Що таке Вальхалла?
/дослідження супутника Юпітера космічнимиапаратами/
Близько ми познайомилися зВ«ЧудовоїВ» в 1979 р., коли американські В«ВояджериВ» передали на Землюзнімки цього супутника Юпітера. Не можна сказати, що ми про неї нічого не знали. Проїї існування стало відомо ще в 1610 р. Вважається, що її разом із щетрьома супутниками Юпітера виявив Галілео Галілей, однак В«найгарнішоюВ» (по-грецькиВ«КаллістоВ») її назвав Симон Марій, німецький лікар і астроном, працював уАнсбаха і оспорювати пріоритет Галілея у відкритті супутників Юпітера.
Про Каллісто і до знімків зВ«ВояджерВ» було відомо досить багато. Знали, що це п'ятий (відстань)супутник Юпітера, що радіус Каллісто (2400 км) близький до радіуса Меркурія, щоперіод обігу щодо Юпітера становить 16,7 сут., і обертання, як і уінших галілеєвих супутників Юпітера, синхронно, тобто Каллісто завждизвернена до Юпітера одним і тим же півкулею.
Однак польоти американськихкосмічних апаратів обрушили на нас лавину нової інформації. Перш за все, погравітаційним збурень їх орбіт були визначені маси супутників, іоскільки радіуси їх були відомі, можна було оцінити їх середню густину.Виявилося, що, як і личить В«ЧудовоїВ», на відміну від вулканічної. Іо,якщо не серце, то вже у всякому разі, мантія Каллісто - крижана, 40% їїмаси складає лід. Але особливо дивовижні були знімки. На Іо виявилисявулкани, на Ганімеді - поля паралельних борозен, а на Каллісто - дивовижнеутворення, яке спочатку називали В«Око бикаВ», а пізніше воно одержало ім'я Вальхалла(За назвою палацу верховного бога скандинавської міфології Одіна) На знімкахце утворення дійсно дуже схоже на коров'ячий очей, так щоВродливіша виявилася ще й волоока. Вальхалла має характерну длякосмічних тіл, позбавлених атмосфери, округлу форму і простягається навідстань близько 4 тис. км., (нагадаємо, що діаметр Каллісто - 4800 км). До тогож, на відміну від звичайних кратерних структур, тут не виражений рельєфвідсутня депресія і замість характерної системи декількох кільцевих валів,у Вальхалли існує система слабо виражених в рельєфі майже концентричнихзвивистих хребтів, висота яких не перевищує 1 км В цій системі можнанарахувати кілька десятків концентричних кілець. Пізніше кратерного системи зізгладженим рельєфом стали називати палімпсестами (як відомо, в палеографіїпалімпсестами називають старовинні пергаменти, на яких поверх старого, змитоготексту записаний новий).
Якби Вальхалларозташовувалася на Землі, це була б рівнина в поперечнику рівна Антарктиді (т.тобто перекриває всю Європу) з дуже В«нуднимВ» рельєфом, регулярність якоголегко виявлялася б з супутника. Для людини на поверхні Землі цейрельєф представлявся б одноманітними грядами пологих пагорбів, що піднімаються накілька градусів над горизонтом з двох протилежних сторін. Піднявшись нагряду, можна було б побачити, що далі розташовуються такі ж гряди.
На початку 80-х років авторразом з А. Н. Сановіча займалися дослідженням багатокільцеву басейнів Місяцяі, звичайно, не могли не звернути увагу на таке дивне утворення якВальхалла, проте впритул змогли зайнятися їм значно пізніше. За цей час вдослідженні самої освіти і Каллісто в цілому було отримано ряд новихрезультатів.
По знімках, отриманихВ«ВояджерВ», в НАСА побудована чудова карта Каллісто. Вивчення галілеєвихсупутників і розвиток досліджень з їх космогонії (вважається, що супутникиутворилися в результаті акреції речовини знаходився поблизу Юпітера)дозволили розрахувати внутрішню будову Каллісто. Мабуть, доситьвпевнено можна вважати, що в епоху освіти Вальхалли супутник мав корутовщиною порядку 20 км, складається з льоду з домішкою силікатів і лежачу наводяний мантії в кілька сот км.
