Кац Я. Г., Козлов В. В., Макарова Н. В., Сулиди-Кондратьев Е. Д.
Геологи изучают планеты


Предисловие

За последние годы накоплен обширный материал, позволяющий изучать отдельные проблемы геологии планет. Познание геологии планет может иметь определенное значение для выявления некоторых закономерностей строения Земли. В настоящее время ученые пришли к выводу о том, что фундаментальные закономерности в строении и эволюции Земли как планеты могут быть выявлены только в сравнении с другими небесными телами. Так, например, еще академик А. П. Павлов выделил "лунную стадию" в развитии Земли, когда на ней преобладали вулканические процессы; В. Пикеринг объяснил происхождение впадины Тихого океана отрывом Луны от Земли; А. В. Хабаков наметил аналогии в строении лунных и земных вулканических аппаратов и в проявлении на этих планетных телах систем разрывных нарушений.

Изображение к книге Геологи изучают планеты

С началом космической эры, когда был запущен первый искусственный спутник Земли и затем к Луне и к планетам Солнечной системы устремились автоматические межпланетные станции (АМС), а на Луне были проложены первые геологические маршруты, подобные сравнительно-планетологические исследования становились все более многочисленными. На первых порах при неполноте ранних сведений о других планетах возникало естественное стремление объяснить все непонятные феномены привычными в земных условиях геологическими явлениями: кольцевые формы на других планетах пытались сопоставить с земными вулканическими аппаратами; светлые породы на лунных материках сравнивали с гранитами земных континентов. Множество проблем при таком сравнении было решено однозначно. Например, темные породы лунных морей большинство геологов всегда считало базальтовыми лавами. Во всяком случае, различные формы поверхности, выявленные на снимках Луны, Марса, Меркурия, а потом и далеких спутников Юпитера и Сатурна, на радиолокационных снимках Венеры под покровом атмосферы, сразу же получали вполне достоверное геологическое обоснование.

Геологическое изучение других планет дало новый импульс познанию Земли. Успешно расшифровываются все более ранние этапы геологической летописи нашей планеты. Становятся более понятными процессы дифференциации вещества, приводящие к образованию оболочек Земли — геосфер. Выявляется все больше земных гигантских метеоритных кратеров — аналогов кольцевых образований такого же происхождения на других небесных телах. Изучение далеких планет способствовало формированию новых представлений о путях эволюции Земли, рассмотрению ее строения в глобальном аспекте, во взаимосвязи с развитием Солнечной системы и Галактики в целом.

Задача этой книги — в популярной форме рассказать всем, кто интересуется вопросами строения и развития Земли и других планет с геологических позиций, об общности и различиях их природы.

Сейчас, когда популяризации достижений в изучении космического пространства уделяется большое внимание, многим читателям будет интересно ознакомиться с проблемами геологии планет. Мы надеемся, что эта книга привлечет внимание широкого круга читателей и специалистов-геологов.

Конечно, геология планет во многом еще является наукой будущего, но уже и сейчас накоплен огромный фактический материал, выдвинуты интересные гипотезы, намечены пути решения многих геологических проблем на базе сравнительно-планетологических исследований. Пользуясь случаем, авторы выражают искреннюю благодарность своим коллегам по работе: М. Д. Полторак, Г. М. Симоновой и Т. Н. Хохловой за помощь в оформлении книги.


Геология в век изучения космоса

Изображение к книге Геологи изучают планеты

Геология — одна из молодых наук о Земле. Однако геологические наблюдения велись с давних времен, когда человечество стало добывать полезные ископаемые с помощью подземных выработок и проводить глубокие оросительные каналы.

Горные породы первоначально были необходимы в качестве орудий охоты, средств труда и материалов для строительства, позже они стали использоваться как топливо и сырье для выплавки металлов. С горными породами связаны многие области человеческой деятельности; от знания горных пород, от умения их добывать и использовать зависело дальнейшее развитие общества. Потребность в изучении полезных свойств горных пород и выяснение основных закономерностей их размещения на поверхности и в глубинах Земли обусловили быстрый рост геологических знаний.

