|
Таинственные вулканические конусы Марса
|
|
|
|
Конусы без корней - это небольшие вулканические формы рельефа диаметром от нескольких до нескольких сотен метров, которые образуются в результате непрерывных взрывов, возникающих в результате взаимодействия поверхностной лавы с водоемами, такими как озера и реки. В отличие от обычных вулканов, возникающих из магмы, поднимающейся из глубоких недр, конусы без корней образуются, когда лава покрывает водосодержащий слой, вызывая взрывные реакции.
|
|
|
|
Из-за этого процесса их также называют псевдократерами. В то время как в Исландии много безродных шишек, в других местах они встречаются реже, небольшие экземпляры можно найти вдоль побережья Большого острова на Гавайях. Напротив, на Марсе были обнаружены обширные поля конусов без корней, что делает механизмы их образования важным предметом изучения планетарной геологии.
|
|
|
|
Доцент Рина Ногучи и ее студент Ватару Накагава из Университета Ниигаты недавно провели аналоговые эксперименты в помещении, чтобы смоделировать формирование конусов без корней. Результаты исследования опубликованы в журнале вулканологии и геотермальных исследований.
|
|
|
|
Они использовали подогретый крахмальный сироп в качестве аналога лавы и смесь пищевой соды и сиропа для торта, чтобы создать водосодержащий слой.
|
|
|
|
В естественных условиях температура лавы превышает 1000 °C, что приводит к нагреванию воды до тех пор, пока она не испарится и не начнет бурно расширяться. Однако температура крахмального сиропа перед карамелизацией достигает лишь около 140 °C, что недостаточно для испарения воды.
|
|
|
|
|
|
|
Чтобы преодолеть это, исследователи использовали термическое разложение пищевой соды — реакцию, известную по приготовлению карумеяки (японских ирисок в виде сот) — для усиления пенообразования.
|
|
|
|
При нагревании с крахмальным сиропом пищевая сода (бикарбонат натрия) выделяет углекислый газ, усиливая пенообразование и имитируя взрывы, похожие на образование конусов без корней. Для регулирования вязкости был добавлен сироп для торта. Исследователи варьировали густоту сиропа в мензурке и тщательно анализировали размер и количество образующихся отверстий.
|
|
|
|
"Мы заметили, что трубопроводы часто не сохраняли свою структуру из-за того, что они были разрушены соседними формирующимися трубопроводами", - пояснил доцент. Профессор Ногучи. Исследование показало, что конкуренция между трубопроводами, в дополнение к конкуренции за воду, существенно влияет на пространственное распределение безродных конусов.
|
|
|
|
Более толстые слои сиропа показали большую конкуренцию между каналами, что привело к увеличению числа вышедших из строя каналов, что согласуется с наблюдениями на Марсе, где более толстая лава коррелирует с меньшим количеством конусов без корней.
|
|
|
|
И наоборот, в средах с обилием каналов (что указывает на наличие большого количества конусов без корней) количество взрывов уменьшилось из-за ограниченного доступа к воде, что привело к образованию конусов меньшего размера. Это согласуется с наблюдениями на Марсе, которые показывают, что в областях с разреженной лавой отсутствуют конусообразные образования без корней.
|
|
|
|
Еще раз подтверждая эту идею, разрушенные структуры трубопроводов, наблюдаемые в наземных лавовых обнажениях, позволяют предположить, что конкуренция между трубопроводами повсеместно влияет на формирование конуса без корней.
|
|
|
|
Эти эксперименты и геологические наблюдения показывают, что слияние и разделение каналов, обусловленные толщиной лавы, являются ключевыми факторами, определяющими пространственное распределение и размер безосновных конусов.
|
|
|
|
Полученные результаты способствуют более глубокому пониманию формирования безосновных конусов на Земле и расширяют знания о сходных формах рельефа на других планетах, в частности на Марсе.
|
|
|
|
Будущие исследования позволят объединить подробные полевые съемки с данными дистанционного зондирования для уточнения моделей формирования и улучшения интерпретации прошлых условий окружающей среды, связанных с развитием безосновного конуса.
|
|
|
|
Источник
|