Під мантією розташовувалосяядро з силікатною оболонкою, яка виникла з матеріалу, осідає з водяноюмантії. Що стосується палімпсести Вальхалла, то добре видно, що цеосвіта ділиться на три зони: центральну (радіусом 300-400 км) яскраву іпозбавлену деталей, внутрішню, шириною 200 - 300 км, з концентричнимикільцевими хребтами, ширина яких 15 км, довжина окремих пасом досягає ~ 700км, а відстань між концентричними хребтами становить 20-30 км і,нарешті, зовнішню, шириною більше 600 км. У зовнішній зоні ширина концентричнихвалів 15-20 км, а відстань між ними близько 70 км. За підрахунками малих кратерівбув оцінений і вік Вальхалли, він виявився близьким до 3,9 млрд. років.
З'явився ряд гіпотез пропоходження Вальхалли. Частина з них пов'язувала освіту басейну звнутрішніми тектонічними процесами, частина з падінням величезного метеорноготіла, який створив гігантський кратер. Однак у всіх гіпотезах передбачалося,що спостережувана структура виникла в результаті руйнувань кори та подальшихв'язких процесів, які і привели до утворення безлічі кільцевих валів.Нам здалося дивним, що в ході такого процесу виникали тільки круговівали. Здавалося, що в цьому випадку повинні бути і радіальні утворення, і мивирішили підійти до проблеми дещо з іншого боку.
Дійсно, спостерігаєтьсядеяка регулярна періодична структура. Найчастіше такі структурипов'язані з хвильовими процесами. У нашому випадку, явище якось пов'язано зівластивостями речовини, може бути з його характеристиками міцності (проте,тоді незрозуміло, чому проявляється така сувора, та ще й В«анізотропнаВ» -немає радіальних розломів - періодичність), або з процесом поширенняякихось механічних коливань. Якщо це механічні коливання, то,по-видимому, ми маємо справу з усталеною системою стоячих хвиль, інакше непояснити просторову періодичність.
Швидше за все, коливаннявідбувалися в корі, але товщина кори при формуванні Вальхалли становила близько20 км, отже, процес треба розглядати у світлі теорії довгихгравітаційних хвиль - наближеною гідродинамічної теорії хвильового процесу,що відбувається в басейні, глибина якого мала в порівнянні з довжиною хвилі.Довгі гравітаційні хвилі поширюються зі швидкістю, що не залежить віддовжини хвилі і рівній ( тут g - прискорення сили тяжінняна поверхні Каллісто, h - глибина басейну). У нашому випадку g відомо, апро глибину басейну ми нічого не знаємо. Правда, якщо коливання виникли черезпоширення якогось імпульсу з тривалістю Т, то довжина хвилі будепропорційна добутку Т на швидкість поширення хвилі. Оскількидовжина стоячої хвилі дорівнює половині довжини біжить, це твердження справедливе ідля стоячих хвиль. Припускаючи, що система валів пов'язана з системою стоячиххвиль і беручи до уваги, що у внутрішній зоні відстань між валамиудвічі менше, ніж у зовнішній, ми повинні прийти до висновку: глибина передбачуваногобасейну у внутрішній його частині повинна бути в 4 рази менше зовнішньої.
Якби басейн вдалосяВ«ОсушитиВ», ми побачили б гігантський кратер з центральною гіркою. Але саметакі форми характерні для місячних кратерів великих (але не занадто великих) поперечників.Якщо поперечник місячного кратера перевищує кілька сот кілометрів, як правило,його дно залито лавою, і власний рельєф дна під шаром лавифактично не відомий. Такі кратери, точніше басейни, зазвичай представляютьсобою маскони - локальні позитивні гравітаційні аномалії, які, якпоказує моделювання, пов'язані з підйомом до поверхні і частковимвиливаною більш важкого речовини мантії.
Чи не може бути Вальхаллааналогом місячного маскони? Основна відмінність тут в тому, що на Місяці щільністьречовини мантії вище щільності кори через їх різного хімічного складу, в точас як на Каллісто речовина мантії, якщо вона водяна, відрізняється від речовиникори тільки фазовим станом, оскільки густина води більше густиназвичайного льоду (зауважимо, що тиск в корі і підкорових шарах занадто мало,щоб в цьому випадку з'явилися екзотичні фази льоду). І, звичайно, в'язкістьльоду, а тим більше води, набагато порядків менше в'язкості скельних порід.
Як же утворюються масконина Місяці? По-видимому, механізм такий: при зіткненні ...