В настоящее время все области науки, включая геологию, переживают качественный скачок, связанный с научно-технической революцией. Изучение дна Мирового океана, обширные геолого-геофизические исследования на континентах, включая Антарктиду, бурение глубоких и сверхглубоких скважин, моделирование условий земных недр, анализ космических снимков — все это способствовало познанию Земли в планетологическом аспекте. В земных лабораториях уже анализируются образцы лунных пород и дешифрируются с геологических позиций снимки Луны, Марса, Венеры, Меркурия, спутников Юпитера и Сатурна. Появился богатый материал для сравнительного анализа.

Космические методы предоставили геологам богатейшие сведения, позволяющие в глобальном масштабе изучать строение земной поверхности, решать важнейшие проблемы теоретической геологии и выявлять закономерности размещения полезных ископаемых. Для анализа и обобщения приобретенной космическими путями информации возникла необходимость в создании нового направления в геологической науке — космической геологии. Уже сейчас можно с уверенностью сказать, что ему принадлежит будущее как в изучении строения земной коры, так и в изучении геологии планет Солнечной системы.

Среди многих преимуществ космической съемки важнейшей является возможность широкого охвата местности. Высокая обзорность обеспечивает анализ изображений огромных площадей, полученных при одинаковых условиях съемки. Высокая обзорность достигается за счет большой высоты съемки и использования широкоугольной оптики и сканирующих устройств. Следующим достоинством космической съемки является ее объективность. На одном космическом снимке перед исследователем предстают геологические структуры, развитые на огромной площади, контуры которых не искажены геологом или картографом. Существенное значение имеет периодичность космической съемки, т. е. получение изображений геологических объектов через определенные промежутки времени, что способствует изучению динамики геологических структур. Преимущество космической съемки заключается еще и в возможности изучения геологической структуры, отснятой одновременно с помощью специальной аппаратуры в нескольких зонах спектра.

Космической съемке свойственны оперативность, большая эффективность и значительная экономичность. Она позволяет детально изучать труднодоступные районы земной поверхности. Материалы космических съемок удобны еще и тем, что их с успехом можно обрабатывать с помощью ЭВМ. Преимущества такой съемки очевидны, однако наиболее оптимальные результаты она дает только при комплексном ее использовании с другими традиционными наземными видами геологических работ.

Как же космическая геология способствует поиску минеральных богатств Земли? Изучение космических снимков позволило четко выделить несколько типов геологических структур, которые наземными методами либо не устанавливались, либо устанавливались со значительными трудностями. К ним относятся прямолинейные структуры — линеаменты, прослеженные на многие сотни и даже тысячи километров, и кольцевые образования различных радиусов. Оба типа геологических структур интересны в теоретическом и практическом отношениях.

Линеаменты — это линейные или пологие дугообразные структуры планетарного значения, связанные в начальном этапе, а иногда на протяжении всей истории развития земной коры с глубинными расколами. Они устанавливаются геологическими, геоморфологическими и геофизическими методами, а теперь в большом количестве обнаруживаются и на космических снимках. При этом установлены две интересные особенности их проявления. Во-первых, степень и количество выявленных структур зависят от масштаба съемки: чем меньше масштаб, тем ярче, отчетливее и протяженнее выглядят линеаменты на космических снимках. Следовательно, особенность космической съемки заключается в генерализации мелких деталей строения в единое целое. Во-вторых, современная геологическая структура, как правило, является секущей по отношению к линеаментам. Это свидетельствует о том, что линеаменты — более древние образования, чем современная геологическая структура. Какова же природа линеаментов, выделяемых по космическим снимкам? Пока на этот вопрос существует несколько ответов: первый отождествляет линеаменты с глубинными разломами земной коры; второй связывает их с зонами повышенной трещиноватости и третий рассматривает линеаменты как поверхностные образования.