12. óra A Mars földrajza és éghajlata (H.H.)

A Mars földrajza I

A Mars hideg és ritka légkörű bolygó, amelynek időjárása mégis változatos. Az évszakok, a por, a felhők és a jég mozgása folyamatosan módosítja a felszín megjelenését. Ezek ismerete szükséges ahhoz, hogy megértsük a régi vízfolyások lehetőségét és azt, milyen környezetet találnának ott a helyszíni kutatók.

A pálya a tengelyferdeség és az évszakok

Szakkifejezések

• excentricitás — a pálya köralaktól való eltérésének jellemzője
• tengelyferdeség — a forgástengely dőlése a pályasíkra merőlegeshez képest
• perihélium — napközelpont
• aphélium — naptávolpont

Rövid összefoglaló: A Mars évszakait a tengelyferdeség hozza létre, a pálya alakja pedig erősíti a féltekék közti különbséget.

A Mars a Földnél távolabb kering a Naptól, és egy év alatt kevesebb napenergiát kap egységnyi felületen. Tengelyferdesége jelenleg a földihez hasonló, ezért ott is vannak évszakok. A pálya azonban erősebben elliptikus: a napközeli és naptávoli szakasz besugárzása jobban eltér egymástól. A déli nyár napközelhez, az északi nyár naptávolhoz esik közelebb.

Ez a déli nyarat a besugárzás szempontjából erőteljesebbé és rövidebbé, az északi nyarat mérsékeltebbé és hosszabbá teszi. A helyi hőmérsékletet azonban a magasság, az anyag és a légköri állapot is módosítja. A Mars évszakos különbségeit a tengelyferdeség és a változó naptávolság együtt alakítja. Hosszabb idő alatt maga a tengelyferdeség is jelentősen változhat, ami a jég elhelyezkedését és a klímát átrendezi. A mai évszakos rend ezért nem vetíthető változatlanul vissza a bolygó teljes múltjára.

A ritka légkör és a nagy napi hőingás

Szakkifejezések

• légnyomás — a légkör súlyából eredő nyomás
• albedó — a visszavert sugárzás aránya
• hőtehetetlenség — a felmelegedéssel és lehűléssel szembeni ellenállás
• napi hőingás — a napi maximum és minimum különbsége

Rövid összefoglaló: A felszín és a fölötte lévő ritka levegő eltérően melegszik, ezért a hőmérséklet helytől, magasságtól és napszaktól függ.

A Mars átlagos felszíni légnyomása csak néhány millibar, nagyjából a földi érték egy százalékánál is kisebb. A felszín alulról melegíti a levegőt, de ezt a marsi ritkaság korlátozza. A leirat megfogalmazásával: „a ritka légkör nehezebben tudja átadni a meleget”. A homok gyors felmelegedése és kihűlése a földi sivatagokban is nagy napi hőingást ad; a marsi albedófoltok anyaga és fényvisszaverése tovább módosítja a helyi viszonyokat. Egy napos felszín ezért jóval melegebb lehet a fölötte néhány méterrel lévő levegőnél. Éjszaka a kis légköri hővisszatartás miatt gyors lehűlés következhet.

A sötét anyag kisebb albedója általában több sugárzás elnyelését jelenti. A lehűlés gyorsaságát viszont nem pusztán a szín határozza meg: a por, a homok és a tömör kőzet eltérő hőtehetetlenségű. A talajhőmérséklet és a levegőhőmérséklet nem cserélhető fel, különösen a Mars ritka légkörében. Az egyenlítő közelében a felszín nappal rövid időre fagypont fölé is melegedhet, miközben éjszaka erősen lehűl. Egyetlen általános „marsi hőmérséklet” helyett a helyet, az időpontot és a mérés magasságát is meg kell adni.

