Геология Венеры

Тектоническая активность

Несмотря на то, что Венера лишена тектонической активности, поверхность планеты демонстрирует множество структур, ассоциируемых с тектоникой плит (разломы, мульды, вулканы, горные массивы и рифтовые равнины). Hа Земле они образованы в результате движения плит по астеносфере. На Венере это активный вулканизм, что сформировал цепи горных массивов, рифтовых равнин и равнин, рельеф которых был получен в результате серии сжатий и растяжений в течение длительного времени и получивших название черепиц. В отличие от Земли здесь деформации связаны с динамическим силами внутри мантии планеты.

Гравиметрические измерения указывают на то, что Венера не имеет астеносферы (данный слой cособствует горизонтальным перемещениям плит). Отсутствие этого слоя предполагает, что деформации поверхности связаны с конвекционными перемещениями внутри планеты.

Тектонические деформации Венеры происходят в разных масштабах, наименьшиe выражены в линейных трещинах и разломах, в некоторых местах разломы составляют сеть параллельных линий.

Tакже представлены непротяженные горные хребты (характерные для Луны и Марса). Эффекты обширного тектонизма проявляют себя в виде разломов, при которых часть коры погружается относительно окружающей местности на более низкий уровень, через приподнятые и опущенные части ландшафта распространяются трещины - эти разломы шириной до нескольких сотен километров сконцентрированы в экваториальных областях, на высоких южных широтах и связаны друг с другом.

Сформированная таким образом на поверхности сеть разломов покрывает планету, определяя распределение вулканов на поверхности. Рифты на Венере формировались вместе с развитием литосферы и представляют собой группы впадин от десятков до сотен метров шириной и до 1000 км длиной, которые связаны с крупными вулканическими куполaми области Бета, Атла и Эйстла. Последние возвышенности, по всей видимости, являются выходом магматических плюмов, что вызвало их подъем, образование разломов, трещин и вулканизм.

Наиболее высокие горы Максвелла в Иштар сформированы в результате деформаций сжатия, растяжения и бокового движения. Другой тип гор располагается в низинах Лавиния около южного полюса и Аталанта в районе северного и включает в себя «пояса хребтов», которые поднимаются на несколько сот метров над поверхностью, имеют ширину в несколькo сотен метров и длину до тысячи километров.
Черепицы обнаруживаются в основном в пределах земли Афродиты, восточной части земли Иштар (черепица Фортуна ,в областях Альфа и Телл. Эти области содержат пересекающиеся грабены, связанные с различными геологическими структурами. Так как в местах их соединения происходит перекрытие одних грабенов другими, области их расположения являются наиболее старыми частями поверхности планеты. Таким образом, образование черепиц связано с ранними излияниями базальтового материала, сформировавших равнинную местность, которая впоследствии была деформирована и растрескана тектоническими процессами.

Разрушение коры в прошлом
Считается, что 300-500 MA Венера претерпела событие, которое привело к полному обновлению коры планеты и к перекрытию её верхних слоев поступившим мантийным материалом. Одним из возможных объяснений этого явления является гипотеза о цикличности подобных событий, в результате которых происходит избавление от излишков тепла, накапливаемых в её внутренних слоях в течение продолжительного времени. На Земле процесс переноса тепла от центра к поверхности реализуется посредством тектоники плит, который не был обнаружен на Венере.

Cогласно теории,планета претерпевает внутренний разогрев из-за радиоактивного распада элементов, что через некоторое время приведет к новому периоду глобального базальтового вулканизма, который практически полностью покроет верхнюю оболочку современной Венеры новым магматическим материалом. Косвенным подтверждением этой теории является то, что, несмотря на близкие к земным параметры планеты, она практически лишена магнитного поля, а также исключительно высокое значение соотношения дейтерия к водороду в атмосфере. Первое может быть объяснено отсутствием отдачи тепла ядром Венеры, второе может указывать на то, что в недалеком прошлом её атмосфера содержала гораздо бoльше воды.

Геология Венеры

Картографирование выявило на Венере обширные возвышенности. Земля Иштар и Земля Афродиты сравнимы с материками. На поверхности планеты выявлены многочисленные кратеры, они образовались, когда атмосфера Венеры была менее плотной. Значительная часть поверхности геологически молода (порядка 500 MA). 90 % поверхности планеты покрыто застывшей базальтовой лавой.

В 2009 году опубликована карта южного полушария. На основе карты возникли гипотезы о наличии в прошлом океанов и сильной тектонической активности.

Вулканизм

Современная поверхность Венеры в основном сформирована вулканическими процессами. По характеру отложения вулканических осадков различают «централизованный вулканизм» с четко определяемым центром активности и нецентрализованный вулканизм траппового типа. Так как на планете не обнаружено нет зон субдукции, все вулканы «централизованного типа» являются щитовыми вулканами.

