Карты Марса

Ж.Ф. Родионова

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ МАРСА

Наблюдая Марс в телескопы более трех столетий, астрономы замечали на его поверхности лишь крупные детали альбедо - темные и светлые участки. На самых старых зарисовках, выполненных Х. Гюйгенсом в Нидерландах (1659-1672), В. Гершелем в Англии (1777-1783), И. Шретером в Германии (1783-1805) и другими астрономами, этим деталям не были присвоены названия. Наблюдая Марс, астрономы прежде всего заметили сезонные изменения в высоких широтах. Например, В. Гершель подметил, что размеры белых полярных шапок планеты периодически меняются в соответствии со сменой сезонов на Марсе. Возникло предположение, что с началом лета ледяные или снеговые полярные шапки начинают интенсивно таять. Затем было замечено, что одновременно с уменьшением шапок по поверхности планеты из полярных областей в умеренные широты медленно распространяется "волна потемнения".

Только в 1830 г. на карте Марса, составленной В. Бером и Г. Медлером (Германия), для обозначения деталей альбедо были использованы буквы латинского алфавита. В последующем на картах Марса, изданных в Нидерландах Ф. Кайзером (1862), в Англии Р. Проктором (1869), во Франции К. Фламмарионом (1876) (рис. 1) на других картах, появились наименования для темных и светлых участков, связанные с именами выдающихся астрономов, причем одним и тем же деталям разные составители карт присваивали разные названия. Возможно, именно поэтому первые названия не сохранились на последующих картах.

Карта Марса изданная во Франции К. Фламмарионом 1876 г.
Карта Марса изданная во Франции К. Фламмарионом 1876 г.
Рис. 1

Итальянские астрономы А.Секки и Дж.Скиапарелли в конце XIX в. сообщили, что неоднократно видели тонкие длинные линии, напоминающие сеть каналов, связывающих полярные и умеренные зоны планеты. Название "каналы" утвердилось за этими образованиями. Сам Скиапарелли не придавал им особого значения. Но американский астроном П. Лоуэлл, построивший специальную, прекрасно оборудованную для наблюдений Марса обсерваторию, предположил, что "каналы" имеют искусственное происхождение, что это водные пути, проложенные обитателями планеты. Согласно его гипотезе, вода, поступающая с покрытых льдом полярных шапок, перекачивалась в засушливые районы вблизи экватора. Надо отметить, что объекты размером с каналы находятся на пределе видимости с Земли. Поэтому часть наблюдателей видела каналы, а другая часть утверждала, что происходит "обман зрения" и отдельные, не связанные между собой мелкие детали воспринимаются как тонкие прямые линии.

Названия темных и светлых деталей поверхности, предложенные Дж. Скиапарелли (Италия) после наблюдений великого противостояния Марса в 1877-1878 гг. (рис.2), используются и на современных картах наряду с новыми названиями, присвоенными формам марсианского рельефа, выявленным по космическим снимкам. Скиапарелли использовал географические названия древности и имена из древней мифологии. Поэтому на марсианских картах можно увидеть такие названия: Эллада (Греция), Авзония (Италия), Фарсида (Иран) или, например, Земля Ноя, Земля Сирен и другие. Эту систему наименований использовали и другие астрономы, дополняя ее.

Названия деталей поверхности, предложенные Дж. Скиапарелли.
Названия деталей поверхности, предложенные Дж. Скиапарелли после наблюдений великого противостояния Марса в 1877-1878 гг.
Рис. 2

В XIX в. было составлено более пятидесяти карт и глобусов Марса. Темные области на них были названы морями, заливами и озерами, а самые мелкие детали - источниками. Для широких темных полос использовали термин пролив, а узкие полосы называли каналами. Обширные светлые области не имели специального названия, а небольшие светлые участки поверхности именовались разными терминами, например, страна, остров, мыс, гора.

Еще больше карт появилось в XX в. Наиболее подробная карта деталей альбедо поверхности Марса была составлена французским астрономом Э. Антониади в 1930 г.(рис.3) по его многолетним наблюдениям; на ней можно увидеть много новых названий.

