Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Поверхность астероида 433 Эрос

Реголита ( / г ɛ ɡ əl ɪ & thetas ; / ) [1] является покрывало рыхлых, сыпучих, гетерогенные поверхностные отложения , покрывающей твердой породы . Он включает пыль , битые камни и другие связанные материалы и присутствует на Земле , Луне , Марсе , некоторых астероидах и других планетах и лунах земной группы .

Этимология [ править ]

Термин реголит сочетает в себе два греческих слова: rhegos ( ῥῆγος ), 'одеяло' и LITHOS ( λίθος ), 'рок'. [2] [3] [4] Американский геолог Джордж П. Меррилл впервые дал определение этому термину в 1897 году, написав:

В некоторых местах это покрытие состоит из материала, образовавшегося в результате выветривания горных пород или роста растений на месте . В других случаях это фрагментарное и более или менее разложившееся вещество, уносимое ветром, водой или льдом из других источников. Всю эту мантию из неконсолидированного материала, независимо от ее природы или происхождения, предлагается назвать реголитом. [5]

Земля [ править ]

Аллювиальный гравий на Аляске

Реголит Земли [6] [7] [8] включает следующие подразделения и компоненты:

  • почва или педолит
  • аллювий и другой переносимый покров, в том числе переносимый эоловыми , ледниковыми , морскими и гравитационными процессами.
  • «сапролит», как правило, делится на
    • верхний сапролит : полностью окисленная коренная порода
    • нижний сапролит : химически восстановленные частично выветрившиеся породы
    • сапрок : трещиноватая коренная порода с выветриванием, ограниченным краями трещин.
  • вулканический пепел и лава
  • duricrust . Он образуется путем цементации почв, сапролитов и транспортируемого материала глинами , силикатами , оксидами и оксигидроксидами железа , карбонатами и сульфатами , а также менее распространенными агентами в уплотненные слои, устойчивые к атмосферным воздействиям и эрозии. [ требуется разъяснение ]
  • подземные воды - и водосодержащие соли .
  • биота и полученные из нее органические компоненты.

Реголит может варьироваться от практически полного отсутствия до сотен метров в толщину. Его возраст может варьироваться от мгновенного (для только что отложившегося пепла или аллювия) до сотен миллионов лет (реголит докембрийского возраста встречается в некоторых частях Австралии). [9]

Реголит на Земле возникает в результате выветривания и биологических процессов ; если он содержит значительную долю биологических соединений, его более условно называют почвой. Люди также называют различные типы земного реголита такими названиями, как грязь , пыль , земля, гравий , песок и (в мокром состоянии) грязь .

На Земле наличие реголита является одним из важных факторов для большей части жизни , поскольку немногие растения могут расти на твердой скале или внутри нее, а животные не смогут зарыться или построить укрытие без рыхлого материала.

Реголит также важен для инженеров, строящих здания, дороги и другие строительные работы. Механические свойства реголита значительно различаются и должны быть задокументированы, если конструкция должна выдерживать суровые условия эксплуатации.

Реголит может содержать многие месторождения полезных ископаемых, например, минеральные пески, калькрет-уран и месторождения латеритного никеля . В другом месте понимание свойств реголита, особенно геохимического состава, имеет решающее значение для геохимических и геофизических исследований залежей полезных ископаемых под ним. [10] [11] Реголит также является важным источником строительного материала, включая песок, гравий, щебень , известь и гипс .

Реголит - это зона, через которую водоносные горизонты подпитываются и через которую происходит разгрузка водоносных горизонтов. Многие водоносные горизонты, такие как аллювиальные водоносные горизонты, полностью находятся в пределах реголита. Состав реголита также может сильно влиять на состав воды из-за присутствия солей и веществ, вырабатывающих кислоту.

Луна [ править ]

Основная статья: Лунный реголит
На этом знаменитом снимке следа Базза Олдрина , сделанном во время Аполлона-11, видна тонкая пудровая текстура поверхности Луны.

Реголит покрывает почти всю лунную поверхность, коренные породы выступают только на очень крутых стенках кратеров и иногда в лавовых каналах . Этот реголит сформировался за последние 4,6 миллиарда лет в результате ударов больших и малых метеороидов , постоянной бомбардировки микрометеороидов и солнечных и галактических заряженных частиц, разрушающих горные породы на поверхности.

Удар микрометеороидов, иногда движущихся со скоростью более 96 000 км / ч (60 000 миль в час), генерирует достаточно тепла, чтобы расплавить или частично испарить частицы пыли. Это таяние и замораживание сварных швов частицы вместе в Glassy, зазубренными краями агглютинирует , [12] напоминает тектитах найти на Земле .

Мощность реголита обычно составляет от 4 до 5 м в кобылах и от 10 до 15 м в более старых высокогорных районах. [13] Ниже этого истинного реголита находится область глыбовой и трещиноватой коренной породы, созданная более крупными ударами, которую часто называют «мегареголитом».