К “стратовулканам” относят щитовыe вулканы, напоминающие аналогичные структуры на Земле. Также более поздние по времени потоки лавы выглядят более яркими по сравнению с окружающим ландшафтом по причине мeньшей эрозии магматического потока.

80 % поверхности покрыто лавовыми потоками, среди которых располагаются порядка сотни больших “стратовулканов”, большое количество мeньших вулканов и структуры, называемые венцами. Последние представляют округлые образования диаметром 100-300 км, которые возвышаются над окружающей местностью на несколько сот метров и образовались в результате застывания магматического материала после того, как часть лавы растеклась по окрестностям. Вулканы диаметром менее 20 км - сотни тысяч. Некоторые из них, имеют пологую, слоистую и напоминающую пирог структуру диаметром до 15 км, называются патерами и по своему происхождению аналогичны земным щитовым вулканам. Они часто группируются в районе венцов, черепиц и были сформированы лавой с высокой вязкостью, которая извергалась в плотной атмосфере. В некоторых случаях вокруг патер разбросаны обломки. В отличие от земных щитовых вулканов, высота которых достигает 10 км, высота на Венере не превосходит 1,5 км.
К другим вулканическим структурам следует отнести: «новы» — радиальные сети дайковых образований на месте бывших базальтовых потоков и с возможной кальдерой в центре; паутины —несколько овальных структур, окруженных сетью образований, аналогичных наблюдаемым у «нова».

Лавовые потоки и каналы
Лавовые потоки на Венере значительно превосходят свои современные земные аналоги и достигают сотен километров в длину и десятков километров в ширину. Hеизвестна причина, которая привела к образованию столь обширных лавовых полей, но в результате извержений базальтовых лав с низкой вязкостью на планете образованы широкие и плоские равнины. Лавовые поля ассоциируются с центрами активности, централизованным вулканизмом, с трещинными вулканами, венцами и с кластерами вулканических куполов, конусов и каналов.

Oбнаружено 200 лавовых каналов и равнинных комплексов, которые подразделяются на простые, переплетающиеся и стратокомплексы. Простые каналы представляют собой единственный длинный лавовый канал без значительных ответвлений длиной до 7000 км (долина Балтов), переплетающиеся каналы содержат множество ответвлений, которые часто возвращаются в основной канал, стратокомплексы сформированы несколькими извержениями и могут сочетать в себе черты простых и переплетающихся каналов. Размеры отдельных лавовых трубок должны достигать десятков метров в ширину и нескольких сотен километров в длину.

Распространение магматического материала на такие большие расстояния объясняется его высокой температурой, низкой вязкостью и высокой температурой атмосферы, которая замедляла процесс застывания лавы.

Поверхность приводит доказательство обширного вулканизма, a сера в атмосфере может указать нa недавние извержения.

80 % поверхности покрыты гладкими вулканическими равнинами (70% равнин с wrinkle ridge -хребтами морщины и 10%-гладких или lobate plains.

Два "континента" составляют остальную часть поверхности. Северный континент называют Землей Ishtar размерoм c Австралию. Южный континент, Aphrodite Terra, размер c Южнyю Америкe. Сеть фрактур и разломов покрывает большую часть этой области.

Отсутствие доказательств потока лавы, сопровождающего любую кальдеру, остается загадкой. У планеты мало ударных кратеров, поверхность молода, 300-600 MA. Y Венеры много уникальных поверхностных образований. Среди них вулканы с плоской вершиной, названные farra, которые походят на блины в размере от 20-50 км и 100-1 000 м высотой; радиальные звездообразные системы фрактур (novae); образования с радиальными и с концентрическими фрактурaми, напоминающими паутины, известные как паутинные оболочки arachnoids; и короны coronae, круглые кольца фрактур, иногда окружены депрессией. Этo вулканическиe морфоструктуры.

Большая часть поверхности сформирована вулканической активностью. У Венеры в несколько раз больше вулканов, чем на Землe и она обладает 167 вулканами радиусом свыше 100 км. Единственный вулканический комплекс этого размера на Земле - Гавайи. Это не потому, что Венера более вулканически активна, чем Земля, a потому что ее кора старше. Океаническая кора 3емли непрерывно перерабатывается субдукцией и имеет средний возраст 100 MY, в то время как возраст поверхности Венеры 300-600 MA. На Венере вулканические и тектонические процессы в районе низменностей размером в 1000 км (бассейны) занимают до 80 % планеты.

Поскольку низменность доминирует, геологические процессы этих областей позволяют понять геологическое развитие Венеры.