A víz halmazállapota és a lakhatóság kérdése

Szakkifejezések

• hármaspont — a három halmazállapot közös egyensúlyi pontja
• szublimáció — szilárd anyag közvetlen gázállapotba kerülése
• sós oldat — oldott sót tartalmazó folyadék
• asztrobiológia — az élet eredetének és kozmikus lehetőségeinek vizsgálata

Rövid összefoglaló: A folyékony víz fennmaradását a hőmérséklet és a nyomás együtt szabja meg, jelenléte pedig az élet lehetőségét vizsgáló kutatás egyik kiindulópontja.

A Mars ma is tartalmaz vizet, főként jégként a felszín alatt és a sarkvidékeken, valamint kisebb mennyiségben a légkörben. A folyékony víz tartós felszíni fennmaradásához azonban megfelelő nyomás is kell. A nagyon alacsony nyomás mellett a felmelegedő jég vagy víz gyorsan eltávozhat. A tiszta víz hármaspontjának nyomása körülbelül 6,1 millibar, ami a marsi felszíni viszonyokhoz közeli érték.

Az előadás gondolatmenete a víz meglététől a folyékony víz fennmaradásáig, majd a kutatható élőhelyekig halad. A hőmérséklet mellett a légnyomás dönti el, milyen állapot lehetséges. A korábbi sűrűbb légkörben hosszabb ideig maradhatott folyékony víz. A légkör vulkáni kigázosodásból kapott utánpótlást, miközben a gyengébb gravitáció és a napszéllel való kölcsönhatás miatt veszített anyagot. A Marsnak nincs a földihez hasonló globális magnetoszférája.

A geológia az asztrobiológiai kutatás helyszíneit segít kijelölni: „a geológia meg tudja találni azokat a helyeket ahol olyan üledékek halmozódtak fel amik vízben keletkeztek”. Az egykori vízi környezet üledékei őrizhetik a régi élet keresett nyomait. A felszín alatti védettebb terek külön célpontot jelentenek. A mai domborzat évmilliárdos történetet őriz, miközben az albedófoltokat adó homok és por jóval gyorsabban átrendeződik. A belső erők kiemelnek vagy széthúznak, a külső erők lepusztítanak és felhalmoznak; kölcsönhatásuk alakítja a látható felszínt.

Az albedófoltok és a porviharok

Szakkifejezések

• albedótérkép — a fényvisszaverés eltéréseit mutató térkép
• bazalthomok — bazaltos anyagból származó sötét homok
• porvihar — levegőbe emelt finom szemcsék mozgása
• globális porvihar — a bolygó nagy részét érintő poros állapot

Rövid összefoglaló: A Mars sötét és világos foltjait a felszíni anyag és a rátelepülő, majd lefújt por együtt alakítja.

A régi távcsöves megfigyelések főként sötét és világos foltokat, valamint a sarki sapkákat különítették el. A Syrtis Major sötét területe bazaltos vulkáni anyaghoz kapcsolódik. Más helyeken sötét bazalthomok borítja a felszínt, míg a világosabb por vékony takarót képezhet. A folt így nem azonos közvetlenül a magas vagy mély domborzattal.

A porvihar után a lerakódó finom anyag világosíthatja a felszínt. A szelek később egyes helyekről lefújják, másutt megőrzik a takarót. A felszíni foltok kiterjedése ezért évről évre változhat, miközben az alattuk fekvő táj sokkal idősebb. Az albedó változása gyakran a felszíni por átrendeződését jelzi, nem új kőzet képződését. A helyi és regionális porviharok néha bolygóméretű eseménnyé növekednek, de nem minden évben. A déli tavasz és nyár erősebb besugárzása kedvezhet kialakulásuknak, miközben az események pontos lefolyását a légköri áramlások és visszacsatolások határozzák meg.

A Mars felszínének kiterjedése nagyjából a földi szárazföldekével összemérhető, ezért a távcsőből látható néhány folt hatalmas táji változatosságot rejthet. A 19. századi csatornaértelmezés a látható vonalszerű albedóalakzatokból indult ki, miközben a domborzatról nem állt rendelkezésre közvetlen kép. A sötét bazalthomok földi hasonlata a hawaii fekete strand; az északi sapka körüli gallérban ugyanez a sötét anyag áll éles kontrasztban a fehér dérrel.

