Введение к работе
Термин «тессера» относится к одному из типов местности Венеры, открытых в результате съемки КА «Венера-15/1б» в 1983-84 гг, охватившей часть северного полушария планеты выше примерно 30 с.ш. [Барсуков и др., 1984, 1986]. Морфологические и радиолокационные особенности тессеры резко контрастируют с характеристиками других типов местности. Главный отличительный признак тессеры - это картина деформаций, которая состоит, в простейших случаях, из двух систем тектонических структур, пересекающихся под углами, близкими к прямому. Тессерные массивы представляют собой радиояркие и приподнятые над окружающей местностью регионы изометричной или удлиненной формы. По своей морфологии, тектонический комплекс тессеры резко отличается от региональных равнин, имеющих, вероятно, вулканическое происхождение [Барсуков и др., 1984, 1986; Суханов, 1986; Суханов и др. 1986 а,б, 1987; Bindschadler and Head, 1991; Sukhanov, 1992; Иванов и Хэд, 1996].
Предшествующие работы по изучению тессеры. Предшествующие работы, посвященные исследованию тессеры, основывались, главным образом, на результатах съемки КА «Венера-15/16». В зоне съемки тессерная местность занимает примерно 10-15 % поверхности [Суханов, 1986], где массивы тессеры образуют скопления, часто ассоциирующие с региональными возвышенностями [Суханов, 1986; Иванов, 1990; Nikolaeva et al., 1992; Sukhanov, 1992]. После съемки КА «Венера-15/16», из-за ее неполноты, глобальное распределение тессеры по поверхности планеты оставалось неизвестным. Существовали прогнозы распространенности тессеры на Венере, основанные на характерном для , этого типа местности сочетании шероховатости и отражательной способности [Креславский и др., 1988, Bindschadler et al., 1990]. Прямые наблюдения с помощью наземной радиолокации крупного региона Венеры в области Бета также продемонстрировали присутствие тессерной местности за пределами съемки КА «Венера-15/16» [Campbell et al., 1991; Senske et al., 1991]. Возможности тектонического районирования крупных тессерных регионов
были сильно ограничены сравнительно низким разрешением съемки (1-2 км) [Суханов и др., 1986, 1987; Суханов, 1986; VorderBraegge and Head, 1989, 1990]. Из-за неоднозначности соотношений структурных элементов, видимых при данном разрешении, нельзя было установить последовательность событий, приведших к образованию тессерной местности. Фотогеологический анализ снимков, полученных КА «Венера-15/16» показал, что для тессеры характерен в основном извилистый тип границ с прилегающими равнинами [Bindschadler and Head, 1991; Sukhanov, 1992], свидетельствующий о проникновении равнинного материала в тессеру. Стратиграфически это означало бы, что тессера -относительно более древнее образование, чем окружающие ее равнины. Преобладание извилистых (ингрессионных) границ помимо указания на возможный относительно более древний возраст тессеры, позволило высказать предположение о распространении тессерной местности под поверхность равнин [Суханов, 1986; Nikishin, 1990].
Таким образом, данные КА «Венера-15/16» дали возможность охарактеризовать тессеру как тектонический тип местности, обычно сконцентрированный (в зоне съемки) в высоко стоящих регионах. Можно было предполагать, что тектоническая активность, приведшая к формированию тессеры, связана с относительно древними эпохами геологической истории Венеры и проявлялась на более обширных территориях, чем это видно сейчас. Пространственная ассоциация тессеры с топографическими поднятиями, ее морфология, резко отличная от морфологии лавовых (предположительно базальтовых) равнин и, вероятно, древний возраст позволили выдвинуть гипотезу о том, что тессера, по аналогии с земными континентами, представляет собой обнажения небазальтовой коры Венеры [Nikolaeva et al., 1988, 1992]. Эти установленные факты и предположения отводят тессерной местности ключевую роль в расшифровке геологической истории Венеры.
Актуальность работы. Вопросы, связанные с геологическим изучением тессерной местности, после экспедиции КА «Венера-15/16» во многом оставались открытыми из-за ограниченной площади съемки и ее низкого пространственного разрешения (1-2 км). Невозможно было установить
глобальную распространенность тессерной местности и характер ее распределения на поверхности Венеры. Внутреннее строение тессеры могло быть охарактеризовано только в общих чертах, а детали строения были неразличимы. Возрастные соотношения тессеры с другими типами местности могли быть изучены только в зоне съемки, и из-за сравнительно низкого разрешения часто оставались неопределенными. Это исключало возможность характеристики стратиграфического положения тессеры. С использованием изображений, переданных КА «Венера-15/16», была невозможна идентификация местности-предшественника тессеры, что давало место умозрительным гипотезам о составе материала тессеры. Таким образом, на основании данных КА «Венера-15/І 6» нельзя было получить обоснованное представление о том, как, когда и из чего тессера могла быть образована и каково ее место в геологической истории Венеры.
