уровень моря (в геоид Поскольку на Марсе нет океанов и, следовательно, нет «уровня моря», удобно определить произвольный нулевой уровень или "вертикальная точка отсчета "для нанесения на карту поверхности, называемой ареоид.[5]

Исходная точка для Марса изначально была определена как постоянное атмосферное давление. От Маринер 9 До 2001 г. это значение было выбрано как 610,5 Па (6,105 мбар) на том основании, что ниже этого давления жидкая вода никогда не может быть стабильной (т. е. тройная точка воды находится под этим давлением). Это значение составляет всего 0,6% от давления на уровне моря на Земле. Обратите внимание, что выбор этого значения не означает, что жидкая вода действительно существует ниже этого возвышения, просто это может быть температура, превышающая 273,16 К (0,01 градуса Цельсия, 32,018 градуса F).[4]

В 2001, Лазерный альтиметр Mars Orbiter данные привели к новому соглашению о нулевой отметке, определяемой как эквипотенциальная поверхность (гравитационный плюс вращательный), среднее значение которого на экваторе равно среднему радиусу планеты.[6]

Нулевой меридиан

Экватор Марса определяется его вращением, но расположение его нулевой меридиан была указана, как и Земля, путем выбора произвольной точки, которая была принята более поздними наблюдателями. Немецкие астрономы Вильгельм Бир и Иоганн Генрих Мэдлер выбрал небольшой круговой элемент в Sinus Meridiani («Мидл-Бей» или «Меридиан-Бей») в качестве ориентира при составлении первой систематической карты характеристик Марса в 1830–1832 годах. В 1877 году их выбор был принят итальянским астрономом в качестве нулевого меридиана. Джованни Скиапарелли когда он начал работу над своими выдающимися картами Марса. В 1909 г. эфемериды Создатели решили, что важнее сохранить преемственность эфемерид в качестве руководства к наблюдениям, и от этого определения «практически отказались».[7][8]

После Моряк космический аппарат предоставил обширные изображения Марса, в 1972 году группа геодезии и картографии Mariner 9 предложила, чтобы нулевой меридиан проходил через центр небольшого кратера диаметром 500 м (названного Эйри-0 ), расположенный в Sinus Meridiani вдоль линии меридиана Бэра и Мэдлера, таким образом определяя долготу 0,0 ° с точностью 0,001 °.[7] В этой модели использовались планетографические сеть контрольных точек разработан Мертон Дэвис из RAND Corporation.[9]

Поскольку радиометрические методы повысили точность, с которой объекты могут быть обнаружены на поверхности Марса, центр кругового кратера диаметром 500 м стал считаться недостаточно точным для точных измерений. В IAU Поэтому Рабочая группа по картографическим координатам и элементам вращения рекомендовала установить долготу Посадочный модуль "Викинг 1", для которого имелись обширные радиометрические данные слежения за стандартной долготой 47,95137 ° западной долготы. Это определение поддерживает положение центра Эйри-0 на долготе 0 °, в пределах допуска текущих картографических погрешностей.[10]

Марсианская дихотомия

Основная статья: Марсианская дихотомия

Наблюдатели топографии Марса заметят дихотомию между северным и южным полушариями. Большая часть северного полушария плоская, с небольшим количеством ударных кратеров и расположена ниже обычного «нулевого уровня». Напротив, южное полушарие - это горы и высокогорья, в основном значительно выше нулевой отметки. Высота двух полушарий составляет от 1 до 3 км. Граница, разделяющая две области, очень интересна геологам.

Отличительной особенностью является раздраженная местность.[11] Он содержит столовые горы, выступы и долины с плоским дном и стенами высотой около мили. Вокруг многих столовых и выступов есть фартуки с лопастными обломками которые оказались покрытыми скалами ледниками.[12]

Другими интересными особенностями являются большие речные долины и каналы оттока это прорезает дихотомию.[13][14][15]

Северные низменности составляют около одной трети поверхности Марса и являются относительно плоскими, с редкими ударными кратерами. Остальные две трети поверхности Марса - это южные возвышенности. Разница в высоте между полушариями огромна. Из-за плотности ударных кратеров ученые полагают, что южное полушарие намного старше северных равнин.[16] Большая часть сильно изрезанных кратерами южных горных районов восходит к периоду сильных бомбардировок, Ноахиан.