Карта альбедо поверхности Марса
Карта альбедо поверхности Марса составленная французским астрономом Э. Антониади в 1930 г.
Рис. 3

В конце 1950-х началась эпоха космонавтики, не за горами были первые экспедиции к Марсу, а значит нужна была единая надежная карта. А поскольку на картах, составленных разными авторами (рис.4), имелись различия в изображении некоторых деталей и в их наименованиях, Международный астрономический союз (МАС) поручил Дж. де Моттони выполнить сравнение разных карт и подготовить новую карту Марса, которая в 1958 г. была принята в качестве официальной . Список названий ее деталей альбедо содержал 128 наименований.

Карты составленные разными авторами
На картах, составленных разными авторами имелись различия в изображении деталей и наименований.
Рис. 4

НАИМЕНОВАНИЯ НА СОВРЕМЕННЫХ КАРТАХ МАРСА

С середины 1970-х годов космические зонды "Маринер-4, 6, 7" (США) фотографировали отдельные участки поверхности Марса, что впервые позволило увидеть многочисленные кратеры и другие формы рельефа, неразличимые при телескопических наблюдениях. "Маринер-9" сфотографировал всю поверхность Марса. Отдельные участки поверхности засняли "Марс-4 и 5" . Поэтому параллельно с номенклатурой деталей альбедо стала появляться номенклатура для обозначения форм рельефа поверхности Марса, выявленных по космическим снимкам.

Была создана рабочая группа МАС по марсианской номенклатуре, разработавшая общие положения по наименованию различных форм рельефа и предложившая разделить всю поверхность Марса на 30 участков, соответствующих 30 листам карты масштаба 1:5 000 000 (рис. 5).

Фрагмент карты масштаба 1:5 000 000
Фрагмент карты масштаба 1:5 000 000
Рис. 5

Каждому району и листу карты было решено давать название наиболее крупной детали альбедо, расположенной в его пределах. На рис.6 и 7 показаны фрагменты фотокарты масштаба 1:2 000 000 и карты масштаба 1:15 000 000.

Фрагмент карты масштаба 1:2 000 000
Фрагмент карты масштаба 1:2 000 000
Фрагмент карты масштаба 1:15 000 000
Фрагмент карты масштаба 1:15 000 000
Рис. 6 Рис. 7

На геологической карте Марса (рис. 8) разными цветами показаны разновозрастные участки поверхности.

Геологическая карта Марса
Геологическая карта Марса
Рис. 8

Самые большие кратеры на современных картах получили названия в честь ученых (посмертно), внесших вклад в изучение Марса: этим была продолжена традиция астрономов XIX-го века. Например, четыре крупнейших кратера диаметрами более 400 км названы в честь Христиана Гюйгенса, Джованни Кассини, Джованни Скиапарелли и Эжена Антониади - пионеров телескопических наблюдений Марса.

В районе, прилегающем к Плато Большой Сирт, названия кратеров связаны с астрономами, делавшими зарисовки деталей на поверхности Марса. По их наблюдениям составлялись карты. Западнее, в районе Земли Аравия, кратеры носят имена французских ученых. Среди них есть как астрономы, известные своими визуальными, фотометрическими и поляриметрическими наблюдениями Марса, так и физики - первооткрыватели радиоактивности - А. Беккерель, П. Кюри и М. Склодовская-Кюри. Здесь же находится кратер, названный в честь английского физика Э. Резерфорда. Западнее, в области Земли Темпе кратеры названы в честь советских астрономов, занимавшихся фотометрическими исследованиями Марса: Н. Барабашов, Е. Перепелкин, В. Фесенков и В.Шаронов.

Кратеры в экваториальной области, вблизи нулевого меридиана названы именами астрономов, выполнявших измерения координат деталей поверхности, определявших период вращения планеты и ее размеры. Центральный меридиан на карте Марса проходит через маленький кратер Эри-0, находящийся на дне кратера Эри диаметром 56 км, названного в честь английского астронома, директора Гринвичской обсерватории, через которую проходит нулевой меридиан на Земле. Имя немецкого астронома Г. Медлера, который предложил вести отсчет долгот на Марсе от четкой темной детали на экваторе планеты, присвоено кратеру, расположенному вблизи нулевого меридиана. Имена астрономов, делавших зарисовки полярных шапок Марса, можно видеть южнее Земли Ноя, в районе, куда доходит зимой южная полярная шапка. Западнее Равнины Аргир кратеры названы в честь американских астрономов, а восточнее этой равнины - в память немецких ученых.

