Реголит - Regolith

Поверхность астероида 433 Эрос

Реголит (/ˈрɛɡəlɪθ/)[1] одеяло неконсолидированных, рыхлых, неоднородный поверхностные отложения покрытие твердое камень. Это включает в себя пыль, битые породы и другие связанные материалы и присутствует на земной шар, то Луна, Марс, немного астероиды, и другие планеты земной группы и луны.

Этимология

Период, термин реголит объединяет два Греческий слова: Rhegos (ῥῆγος), 'одеяло' и литос (λίθος), 'камень'.[2][3][4] Американский геолог Джордж П. Меррилл впервые определил термин в 1897 году, написав:

В некоторых местах это покрытие состоит из материала, образовавшегося в результате выветривания горных пород или роста растений. на месте. В других случаях это фрагментарное и более или менее разложившееся вещество, унесенное ветром, водой или льдом из других источников. Всю эту мантию из неконсолидированного материала, независимо от ее природы или происхождения, предлагается назвать реголитом.[5]

земной шар

Аллювиальный гравий на Аляске

Реголит Земли[6][7][8] включает в себя следующие подразделения и компоненты:

Мощность реголита может варьироваться от практически полного отсутствия до сотен метров. Его возраст может варьироваться от мгновенного (для пепел или только что отложенный аллювий) возрастом в сотни миллионов лет (реголит Докембрийский возраст встречается в некоторых частях Австралии).[9]

Реголит на земной шар происходит из выветривание и биологические процессы; если он содержит значительную долю биологических соединений, его более условно называют почвой. Люди также называют различные типы земных реголитов такими именами, как грязь, пыль, гравий, песок, и (во влажном состоянии) грязь.

На Земле наличие реголита является одним из важных факторов для большинства жизнь, так как мало растения может расти на твердой породе или внутри нее и животные не сможет рыть норы или строить убежище без рыхлого материала.

Реголит также важен для инженеров, строящих здания, дороги и другие строительные работы. Механические свойства реголита значительно различаются и должны быть задокументированы, если конструкция должна выдерживать суровые условия эксплуатации.

Реголит может содержать многие месторождения полезных ископаемых, например минеральные пески, калькрет уран, и латеритные никелевые отложения, среди прочего. В другом месте понимание свойств реголита, особенно геохимического состава, имеет решающее значение для геохимических и геофизических исследований залежей полезных ископаемых под ним.[10][11] Реголит также является важным источником строительного материала, включая песок, гравий, разрушенный камень, лайм и гипс.

Реголит - это зона, через которую водоносные горизонты подпитываются и через которые происходит разгрузка водоносного горизонта. Многие водоносные горизонты, такие как аллювиальные водоносные горизонты, полностью находятся в пределах реголита. Состав реголита также может сильно влиять на состав воды из-за присутствия солей и веществ, выделяющих кислоту.

Луна

Основная статья: Лунный реголит
Этот знаменитый снимок сделан во время Аполлон-11 показывает тонкую и пудровую текстуру лунной поверхности.

Реголит покрывает почти весь лунный поверхность коренная порода выступают только на очень крутых стенках кратера и иногда лавовый канал. Этот реголит сформировался за последние 4,6 миллиарда лет в результате воздействия больших и малых метеороиды, от постоянной бомбардировки микрометеороиды и от солнечных и галактических заряженных частиц, разрушающих горные породы на поверхности.

Удар микрометеоритов, иногда движущихся со скоростью более 96 000 км / ч (60 000 миль в час), генерирует достаточно тепла, чтобы расплавить или частично испарить частицы пыли. Это плавление и повторное замораживание сваривает частицы вместе в стекловидные, с зазубренными краями. агглютинирует,[12] напоминает тектиты найти на земной шар.

Реголит обычно имеет мощность от 4 до 5 м в кобыла площадей и от 10 до 15 м в старших нагорье регионы.[13] Ниже этого истинного реголита находится область глыбовой и трещиноватой коренной породы, созданная более крупными ударами, которую часто называют «мегареголитом».