Было предложено несколько гипотез для объяснения различий. Три наиболее общепринятых - это одиночный мегавоздействие, множественное воздействие и эндогенные процессы, такие как мантийная конвекция.[17] Обе гипотезы, связанные со столкновением, включают процессы, которые могли произойти до окончания первичной бомбардировки, подразумевая, что дихотомия земной коры берет свое начало в ранней истории Марса.

Гипотеза гигантского удара, первоначально предложенная в начале 1980-х годов, была встречена скептицизмом из-за нерадиальной (эллиптической) формы области удара, когда круговой узор был бы более сильной опорой для удара более крупного объекта (ов). Но исследование 2008 года[18] предоставил дополнительные исследования, подтверждающие одно гигантское столкновение. Используя геологические данные, исследователи нашли подтверждение единственного столкновения большого объекта с Марсом под углом примерно 45 градусов. Дополнительные данные, анализирующие химию марсианских горных пород для апвеллинга мантийного материала после столкновения, дополнительно подтвердили бы теорию гигантского удара.

Номенклатура

Ранняя номенклатура

Хотя лучше помнить для отображения Луна начиная с 1830 г., Иоганн Генрих Мэдлер и Вильгельм Бир были первыми «ареографами». Они начали с того, что раз и навсегда установили, что большинство поверхностных элементов являются постоянными, и зафиксировали период вращения Марса. В 1840 году Мэдлер объединил десять лет наблюдений и нарисовал первую в истории карту Марса. Вместо того, чтобы давать названия разным отметкам, которые они наносили на карту, Бир и Мэдлер просто обозначали их буквами; Меридиан-Бэй (Sinus Meridiani) был, таким образом, признаком «а».

В течение следующих двадцати лет или около того, по мере совершенствования инструментов и увеличения числа наблюдателей, различные марсианские объекты приобрели множество названий. Приведу пару примеров. Солис Лакус был известен как «Окулус» (Глаз), а Сиртис Большой обычно был известен как «Море песочных часов» или «Скорпион». В 1858 году астроном-иезуит назвал его Атлантическим каналом. Анджело Секки. Секки прокомментировал, что он «кажется, играет роль Атлантики, которая на Земле отделяет Старый континент от Нового» - это был первый роковой канал, что по-итальянски может означать либо «канал», либо «канал», применялось к Марсу.

В 1867 г. Ричард Энтони Проктор довольно грубо нарисовал карту Марса на Rev. Уильям Раттер Доус 'более ранние рисунки 1865 года, то лучшие из имеющихся. Проктор объяснил свою систему номенклатуры следующим образом: «Я применил к различным объектам имена тех наблюдателей, которые изучали физические особенности, представленные Марсом». Вот некоторые из его имен в сочетании с теми, которые позже использовались Скиапарелли на его марсианской карте, созданной между 1877 и 1886 годами.[19] Имена Скиапарелли были общепринятыми и фактически используются сегодня:

Номенклатура ПроктораНоменклатура Скиапарелли
Кайзеровское мореSyrtis Major
Lockyer LandHellas Planitia
Главное мореLacus Moeris
Пролив Гершеля IISinus Sabaeus
Dawes ContinentАэрия и Аравия
De La Rue OceanMare Erythraeum
Lockyer SeaСолис Лакус
Dawes SeaТифоний Лак
Madler ContinentChryse Planitia, Офир, Фарсида
Маральди МореМария Сиренум и Киммерий
Secchi ContinentМемнония
Гук МореMare Tyrrhenum
Земля КассиниAusonia
Herschel I ContinentЗефирия, Эолида, Aethiopis
Задняя земляЛивия

Номенклатура Проктора часто подвергалась критике, главным образом потому, что многие из его имен чествовали английских астрономов, но также потому, что он использовал много имен более одного раза. Особенно, Dawes появилось не менее чем шесть раз (океан Дауэса, континент Дауэса, море Дауэса, пролив Дауэса, остров Дауэса и залив Дауэса-Форкед). Несмотря на это, имена Проктора не лишены очарования, и, несмотря на все их недостатки, они стали основой, на которой позже астрономы могли бы улучшить.