Felhők ködök és a sarki sapkák éves ciklusa

Szakkifejezések

• orografikus felhő — domborzat fölötti felemelkedés során képződő felhő
• poláris ködösség — a sarkvidék körüli szezonális felhőzet
• szezonális sapka — évente növekvő és visszahúzódó jégborítás
• maradék sapka — nyáron is fennmaradó jég

Rövid összefoglaló: A felhők és a sarki jég térben és időben rendezett, de változó meteorológiai rendszert alkotnak.

A Mars nem felhőmentes bolygó. A nagy vulkánok fölött felemelkedő és lehűlő levegőben vízjégfelhők keletkezhetnek. A Valles Marineris és a Hellas mélyedéseiben köd vagy por csökkentheti a látást. A sarkvidékeket körülvevő téli felhőzóna örvények és gyors légköri áramlások rendszerét teheti láthatóvá. A felhőzet napszaktól is függ, ezért a délutáni felvételek nem írják le a teljes napi változást.

A szezonális sarki sapkák jelentős része szén-dioxid-jég. Télen a légkörből rakódik le, tavasszal és nyáron szublimálva visszakerül a levegőbe. A maradék sapkákban a vízjég alapvető szerepet játszik; a déli területen szén-dioxid-jég is megmarad. A fehér sarki felszín nem mindenütt ugyanazt az anyagot és nem ugyanazt az időbeli réteget jelenti. A visszahúzódó dér alól sötét homokmezők bukkanhatnak elő. Az átlátszóbb szén-dioxid-jég pedig olyan sötétebbnek látszó területet is alkothat, amely még nem jégmentes.

A MARCI napi mozaikja több képsávból épül fel; a fekete sáv adathiányt, a téli sarki sötétség megfigyelhetetlen területet jelent. Az évszakos film a napnyugtai oldal helyett főként kora délutáni állapotot mutat, ezért a reggeli hosszú felhősáv nincs rajta. A termikus egyenlítő eltolódása a szélirányt és az orografikus felhőket is módosítja. A poláris hood, azaz sarki felhőgallér a zonális örvényrendszert rajzolja ki; a domborzat fölötti állóhullámok helyben maradó felhőalakzatot adhatnak. A visszahúzódó dér széle mellett tiszta felszín és sötét homok bukkan elő. A déli kriptikus terület sötét megjelenése az előadás szerint átlátszó jéggel is magyarázható: nem feltétlenül jégmentes folt.

A marsi naptár és az éghajlati diagramok

Szakkifejezések

• sol — marsi nap
• szoláris hosszúság — az évszakos helyzetet jelölő Ls szög
• napéjegyenlőség — a nappal és éjszaka közel azonos hosszúságú időpontja
• éghajlati diagram — az időjárási jellemzők éves menetének ábrája

Rövid összefoglaló: A Mars évszakait saját időskálán kell követni, a hőmérsékleti görbék pedig csak a jelmagyarázattal együtt értelmezhetők.

Egy sol körülbelül 24 óra 39 perc; egy marsi év körülbelül 687 földi nap, illetve 669 sol. Az Ls szoláris hosszúság az északi tavaszi napéjegyenlőségnél 0 fok, a nyári napfordulónál 90, az őszi napéjegyenlőségnél 180, a téli napfordulónál 270 fok. A pálya elliptikussága miatt az azonos szögtartományok bejárása nem tart egyforma ideig.

Az előadás éghajlati diagramjai a nappali maximumokat, az éjszakai minimumokat és a különböző mérési magasságokat hasonlítják össze. Ezek nem azonosak a földi iskolai diagramok havi középhőmérsékletével. Az egyenlítőn kisebb az évszakos, de nagy a napi változás; magasabb szélességeken az éves ciklus erősebb. Egy hőmérsékleti görbe csak akkor hasonlítható egy másikhoz, ha ugyanazt a mennyiséget és hasonló mérési környezetet mutatja. A földi hónapnevek legfeljebb szemléltető megfeleltetések, nem valódi marsi naptári hónapok. A felhőzet, a por és a dér éves menetével együtt válik olvashatóvá a marsi klíma.