Плотность реголита на Аполлон 15 посадочная площадка (26 ° 07′56 ″ с.ш. 3 ° 38′02 ″ в.д. / 26,1322 ° с. Ш. 3,6339 ° в. / 26.1322; 3.6339) в среднем составляет около 1,35 г / см3 для верхних 30 см, а это примерно 1,85 г / см3 на глубине 60 см.[14]

Относительная концентрация различных элементов на поверхности Луны

Период, термин лунный грунт часто используется как синоним «лунного реголита», но обычно относится к более мелкой фракции реголита, которая состоит из зерен диаметром один сантиметр или меньше. Некоторые утверждали, что термин "почва "неверно в отношении Луны, потому что почва определяется как имеющая органический содержание, тогда как на Луне его нет. Однако стандартное употребление лунных ученых - игнорировать это различие.[нужна цитата ] «Лунная пыль» обычно означает даже более мелкие материалы, чем лунный грунт, фракция которого составляет менее 30 микрометров в диаметре. Средний химический состав реголита можно оценить по относительной концентрации элементов в лунном грунте.

Физические и оптические свойства лунного реголита изменяются с помощью процесса, известного как космическое выветривание, который со временем темнеет реголит, вызывая кратерные лучи исчезнуть и исчезнуть.

На ранних этапах Аполлон Программа посадки на Луну, Томас Голд из Корнелл Университет и часть Научно-консультативный комитет президента вызвали опасения, что толстый слой пыли в верхней части реголита не выдержит веса лунный модуль и что модуль может утонуть под поверхностью. Однако Джозеф Веверка (также из Корнелла) указал, что Голд неправильно рассчитал глубину лежащей выше пыли,[15] толщиной всего пару сантиметров. Действительно, робот обнаружил, что реголит достаточно твердый. Сюрвейер космический корабль, предшествовавший Аполлону, и во время приземления Аполлона астронавты часто считали необходимым использовать молоток водить отбор керна инструмент в него.

Марс

Основная статья: Марсианский грунт

Марс покрыт бескрайними просторами из песка и пыли, а его поверхность усеяна камнями и валунами. Пыль иногда собирается на огромных планетах. песчаная буря. Марсианская пыль очень мелкая, и ее остается достаточно взвешенной в атмосфере, чтобы небо приобрело красноватый оттенок.

Считается, что песок движется очень медленно под марсианскими ветрами из-за очень низкой плотности атмосферы в нынешнюю эпоху. В прошлом жидкая вода, текущая в оврагах и речных долинах, могла формировать марсианский реголит. Исследователи Марса изучают, истощение грунтовых вод формирует марсианский реголит в настоящую эпоху и гидраты углекислого газа существуют на Марсе и играют роль. Считается, что большие количества воды и льдов с углекислым газом остаются замороженными внутри реголита в экваториальных частях Марса и на его поверхности в более высоких широтах.

  • Марсианский песок и валуны сфотографированы НАСА Марсоход для исследования Марса Дух

  • Реголит под НАСА Феникс Марсианский посадочный модуль, где спускаемые двигатели, по-видимому, убрали несколько пятен пыли, чтобы обнажить лежащий под ним лед.

  • Поверхность Деймос, луна Марс, покрыт слоем реголита мощностью 50 м (160 футов). Викинг 2 Изображение орбитального аппарата получено с высоты 30 км (19 миль).

Астероиды

Снято с высоты всего 250 м над поверхностью Эроса. РЯДОМ Сапожник космический корабль совершал посадку, на этом изображении показана область размером всего 12 м в поперечнике.

Реголиты астероидов образовались в результате удара метеороида. Финальные изображения, сделанные РЯДОМ Сапожник космический корабль поверхности Эрос лучшие изображения реголита астероида. Недавний японский Хаябуса миссия также вернула четкие изображения реголита на астероиде, настолько маленьком, что считалось, что сила тяжести слишком мала для развития и поддержания реголита. Астероид 21 Лютеция имеет слой реголита около его северного полюса, который течет в виде оползней, связанных с вариациями альбедо.[16]

Титан

Сатурн самый большой Луна Титан известны обширные поля дюн, хотя происхождение материала, образующего дюны, неизвестно - это могут быть небольшие фрагменты водяного льда, размытые потоком метана, или, возможно, твердые органические вещества, которые образовались в атмосфере Титана и осыпались дождем на поверхность. Ученые начинают называть этот рыхлый ледяной материал реголит из-за механический сходство с реголитом на других телах, хотя традиционно (и этимологически ) термин применялся только тогда, когда рыхлый слой состоял из минеральная зерна как кварц или плагиоклаз или обломки горных пород, которые в свою очередь состоят из таких минералов. Рыхлые покровы из ледяных зерен не считались реголитом, потому что, когда они появляются на Земле в виде снег они ведут себя не так, как реголит: зерна плавятся и сплавляются лишь с небольшими изменениями давления или температуры. Однако Титан настолько холоден, что лед ведет себя как скала. Таким образом, возникает ледяной реголит в комплекте с эрозия и эолийский и / или осадочный процессы.