Названия в честь мореплавателей - первооткрывателей новых земель сосредоточены к западу от 180° меридиана; здесь же можно видеть имена астрономов древности и средних веков. С именами ученых, высказывавших предположения о возможности жизни на Марсе, связаны названия кратеров к востоку от Равнины Эллада. В северной полярной области лежат кратеры, названные в честь М.В. Ломоносова и главного конструктора советских космических ракет С.П. Королева. Кратерам поменьше присваивают названия городов и деревень различных стран. При этом кратерам диаметром 10-100 км дают названия, состоящие из двух-трех слогов, а кратерам меньшего размера - состоящие из одного слога. Помимо кратеров получили названия такие формы рельефа как борозды, долины, равнины, горы и другие образования, приведенные в таблице.

Формы рельефа, встречающиеся на Марсе

Термин (русск. / латинск.) Определение
Борозда (борозды) / Fossa (fossae) Длинная, узкая, неглубокая линейная депрессия
Великая равнина (великие равнины) / Vastitas (vastitates) Обширная по площади равнина
Гора (горы) / Mons (montes) Крупная возвышенность рельефа или цепь возвышенностей
Долина (долины) / Vallis (valles) Извилистая ложбина
Земля (земли) / Terra (terrae) Область с пересеченным рельефом, обычно - обширная возвышенность
Каньон (каньоны) / Chasma (Chasmata) Глубокая, крутосклонная линейная депрессия
Котловина (котловины) / Cavus (cavi) Крутосклонная депрессия неправильной формы
Купол (купола) / Tholus (Tholi) Отдельная небольшая куполовидная гора или холм
Лабиринт / Labyrinthus Комплекс пересекающихся долин
Область (области) / Regio (regiones) Крупный район, отличающийся от прилегающих по цвету или яркости
Патера (патеры) / Patera (paterae) кратер неправильной формы или сложный кратер с фестончатыми краями
Плато (плато) / Planum (plana) Ровная возвышенная область
Равнина (равнины) / Planitia (Planitiae) Ровная низменная область
Рытвина (рытвины) / Sulcus (sulci) Сложный район субпараллельных борозд и гряд
Столовая гора (столовые горы) / Mensa (mensae) Плосковершинные возвышенности с обрывистыми краями
Ступень (ступени) / Scopulus (scopuli) Сложный уступ фестончатой или очень нерегулярной формы
Уступ (уступы) / Rupes (rupes) уступо- или обрывообразная форма
Хаос (Chaos) Характерный район разрушенного рельефа
Холм (холмы) / Collis (colles) Небольшая возвышенность, округлая в плане
Цепочка (цепочки) / Catena (catenae) Цепочка кратеров

Протяженным долинам даются названия, принятые для планеты Марс в разных языках народов мира. Например, Марс в армянском языке звучит как Храт, поэтому на картах можно видеть долину Храт. Исключение из этого правила сделали для гигантских Долин Маринера, названных в честь успешного фотографирования всей поверхности Марса "Маринером 9". Меньшие по протяженности долины называют именами рек земного шара.

ОПИСАНИЕ РЕЛЬЕФА ПЛАНЕТЫ

Рассматривая карту Марса (рис. 9, 10), легко заметить, что рельефы северного и южного полушарий заметно различаются. Большую часть северного полушария занимают сравнительно гладкие равнины: Великая Северная Равнина, простирающаяся от северной полярной области и переходящая в западном полушарии в Равнины Аркадия, Амазония, Хриса и Ацидалийскую, а в восточном - в Равнины Утопия, Элизий, Исиды и Плато Большой Сирт. Равнины северного полушария лежат ниже среднего уровня поверхности планеты на 1-2 км. Это впадины на марсианском шаре, подобные океаническим впадинам Земли. Равнины очень различны по происхождению, возрасту и внешнему виду. В процессе формирования северных равнин важную роль играл подповерхностный лед.