A három klímadiagram összehasonlításakor az egyenlítői övben kicsi a nappali maximumok éves változása, de minden éjszaka erős lehűlés következik. Ez a marsi „örök nyár”: rövid ideig fagypont közeli vagy fölötti talajhőmérséklet, és nagyon hideg éjszaka. Az északi mérsékelt övben négy évszak rajzolódik ki, a nyári talaj és a kétméteres levegő között nagy különbség lehet. A déli példában az évszakok felcserélődnek. Az előadó a bemutatott déli görbén felismeri, hogy a tél is melegebb a kiválasztott északi példánál: a konkrét helyi diagramot ezért nem szabad egyszerűen az általános féltekei szabállyal helyettesíteni. A diagram a sarki ködösség, felhőzet, por és dér szezonális sorait is együtt mutatja.

Mit tanultál a leckéből

• A pálya a tengelyferdeség és az évszakok: A Marsnak is vannak évszakai. A Naphoz való távolsága miatt az északi és déli nyár nem ugyanolyan.
• A ritka légkör és a nagy napi hőingás: A talaj nappal melegedhet, éjjel nagyon lehűlhet. A fejed magasságában más hőmérséklet lehet, mint a lábadnál.
• A víz halmazállapota és a lakhatóság kérdése: A víz nem csak a melegtől marad folyékony: nyomás is kell hozzá. A víz nyoma még nem bizonyít életet.
• Az albedófoltok és a porviharok: A világos por betakarja a sötétebb köveket és homokot. A szél lefújhatja, ezért a foltok változnak.
• Felhők ködök és a sarki sapkák éves ciklusa: A Marson is vannak felhők. A sarki jég egy része télen lerakódik, nyáron közvetlenül gázzá alakul.
• A marsi naptár és az éghajlati diagramok: A marsi nap kicsit hosszabb, az év majdnem kétszer olyan hosszú, mint a földi. A diagramoknál meg kell nézni, pontosan mit mértek.

Útravaló: A Mars időjárását a kevés levegő, a változó napfény, a por és a jég közös mozgása alakítja.

A Mars földrajza II

A Mars domborzati térképén egy ősi, magasabban fekvő déli térség és egy mélyebb, simább északi térség rajzolódik ki. Ezt nagy vulkáni hátságok, mély becsapódási medencék és hatalmas völgyrendszerek tagolják. A domborzat és a nagy felbontású fényképek összevetésével nemcsak formákat különíthetünk el, hanem az egymásra következő eseményeket is rekonstruálhatjuk.

A marsi dichotómia és a nagy domborzati egységek

Szakkifejezések

• dichotómia — két eltérő tartományra oszló jelleg
• mélyföld — alacsonyabban fekvő nagy térség
• felföld — magasabban fekvő nagy térség
• vulkáni hátság — vulkáni felhalmozódással és belső emeléssel kialakult kiemelkedés

Rövid összefoglaló: A Mars legnagyobb léptékű felszíni különbsége az északi és déli félteke eltérő magassága és megőrzött felszíne.

A déli felföldek átlagosan több kilométerrel magasabban húzódnak az északi mélyföldeknél. Sok régi kráter található rajtuk, míg északon simább, kevesebb látható kráterrel borított síkságok uralkodnak. Ez nem jelenti azt, hogy az északi aljzat fiatal bolygóanyag: a betemetett ősi kráterek arra utalnak, hogy régi felszín fölé fiatalabb takaró települt.