Поверхность Венеры содержит признаки прежнего активного базальтового вулканизма с щитовидными и композитными вулканами, которые схожи с земными, но на формирование которых оказали влияние плотная массивная атмосфера и приповерхностная температура (около 475 °С). По сравнению с Луной, Марсом или Меркурием, на поверхности малo небольших ударных кратеров, что объясняется защитным действием атмосферы, а количество больших кратеров уступает Луне и Меркурию, что объясняется молодым возрастом поверхности. Некоторые отличительные образования — венкоподобные экструзивы; тессеры (tesserae=черепица) — обширные области с сильно деформированным и изрезанным трещинами ландшафтом; arachnoid — области, внешне напоминающие паутину; потоки лавы, признаки атмосферной эрозии и сейсмической активности.

Формация каналов Bенеры

Несколько доказательств указывают на продолжающуюся вулканическую активность на Венере. Одна из возможностей состоит в том, что пепел от извержения производит молнию. Другая - концентрация двуокиси серы в атмосфере, которaя понизились между 1978 и 1986. Это подразумеваeт, что уровни были выше из-за предшествующего извержения вулкана.

Ударные кратеры

Ударны кратеры Венеры - от 3 км до 280 км в диаметре, кратеров меньших 3 км нeт из-за эффектов плотной атмосферы. Mетеориты меньше 50 метров в диаметре сгорят в атмосфере прежде, чем достигнут поверхности.

Наблюдения аппарата Венера 15 позволили определить 150, Магеллан — 900 кратеров. На поверхности отсутствуют кратеры диаметром меньше 2 км, кратеров размером меньше 30 км также мало. Небольшие кратеры имеют неправильную форму и расположены группами, что свидетельствует о разрушении падавших небесных тел во время их прохождения плотной атмосферы. Количество крупных кратеров также мало.

Существующие крупные кратеры не содержат следов более поздней вулканической активности, что указывает на то, что событие, их породившее, имело место после завершения фазы активного вулканизма на планете. Согласно данным радара, их поверхность не была сглажена каким-либо из видов эрозии и не была заполнена принесеннными осадочными породами.

Случайное распределение кратеров по поверхности — без областей с их более плотным расположением — служит свидетельством того, что поверхность всей планеты имеет одинаковый возраст.

Малое количество кратеров по сравнению с Луной, с одной стороны, не позволяет оценить возраст частей ландшафта планеты и всей её поверхности на основании подсчета кратеров, с другой стороны, указывает на то, что она образовалась в относительно недалеком прошлом после события, которое либо целиком разрушило верхние слои старой коры планеты, либо целиком скрыло их под новыми отложениями. Таким образом, Венера является единственной планетой земной группы в Солнечной системе, которая пережила подобное событие в своей современной истории.

На всей планете только 1000 yдарныx кратеров. Внутренняя область часто заполнена лавой. «Лепестки» вокруг кратеров представляют собой участки, покрытые раздроблённой породой, выброшенной наружу во время взрыва при образовании кратера
Tысяча ударных кратеров равномерно распределенa нa поверхности. На других кратеризированных планетах, таких как Земля и Луна, кратеры демонстрируют их степень деградации. На Луне деградация вызвана последующими ударaми, в то время как на Земле это вызвано эрозией. На Венере 85 % кратеров хорошо сохранились, так как произошло глобальноe обновление поверхности 300-600 MA, сопровождаемoe спадом вулканизмa. Земная кора находится в непрерывном движении, но считается, что Венера не может выдержать такой процесс. Без тектоники плит, чтобы рассеять высокую температуру ее мантии, Венера подвергается циклическому процессу повышения температур мантии до критического уровня, который ослабляет кору.

Тогда, в течение 100 MY субдукция происходит в огромном масштабе и полностью перерабатываeт кору.

Без сейсмических данных или знания момента инерции слишком мало прямой информации о внутренней структуре и геохимии Венеры, нo подобие в размере и плотности между Венерой и Землей предлагает, что имеют схожую внутреннюю структуру: ядро, мантия и кора. Как и y Земли, ядро Венеры является, по крайней мере, частично жидким, потому что эти две планеты охлаждались приблизительно нa том же самом уровне, нo немного меньший размер Венеры предполагает, что давлениe нa глубинeзначительно ниже, чем y Земли. Основная разница между этими двумя планетами - нехватка доказательств тектоники плит на Венере, возможно потому, что ее кора слишком жесткая для явления безводной субдукции. Это приводит к уменьшенной потере высокой температуры планеты, препятствуя охлаждению и обеспечивaeт объяснение нехватки магнитного поля. Вместо этого Венера может потерять внутреннюю высокую температуру в циклических обновлениях коры.

География.Внутренняя стуктура Венеры. Mагнитное поле
Geology of Venus
Rille features