В Зонд Гюйгенса использовал пенетрометр при посадке для характеристики механических свойств местного реголита. Сообщалось, что сама поверхность была глина -подобный «материал, который может иметь тонкую корочку, за которой следует область относительно однородной консистенции». Последующий анализ данных предполагает, что показания плотности поверхности, вероятно, были вызваны Гюйгенс перемещая крупный камешек при приземлении, и что поверхность лучше описать как «песок», состоящий из ледяных зерен.[17] На снимках, сделанных после приземления зонда, видна плоская равнина, покрытая галькой. Камни, которые могут быть сделаны из водяного льда, имеют несколько округлую форму, что может указывать на воздействие на них жидкости.[18]

  • Галька на Титан поверхность, сфотографированная с высоты около 85 см. Космический корабль Гюйгенс

  • Дюны на Титан поверхности на радиолокационном изображении, полученном Кассини космический корабль в районе примерно 160 на 325 километров (99 на 202 мили)

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "regolith - определение реголита на английском языке Оксфордскими словарями". Оксфордские словари - английский. Получено 1 марта 2018.
  2. ^ Андерсон, Р. С., Андерсон, С. П., 2010 г. Геоморфология: механика и химия ландшафта. Издательство Кембриджского университета, стр. 162
  3. ^ Харпер, Дуглас. "реголит". Интернет-словарь этимологии.
  4. ^ ρῆγος, λίθος. Лидделл, Генри Джордж; Скотт, Роберт; Греко-английский лексикон на Проект Персей.
  5. ^ Меррилл, Г. П. (1897) Скалы, горные породы и почвы. Нью-Йорк: MacMillan Company, 411p.
  6. ^ К. Оллер и К. Пейн, 1996 г. Реголит, почвы и формы рельефа. Wiley, Великобритания
  7. ^ Дж. М. Тейлор и Р. А. Эгглтон, 2001 г. Геология и геоморфология реголита: природа и процесс, Wiley, ВЕЛИКОБРИТАНИЯ
  8. ^ К. Скотт и К. Пейн 2009 Наука о реголите. CSIRO Publishing, Австралия
  9. ^ К. Оллье 1992 Древние формы суши. Белхейвен.
  10. ^ Л. К. Кауранне, Р. Салминен, К. Эрикссон, 1992 г. Разведочная геохимия реголита в арктических и умеренных регионах. Эльзевир
  11. ^ К. Р. М. Батт, 1992 г. Геохимия разведки реголита в тропических и субтропических территориях. Эльзевир
  12. ^ Мангельс, Джон (15 февраля 2007 г.). «Как справиться с лунной пылью». Сиэтл Таймс. Получено 2007-02-16.
  13. ^ Маккей, Дэвид С .; Хайкен, Грант; Басу, Абхиджит; Бланфорд, Джордж; Саймон, Стивен; Риди, Роберт; Френч, Bevan M .; Папике, Джеймс (1991), «Лунный реголит» (PDF), в Heiken, Grant H .; Vaniman, David T .; Френч, Беван М. (ред.), Лунный справочник: Руководство пользователя по Луне, Cambridge University Press, стр.286, ISBN  978-0-521-33444-0
  14. ^ Алшибли, Халид (2013). «Лунный реголит». Университет Теннесси (Ноксвилл). Получено 8 октября 2016.
  15. ^ Пирс, Джереми (24 июня 2004 г.). «Томас Голд, астрофизик и новатор, умер в возрасте 84 лет». Получено 1 марта 2018 - через NYTimes.com.
  16. ^ Sierks, H .; и другие. (2011). «Изображения астероида 21 Лютеция: остаток планетезимала ранней Солнечной системы». Наука. 334 (6055): 487–490. Bibcode:2011Наука ... 334..487С. Дои:10.1126 / science.1207325. HDL:1721.1/110553. PMID  22034428.
  17. ^ Галька зонда титана 'bash-down', BBC News, 10 апреля 2005 г.
  18. ^ Новые изображения с зонда Гюйгенса: береговые линии и каналы, но явно сухая поверхность В архиве 2007-08-29 на Wayback Machine, Эмили Лакдавалла, 15 января 2005 г., проверено 28 марта 2005 г.

внешняя ссылка