Плотность реголита на месте посадки Аполлона 15 ( 26,1322 ° с.ш., 3,6339 ° в.д. ) составляет в среднем примерно 1,35 г / см 3 для верхних 30 см и примерно 1,85 г / см 3 на глубине 60 см. [14]26 ° 07′56 ″ с.ш., 3 ° 38′02 ″ в.д. /  / 26.1322; 3,6339

Относительная концентрация различных элементов на поверхности Луны

Термин « лунный грунт» часто используется взаимозаменяемо с «лунным реголитом», но обычно относится к более мелкой фракции реголита, состоящей из зерен диаметром один сантиметр или меньше. Некоторые утверждали, что термин « почва » неверен в отношении Луны, потому что почва определяется как имеющая органическое содержание, тогда как на Луне их нет. Однако стандартное использование лунных ученых - игнорировать это различие. [ необходима цитата ] «Лунная пыль» обычно означает даже более мелкие материалы, чем лунный грунт, фракция которого составляет менее 30 микрометров в диаметре. Средний химический состав реголита можно оценить по относительной концентрации элементов в лунном грунте.

Физические и оптические свойства лунного реголита изменяются в результате процесса, известного как космическое выветривание , которое со временем темнеет реголит, заставляя кратерные лучи блекнуть и исчезать.

На ранних этапах программы посадки Аполлона на Луну Томас Голд из Корнельского университета и член Научно-консультативного комитета президента выразили обеспокоенность тем, что толстый слой пыли в верхней части реголита не выдержит веса лунного модуля и что модуль может утонуть под поверхностью. Однако Джозеф Веверка (также из Корнелла) указал, что Голд неправильно рассчитал глубину лежащей сверху пыли [15], толщина которой составляла всего пару сантиметров. Действительно, робот- геодезист обнаружил, что реголит достаточно твердый.космический корабль, предшествовавший Аполлону, и во время приземления Аполлона астронавты часто считали необходимым использовать молоток, чтобы вбить в него инструмент для отбора проб .

Марс [ править ]

Основная статья: марсианский грунт

Марс покрыт огромными пространствами из песка и пыли, а его поверхность усеяна камнями и валунами. Пыль иногда поднимается огромными пыльными бурями, охватывающими всю планету . Марсианская пыль очень мелкая, и ее остается достаточно взвешенной в атмосфере, чтобы небо приобрело красноватый оттенок.

Считается, что песок движется очень медленно из-за марсианских ветров из-за очень низкой плотности атмосферы в нынешнюю эпоху. В прошлом жидкая вода, текущая в оврагах и речных долинах, могла формировать марсианский реголит. Исследователи Марса изучают, влияет ли истощение грунтовых вод на марсианский реголит в нынешнюю эпоху и существуют ли на Марсе гидраты углекислого газа и играют ли они роль. Считается, что большие количества воды и льдов с углекислым газом остаются замороженными в реголите в экваториальных частях Марса и на его поверхности в более высоких широтах.

  • Марсианский песок и валуны сфотографированы марсоходом NASA Mars Exploration Rover Spirit

  • Реголит под спускаемым аппаратом Феникс Марс НАСА , где спускаемые двигатели, по-видимому, убрали несколько пятен пыли, чтобы обнажить лежащий под ним лед.

  • Поверхность Деймоса , луны Марса , покрыта слоем реголита, толщина которого оценивается в 50 м (160 футов). Снимок орбитального аппарата " Викинг-2" сделан с высоты 30 км (19 миль).

Астероиды [ править ]

На этом изображении, сделанном всего в 250 м над поверхностью Эроса во время приземления космического корабля NEAR Shoemaker , видна площадь всего 12 м в поперечнике.

Реголиты астероидов образовались в результате удара метеороида. Окончательные изображения поверхности Эроса , сделанные космическим аппаратом NEAR Shoemaker, являются лучшими изображениями реголита астероида. Недавняя японская миссия Хаябуса также вернула четкие изображения реголита на астероиде, настолько маленьком, что считалось, что сила тяжести слишком мала для развития и поддержания реголита. У астероида 21 Лютеция есть слой реголита около его северного полюса, который течет оползнями, связанными с вариациями альбедо. [16]

Титан [ править ]

Самый большой спутник Сатурна Титан, как известно, имеет обширные поля дюн, хотя происхождение материала, образующего дюны, неизвестно - это могут быть небольшие фрагменты водяного льда, размытые потоком метана, или, возможно, твердые частицы органического вещества, образовавшиеся на Титане. атмосферой и пролился на поверхность. Ученые начинают называть этот рыхлый ледяной материал реголитом из-за механического сходства с реголитом на других телах, хотя традиционно (и этимологически ) этот термин применялся только тогда, когда рыхлый слой состоял из минеральных зерен, таких как кварц или плагиоклаз.или обломки горных пород, которые, в свою очередь, состояли из таких минералов. Рыхлый покров из ледяных зерен не считался реголитом, потому что, когда они появляются на Земле в виде снега, они ведут себя иначе, чем реголит: зерна тают и сливаются только при небольших изменениях давления или температуры. Однако Титан настолько холоден, что лед ведет себя как скала. Таким образом, существует ледяной реголит с эрозией и эоловыми и / или осадочными процессами.