A kettősség eredetére óriásbecsapódásos és belső fejlődéshez kapcsolódó magyarázatok is léteznek. A korai különbséget később üledékképződés és vulkanizmus módosította. A Tharsis és az Elysium kiemelkedése különösen fontos a mai domborzatban. A látható felszín kora és az alatta fekvő kéreg kora eltérhet egymástól. Az északi aljzat kráterei alatt ugyanaz a régi felszín rejtőzik, mint amely délen látható; a különbség a rátelepült, akár több kilométeres takaró. A dichotómia az előadás szerint a megőrzött kráternemzedékeknél is korábbi. Az észak felé lejtő felszín a víz és a levegő mozgását is meghatározza. A felszínanyag lehet láva, vízzel szállított üledék vagy több folyamat együttese. A domborzati színek csak a magasságot kódolják; a kőzettípus és a kor meghatározásához további adatok szükségesek.

A Tharsis a Valles Marineris és a medencék

Szakkifejezések

• pajzsvulkán — hígan folyó lávából felépülő széles vulkán
• köpenyáramlás — a belső kőzetanyag lassú mozgása
• rift — széthúzódáshoz kapcsolódó töréses térség
• maradványmágnesség — kőzetben megőrzött korábbi mágneses állapot

Rövid összefoglaló: A belső működés és az ősi becsapódások különböző módon hoztak létre nagy kiemelkedéseket és mélyedéseket.

A Tharsis térségében az Olympus Mons és más nagy pajzsvulkánok sokáig ugyanazon területen épülhettek. A Marson nem működik a földihez hasonló globális lemeztektonika, amely a forrás fölött elmozdítaná a kérget. A kiemelkedésben a lávák felhalmozódása és a belső szerkezet szerepe egyaránt fontos. A Valles Marineris hatalmas töréses és utólag továbbalakított völgyrendszere összefügg e térség fejlődésével.

A Hellas, az Argyre és az Isidis más eredetű nagy alakzat: ősi becsapódási medencék. A későbbi feltöltés és erózió sok eredeti gyűrűt és takarót eltüntetett. A Valles Marineris környezetének befagyott mágnessége a korábbi erősebb mágneses környezethez kapcsolódik az előadásban. Az Utopia és a déli sapka alatt részben eltemetett Prometheus medence szintén a nagyformák közé kerül. A Hellas elliptikus alakjára lapos szögű becsapódásos magyarázatot mutat be az előadó; a megőrzött gyűrű és a későbbi feltöltés külön eseményhez tartozik. A Mars nagy formakincsében az ütközési és a belső eredetű alakzatokat el kell különíteni, majd kapcsolataikat is vizsgálni kell. Egy medence belsejének mai alakja sokkal több eseményt őrizhet, mint az azt létrehozó egyetlen becsapódás.

A marsi korszakok és a kráterek változatai

Szakkifejezések

• noachi — a Mars egyik korai rétegtani időszaka
• heszperi — a noachi utáni időszak
• amazoni — a későbbi, hosszan tartó időszak
• szellemkráter — részben betemetett, halványan felismerhető kráter

Rövid összefoglaló: A korszakok jellemző folyamatokat különítenek el, de egyik határ sem jelenti minden más folyamat teljes megszűnését.

A noachi időszak felszíneit sok ősi kráter és erős módosulás jellemzi. A heszperi időszakban nagy jelentőségűek a vulkáni elöntések és egyes vízzel kapcsolatos események. Az amazoni időszakban a szél és a jég felszínalakító munkája különösen feltűnő, de vulkanizmus és becsapódás is előfordult. A határok számszerű kora a választott kronológiai modelltől függ, ezért a korszaknevekhez nem rendelhető mindenütt ugyanaz a biztos évszám.

A kráterek közt tál alakú, központi csúcsos, csúcsgyűrűs és nagy medenceszerkezetek is megkülönböztethetők. A falak omlása teraszokat hoz létre, a későbbi feltöltés elrejtheti a belső kiemelkedést. A szellemkráternek néha csak a részleges pereme vagy domborzati körvonala marad meg. A kráter alakját a keletkezés és az utólagos átalakulás együtt adja. A jól megőrzött perem és takaró viszonylagos fiatalságra utalhat, de a környezet, a méret és a különböző lepusztulási viszonyok összevetése nélkül nem elegendő korhatározás.