Карта Марса
Карта Марса
Карта Марса
Карта Марса
Рис. 9 Рис. 10

В южном полушарии равнин сравнительно мало и они не столь обширны, как равнины северного полушария. Это Равнины Эллада диаметром 1800 км и глубиной 5 км и Аргир диаметром 800 км и глубиной около 3 км, имеющие круговое строение и вероятно образованные в результате падения на Марс крупных тел. Большая часть южного полушария представлена возвышенностями, покрытыми множеством кратеров. Средние высоты материковой части Марса составляют 3-4 км. На экваторе находится самая крупная возвышенность - Горы Фарсида поперечником около 6000 км и высотой до 10 км. Над ней высятся четыре потухших вулкана, высочайшие не только на Марсе, но и во всей Солнечной системе. Самый высокий из них - Гора Олимп находится на северо-западной окраине Фарсиды. В основании поперечник этого вулкана составляет 600 км, а высота его - 25 км. Три других вулкана имеют такую же абсолютную высоту, но возвышаются над окружающей поверхностью только на 15 км, так как расположены на самой вершине Фарсиды с отметкой в 10 км. Самое удивительное, что эти вулканы - Гора Аскрийская, Гора Павлина и Гора Арсия находятся на одной линии и служат как бы основанием почти равнобедренного треугольника, вершину которого образует Гора Олимп.

Фарсиду окружает обширная система разломов. В приэкваториальной зоне Марса находится гигантская система депрессий с обрывистыми склонами - Долины Маринера. Она имеет протяженность более 4000 км с запада на восток, максимальную глубину до 6 км и поперечник в самой широкой части около 700 км. Крутизна склонов некоторых каньонов, входящих в эту систему, достигает 20-30° . На западной окраине Долин Маринера находится уникальная система пересекающихся долин, названная Лабиринтом Ночи. Часто встречающиеся долины, похожие на высохшие русла, свидетельствуют о том, что в прошлом на поверхности Марса существовали мощные водные потоки. Большинство протяженных долин расположено в при экваториальной зоне и лишь отдельные из них встречаются в средних широтах. Долины меньших размеров можно видеть в южном полушарии.

В восточном полушарии также имеется вулканическая область, названная Элизий, по размерам в три раза меньшая, чем Фарсида, и достигающая лишь 4 км в высоту. На ней три вулкана поперечником около 150 км и высотой до 11 км. Отдельные небольшие вулканы можно видеть и в других областях Марса. Своеобразный район скопления плосковершинных горок приурочен к переходной границе от возвышенной области к равнинам в северном полушарии. Здесь находятся Столовые горы Кидония, Нилосирт, Протонил, Дейтеронил, расположенные на участке большого круга под углом 35° к экватору; этот круг отделяет равнинное полушарие планеты от материкового. Не случайно именно в районе столовых гор Кидония были замечены занятные формы рельефа - "пирамиды" и "сфинкс", поскольку этот район характеризуется скоплением хаотичных форм, связанных с глобальным уступом шириной более 100 км.

Марсианские кратеры отличаются от кратеров Луны и Меркурия меньшей глубиной и следами ветровой и водной эрозии. Вездесущая марсианская пыль, заполняя ударные воронки, делает кратеры более плоскими, а ветры, разрушая гребни валов, покрывают первоначальные формы кратеров слоем раздробленного материала. В некоторых районах, где постоянно дуют ветры одного направления, за кратерами тянутся светлые шлейфы. Это пылевые наносы, приносимые господствующими ветрами. Они имеют вид светлых параллельных линий на темном фоне обнаженных пород. Такие полосы можно видеть на картах в районе Плато Большой Сирт.

От кратеров на других телах Солнечной системы молодые марсианские кратеры отличаются наличием радиальных потоковидных выбросов грунта в местах вскрытия подповерхностного льда. Такие выплески грунта часто встречаются у кратеров, расположенных в северных равнинах. Они хорошо видны на фотокартах Марса, составленных по данным орбитальных аппаратов "Викинг 1 и 2" в масштабе 1:2000 000.

Постоянные полярные шапки, состоящие из водяного льда, также служат отличительной особенностью рельефа Марса. Поперечник северной полярной шапки, которая сохраняется даже в летний период, составляет 1000 км, а южной полярной шапки - втрое меньше. Иногда на картах и глобусах Марса показывают границу распространения сезонных шапок, характерных для зимнего периода в каждом полушарии. Эти границы простираются за параллели 50° .

Недавние изображения Марса, полученные зондом "Марс Глобал Сервейер" (США), позволяют рассмотреть детали на поверхности Марса размером в десятки метров и составить новые, очень подробные карты планеты.