Современная номенклатура

Основная статья: Классические особенности альбедо на Марсе
Основная статья: Планетарная номенклатура § Марс
Планета Марс - Топографическая карта (USGS; 2005)

Сегодня названия марсианских особенностей получены из ряда источников, но названия крупных объектов получены в основном из карт Марса, сделанных в 1886 году итальянским астрономом. Джованни Скиапарелли. Скиапарелли назвал более крупные особенности Марса, в основном используя имена из Греческая мифология и в меньшей степени Библия. Большой Марс альбедо функции сохраняют многие из старых имен, но часто обновляются, чтобы отразить новые знания о природе функций. Например, «Никс Олимпика» (снег Олимпа) стала Olympus Mons (Гора Олимп).

Большие марсианские кратеры названы в честь выдающихся ученых и писателей-фантастов; меньшие названы в честь городов и деревень на Земле.

Различные формы рельефа, изученные Марсоходы получают временные имена или псевдонимы, чтобы идентифицировать их во время разведки и расследования. Однако есть надежда[необходима атрибуция ] что Международный астрономический союз сделает постоянными имена некоторых основных функций, таких как Columbia Hills, названные в честь семи космонавтов, погибших в Космический шатл Колумбия катастрофа.

Интерактивная карта Марса

Ахероновые ямкиAcidalia PlanitiaАльба МонсAmazonis PlanitiaАония ПланицияАравия ТерраАркадия ПланицияArgentea PlanumArgyre PlanitiaChryse PlanitiaClaritas FossaeCydonia MensaeDaedalia PlanumЭлизиум МонсЭлизиум ПланицияКратер штормаHadriaca PateraЭллас МонтесHellas PlanitiaHesperia PlanumКратер холденаIcaria PlanumИсидис ПланитияКратер ЕзероКратер ломоносоваLucus PlanumЛикус СульчиКратер ЛиотаLunae PlanumMalea PlanumКратер МаральдиMareotis FossaeMareotis TempeМаргаритифер ТерраКратер МиКратер МиланковичаNepenthes MensaeNereidum MontesNilosyrtis MensaeНоахис ТерраOlympica FossaeOlympus MonsPlanum AustraleПрометей ТерраProtonilus MensaeСиренумSisyphi PlanumSolis PlanumSyria PlanumТанталовые ямкиТемпе ТерраТерра КиммерияTerra SabaeaTerra SirenumФарсис МонтесTractus CatenaТиррен ТерраУлисс ПатераУраниус ПатераУтопия ПланицияValles MarinerisВаститас БореалисXanthe TerraКарта Марса
Изображение выше содержит интерактивные ссылкиИнтерактивная карта изображений из глобальная топография Марса. Парение ваша мышь над изображением, чтобы увидеть названия более 60 известных географических объектов, и щелкните, чтобы связать их. Цвет базовой карты указывает на относительную возвышения, по данным Лазерный альтиметр Mars Orbiter на НАСА Mars Global Surveyor. Белые и коричневые цвета указывают на самые высокие высоты (От +12 до +8 км); затем следуют розовые и красные (От +8 до +3 км); желтый это 0 км; зеленые и синие - более низкие высоты (до −8 км). Топоры находятся широта и долгота; Полярные регионы отмечены.
(Смотрите также: Карта марсоходов и Карта памяти Марса) (Посмотреть • обсуждать)


Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Мортон, Оливер (2002). Картографирование Марса: наука, воображение и рождение мира. Нью-Йорк: Пикадор США. п. 98. ISBN  0-312-24551-3.
  2. ^ «Интернет-Атлас Марса». Ralphaeschliman.com. Получено 16 декабря, 2012.
  3. ^ "PIA03467: Широкоугольная карта Марса MGS MOC". Фотожурнал. НАСА / Лаборатория реактивного движения. 16 февраля 2002 г.. Получено 16 декабря, 2012.
  4. ^ а б Карр, M.H., 2006, Поверхность Марса, Кембридж, 307 с.
  5. ^ Ardalan, A. A .; Карими, Р .; Графаренд, Э. У. (2009). «Новая опорная эквипотенциальная поверхность и опорный эллипсоид для планеты Марс». Земля, Луна и планеты. 106 (1): 1–13. Дои:10.1007 / s11038-009-9342-7. ISSN  0167-9295. S2CID  119952798.
  6. ^ Smith, D .; Зубер, М .; Frey, H .; Garvin, J .; Head, J .; и другие. (25 октября 2001 г.). «Лазерный высотомер Mars Orbiter: сводка экспериментов после первого года глобального картирования Марса» (PDF). Журнал геофизических исследований: планеты. 106 (E10): 23689–23722. Bibcode:2001JGR ... 10623689S. Дои:10.1029 / 2000JE001364.
  7. ^ а б де Вокулёр, Жерар; Дэвис, Мертон Э.; Штурмс, Фрэнсис М., младший (1973), "Ареографическая система координат Mariner 9", Журнал геофизических исследований, 78 (20): 4395–4404, Дои:10.1029 / JB078i020p04395
  8. ^ де Вокулёр, Жерар (1964), "Физические эфемериды Марса", Икар, 3 (3): 236–247, Bibcode:1964Icar .... 3..236D, Дои:10.1016/0019-1035(64)90019-3
  9. ^ «Марсианский нулевой меридиан - долгота» Ноль"" (Выпуск MGS MOC № MOC2-273). Малин Системы космической науки. 31 января 2001 г.. Получено 31 марта 2018.
  10. ^ Archinal, B.A .; Acton, C.H .; А'Хирн, М.Ф.; Конрад, А .; и другие. (2018), «Отчет Рабочей группы МАС по картографическим координатам и элементам вращения: 2015», Небесная механика и динамическая астрономия, 130 (22), Дои:10.1007 / s10569-017-9805-5, S2CID  189844155
  11. ^ Грили Р. и Дж. Гест. 1987 г. Геологическая карта восточной экваториальной области Марса масштаба 1: 15 000 000. U. S. Geol. Сер. Разное. Вкладывать деньги. Карта I-802-B, Рестон, Вирджиния
  12. ^ Plaut, J. et al. 2008. Радиолокационные данные о наличии льда в лопастных обломках в средне-северных широтах Марса. Наука о Луне и планетах XXXIX. 2290.pdf
  13. ^ Уоттерс, Т. и др. 2007. Обособленные полушария: дихотомия земной коры Марса. Annual Review Earth Planet Science: 35. 621–652.
  14. ^ Ирвин III, Р. и др. 2004. Восстановление поверхности осадочных пород и развитие трещиноватости вдоль границы дихотомии земной коры, Aeolis Mensae, Mars: 109. E09011
  15. ^ Tanaka, K. et al. 2003. Обновление истории северных равнин Марса на основе геологического картирования данных Mars Global Surveyor. Журнал геофизических исследований: 108. 8043
  16. ^ Скотт Д. и М. Карр. 1978. Геологическая карта Марса. U.S. Geol. Surv. Разное. Вкладывать деньги. Карта I-803, Рестон, Вирджиния
  17. ^ Уоттерс, Т. и др. 2007. Обособленные полушария: дихотомия земной коры Марса. Анну. Преподобный "Планета Земля". Sci: 35. 621–652.
  18. ^ Джеффри К. Эндрюс-Ханна, Мария Т. Зубер и В. Брюс Банердт Бассейн Бореалис и происхождение дихотомии марсианской коры Nature 453, 1212–1215 (26 июня 2008 г.)
  19. ^ Лей, Вилли и фон Браун, Вернер Исследование Марса Нью-Йорк: 1956 г. The Viking Press Pages 70–71 Оригинальная карта Марса Скиапарелли

дальнейшее чтение

внешняя ссылка