A kidobott anyag és a becsapódás iránya

Szakkifejezések

• lebenyes takaró — karéjos peremű kidobott anyag
• fluidizáció — szemcsés anyag folyadékszerű viselkedése
• pillangó alakú takaró — erősen aszimmetrikus becsapódási elrendezés
• becsapódási szög — az érkező test iránya a felszínhez képest

Rövid összefoglaló: A kráter körüli anyag alakja a célfelszín tulajdonságaira és az ütközés geometriájára is utalhat.

Sok marsi kráter körül jól körülhatárolt, lebenyes törmelékterítő látható. A folyásfront azt jelzi, hogy a kidobott anyag egy ideig folyásszerűen mozgott. Az előadás a jeges vagy vízben gazdag talajba történő becsapódással magyarázza a fluidizált, sárfolyásra emlékeztető takarót. Több egymásra települt lebenyszint eltérő kidobási szakaszhoz vagy célanyagréteghez tartozhat. Ez a bemutatott eredetmagyarázat a látható forma és a feltételezett talajállapot kapcsolatáról.

A lapos szögben érkező test aszimmetrikus, pillangószárnyra emlékeztető takarót hozhat létre. A háromszögű hiányzóna, a kráter elliptikussága és a két oldali kidobott anyag a becsapódás irányának és szögének visszakövetését segíti. A későbbi betemetés és kitakarás eltérően preparálhatja ki a takaró szintjeit. A kráter körüli törmelékterítő nemcsak a relatív korhoz, hanem az ütközés geometriájához is támpontot ad.

A völgyhálózatok és a hátravágódás

Szakkifejezések

• dendritikus hálózat — faágakhoz hasonlóan elágazó vízgyűjtő rendszer
• paleovölgy — korábbi folyamat megőrzött völgye
• szivárgásos erózió — felszín alatti víz megjelenéséhez kötött lepusztulás
• hátravágódás — a völgyfő fokozatos hátrálása

Rövid összefoglaló: A marsi völgyek eltérő forrású és időtartamú vízmozgásokat jelezhetnek, de a keletkezést alakjuk mellett más adatokkal is vizsgálni kell.

A sok kis ágból összeálló völgyhálózat nagy területről gyűjtött lefolyásra utalhat. A víz származhatott csapadékból, hóolvadásból vagy más felszíni vízutánpótlásból. A völgy mérete nem azonos a benne egy időben folyó víz szélességével: kis vagy időszakos vízfolyás is széles völgyet mélyíthet hosszú idő alatt, főként könnyen lepusztuló anyagban.

Más völgyek hirtelen, amfiteátrumszerű fejjel kezdődnek. A Nirgal Vallis kapcsán felmerült, hogy a talajvíz kilépése alámosta és hátráltatta a völgyfőt. Az előadó a hátrarágó völgyfőt a forrásnál fellazuló, alámosott talaj leomlásával magyarázza. A közel azonos szélességű vagy a vége felé keskenyedő egyedi völgyet sivatagi folyóhoz hasonlítja: párolgással vagy elszivárgással fogyhat a víz. Ezek nem mind dendritikus hálózatok; az elágazások száma és a források elrendezése megkülönbözteti a típusokat. A völgy alakja keletkezési lehetőségeket szűkít, de ritkán bizonyít egyedül egyetlen folyamatot. Egyes marsi völgyek a torkolat felé nem szélesednek úgy, mint a folyamatosan növekvő vízhozamú földi folyók. Ez vízvesztéssel, időszakos működéssel vagy az utólagos átformálódással is összefügghet. A magasság, az ághálózat és az anyagjelleg közös elemzése szükséges.