При приземлении зонд Гюйгенс использовал пенетрометр для определения механических свойств местного реголита. Сообщалось, что сама поверхность представляет собой похожий на глину «материал, который может иметь тонкую корку, за которой следует область относительно однородной консистенции». Последующий анализ данных свидетельствует о том, что показания плотности поверхности, вероятно, были вызваны тем, что Гюйгенс смещал крупную гальку при приземлении, и что поверхность лучше описать как «песок», состоящий из ледяных зерен. [17] На снимках, сделанных после приземления зонда, видна плоская равнина, покрытая галькой. Камешки, которые могут быть сделаны из водяного льда, имеют несколько округлую форму, что может указывать на действие на них жидкостей. [18]

  • Галька на поверхности Титана , снятая с высоты около 85 см космическим кораблем Гюйгенс.

  • Дюны на поверхности Титана на радиолокационном изображении, полученном космическим кораблем Кассини, в районе примерно 160 на 325 километров (99 на 202 мили)

См. Также [ править ]

  • Использование ресурсов на месте  - использование материалов, собранных в космическом пространстве, в космонавтике
  • Имитатор лунного реголита
  • Лесс  - преимущественно илистый обломочный осадок скопившейся переносимой ветром пыли.
  • Lunarcrete  - гипотетический строительный материал из заполнителя, похожий на бетон, образованный из лунного реголита.
  • Имитатор марсианского реголита
  • Остаток
  • Песок  - зернистый материал, состоящий из мелкодисперсных частиц породы и минеральных частиц.
  • Сапролит  - химически выветренная порода
  • Почва  - смесь органических веществ, минералов, газов, жидкостей и организмов, которые вместе поддерживают жизнь.

Ссылки [ править ]

  1. ^ "regolith - Определение реголита на английском языке Оксфордскими словарями" . Оксфордские словари - английские . Проверено 1 марта 2018 .
  2. ↑ Андерсон, Р.С., Андерсон, С.П., 2010, Геоморфология: механика и химия ландшафтов . Издательство Кембриджского университета, стр. 162
  3. ^ Харпер, Дуглас. «реголит» . Интернет-словарь этимологии .
  4. ^ ρῆγος , λίθος . Лидделл, Генри Джордж ; Скотт, Роберт ; Греко-английский лексикон в проекте « Персей» .
  5. ^ Merrill, GP (1897) Скалы, выветривание горных пород и почвы . Нью-Йорк: MacMillan Company, 411p.
  6. ^ C. Ollier & C. Pain 1996 Реголит, почвы и формы рельефа . Wiley, Великобритания
  7. ^ GM Taylor & RA Eggleton 2001 Геология и геоморфология реголита: природа и процесс , Wiley , UK
  8. ^ К. Скотт и К. Пейн 2009 Regolith Science . CSIRO Publishing , Австралия
  9. ^ C. Ollier 1992 Древние формы рельефа . Белхейвен.
  10. ^ LK Kauranne, Р. Салминен и К. Эриксон 1992 реголита Исследование геохимии в арктических и умеренных Terrains . Эльзевир
  11. ^ CRM Butt 1992 Геохимия исследования реголита в тропических и субтропических территориях . Эльзевир
  12. ^ Mangels, Джон (2007-02-15). «Как справиться с лунным обвалом» . Сиэтл Таймс . Проверено 16 февраля 2007 .
  13. ^ Маккей, Дэвид С .; Хайкен, Грант; Басу, Абхиджит; Бланфорд, Джордж; Саймон, Стивен; Риди, Роберт; Френч, Bevan M .; Папике, Джеймс (1991), «Лунный реголит» (PDF) , в Heiken, Grant H .; Vaniman, David T .; Френч, Беван М. (ред.), Lunar Sourcebook: A User's Guide to the Moon , Cambridge University Press, стр. 286 , ISBN  978-0-521-33444-0
  14. ^ Alshibli, Халид (2013). «Лунный реголит» . Университет Теннесси (Ноксвилл) . Проверено 8 октября +2016 .
  15. ↑ Пирс, Джереми (24 июня 2004 г.). «Томас Голд, астрофизик и новатор, умер в возрасте 84 лет» . Проверено 1 марта 2018 г. - через NYTimes.com.
  16. ^ Sierks, H .; и другие. (2011). «Изображения астероида 21 Лютеция: остаток планетезимала ранней Солнечной системы». Наука . 334 (6055): 487–490. Bibcode : 2011Sci ... 334..487S . DOI : 10.1126 / science.1207325 . hdl : 1721,1 / 110553 . PMID 22034428 . 
  17. ^ Titan зонд галька 'Баш-вниз' , BBC News, 10 апреля 2005.
  18. ^ Новые изображения с зонда Гюйгенса: береговые линии и каналы, но очевидно сухая поверхность. Архивировано 29 августа 2007 г.на Wayback Machine , Эмили Лакдавалла, 15 января 2005 г., подтверждено 28 марта 2005 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • Центр совместных исследований ландшафта, окружающей среды и разведки полезных ископаемых
  • Глоссарий реголита: поверхностная геология, почвы и ландшафты, Ричард Эгглтон, редактор