Научная новизна работы. Задачей данной работы являлось получить ответы на эти вопросы с использованием данных радарной съемки с КА «Магеллан». Эта съемка, в отличие от предшествующих, охватывает практически всю поверхность планеты (97 %) и имеет разрешение 100-200 м. [Saunders et. al., 1992]. Фотогеологический анализ снимков «Магеллана» при исследовании тессерной местности в нашей работе впервые позволил: 1). установить суммарную площадь тессеры и ее пространственное распределение по всей поверхности Венеры, охарактеризовать частотно-размерное распределение тессерных фрагментов и их высотное положение. Эти данные описывают масштаб изучаемого явления и общие закономерности пространственного и высотного распределения тессеры. 2) Выяснить детали внутреннего строения и схему последовательности событий, приведших к формированию тессерной местности. Это дало возможность наметить генерализованную схему гессерообразующего процесса. 3) Установить стратиграфическое положение тессерной местности, что позволило выявить время действия тессерной тектоники в относительной шкале времени. 4) Оценить модельный абсолютный возраст тессерной поверхности, что дало возможность охарактеризовать абсолютное время и длительность некоторых
этапов тессерообразующего процесса. 5) Выяснить морфологическое характеристики исходного материала тессеры. Это позволило подойти к проблеме состава материала тессерной местности. 6) Сопоставить результаты морфологического и стратиграфического анализа тессеры с гравиметрическими данными. Такое сопоставление характеризует изменения картины мантийной конвекции в течение видимой части геологической истории Венеры.
Практическое значение работы. Полученный материал позволяет получить представление о том где, каким способом, когда и из какого материала была сформирована тессерная местность. То есть, подойти к решению проблемы ее формирования. В свою очередь, механизм формирования тессеры представляет собой важную составную часть моделей геологической истории Венеры, необходимых для исследований в области сравнительной планетологии. Например, для объяснения способов происхождения типов местности, морфологически сходных с тессерой, на других планетах, а также при исследованиях общего характера, например, для выявления сходств и различий между Землей и Венерой или Венерой и другими планетами земной группы. Результаты исследования следует учитывать при планировании будущих космических экспедиций к Венере, в частности, для выбора районов съемки сверхвысокого разрешения, мест посадок на эту планету и приоритетных районов геохимического опробования.
Апробация работы. Основные результаты работы обсуждались и докладывались на семинарах лаборатории сравнительной планетологии и метеоритики (Москва, ГЕОХИ РАН), на 6,8,16,18,24,25 и 26 Международных рабочих встречах по сравнительной планетологии (1987, 1988, 1992, 1993, 1996 и 1997 гг., Москва, Россия), на XXIII, XXIV, XXVI и XXVIII Международных конференциях по Луне и планетам (1992,1993, 1995 и 1997 гг., Хьюстон, США) и на ежегодном заседании Американского Геофизического союза (1995 г., Сан-Франциско, США). Тезисы докладов представлены на XIX, XXIII, XXIV, XXVI, XXVII и XXVIII Международных конференциях по Луне и планетам (1988, 1992, 1993, 1995, 1996 и 1997 гг., Хьюстон, США), и на XXIII Генеральную
Ассамблею Европейского Геофизического Общества (1998 г. Ницца, Франция). По результатам исследования опубликовано 10 статей и 23 тезиса докладов.
Структура я объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы. Текст работы изложен на 120 страницах, содержит 62 рисунка, 19 таблиц. Библиография включает 255 наименований.
Работа выполнена в Институте геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (Москва).
Благодарности. Автор посвящает свою работу памяти замечательного геолога А.Л. Суханова. Автор искренне признателен за постоянную помощь и поддержку в работе, а также за ценные замечания, конструктивную критику и консультации своему научному руководителю, профессору А.Т. Базилевскому и профессору университета Брауна (США) Дж. Хэду, коллегам по работе Г.А. Бурбе, Н.Н Бобиной, М. Гилмор и Дж. Коллинзу, В.П. Крючкову, О.В. Николаевой, А.А. Пронину, и В.П. Шашкиной. Неоценимую помощь в оформлении работы оказали сотрудники университета Брауна П. Найверт (фотоработы) и П. Хаггерти (компьютерная поддержка).