Tavak delták és összetett vízrendszerek

Szakkifejezések

• delta — állóvízbe torkolló folyó hordaléképítménye
• hordalékkúp — kilépő vízfolyás szétterülő felhalmozódása
• nyitott medencéjű tó — befolyóval és kifolyóval rendelkező tó
• vízrendszer — összekapcsolt medrek és medencék együttese

Rövid összefoglaló: A torkolati felhalmozódás és a befolyó-kifolyó kapcsolatok egykori víztestekre utalhatnak.

Ha egy völgy kráterbe érkezik, és torkolatánál szétterülő anyag található, felmerül egykori tó és delta jelenléte. A torkolati felhalmozódás azonban lehet szárazabb környezetben kialakult hordalékkúp is. A rétegek geometriája, a közös magassági szint és a lehetséges partvonalak segíthetnek a különbségtételben. Egy befolyó és hasonló szintű kifolyó további támpont a korábbi vízborításhoz.

Az Uzboi–Ladon–Morava rendszer több medencén keresztül vezet, és különböző vízmozgási epizódok kapcsolódhattak hozzá. Az előadás az Argyre felől az Uzboi völgyön, a Holden kráteren, a Ladon medencén és a Morava völgyön át a Chryse felé követi a több ezer kilométeres kapcsolatrendszert. A befolyó és a hasonló szintű kifolyó a krátertó felismerésének fontos próbája. A torkolati építmény akkor delta, ha állóvízbe rakódott; enélkül hordalékkúp is lehet. A Gusev kráterbe érkező nagy völgy alapján tavi üledékeket vártak, a Spirit helyszíni vizsgálatai viszont a leszállási térségben bazaltos anyagot találtak. Az egykori vízfolyás nyoma nem garantálja, hogy a ma felszínen lévő kitöltés vízi üledék. A régi üledéket láva fedhette be, és más rétegek csak távolabb vagy mélyebben maradhattak meg.

Áradási csatornák káoszterületek és lejtőmozgások

Szakkifejezések

• áradási csatorna — nagy vízhozamú esemény által formált meder
• káoszterület — szabálytalan tömbökre szakadt felszín
• áramvonalas sziget — erózióval körülformált megmaradt kiemelkedés
• csuszamlás — lejtőanyag elmozdulása egy csúszófelület mentén

Rövid összefoglaló: A hirtelen vízfelszabadulás és a gravitációs anyagmozgás más nyomokat hagy, mint a hosszú ideig fejlődő kis vízfolyás.

Az áradási csatornák nagy, gyakran széles talpú formák, amelyekben az erózió áramvonalas szigeteket és kiterjedt kimarásokat hagyott. Forrásuk lehetett felszín alatti víz vagy jéghez kapcsolódó tározó hirtelen felszabadulása. A kaotikus tömbök arra utalhatnak, hogy az anyag eltávozása vagy átalakulása miatt a felszín elvesztette alátámasztását és beszakadt. A konkrét eseménynek többféle kiváltó oka lehetett.

A meredek kráterfalakon és a Valles Marineris lejtőin nagy csuszamlások és omlások alakultak ki. A mozgás nyelve, frontja és forrásterülete megkülönböztethető a folyóvölgytől, bár az alakzatokat később víz, jég vagy szél is továbbalakíthatta. A felszíntörténet rekonstrukciójában előbb a megfigyelt kapcsolatokat kell rögzíteni, és csak utána hozzárendelni a lehetséges folyamatokat. A bemutatott szekvencia egyik leiratrészlete: „első volt a kráter 2 volt a völgy ami keresztül megy rajta”. Ha egy csatorna átvág egy krátert, későbbi annál; ha egy kráter takarója elfedi a völgyet, a becsapódás fiatalabb. E kapcsolatokból akkor is felépíthető sorrend, ha az egyes folyások anyaga még bizonytalan.

Mit tanultál a leckéből

• A marsi dichotómia és a nagy domborzati egységek: A Mars déli része magasabb és sok régi krátert mutat. Északon régi tájakat fiatalabb anyag takart be.
• A Tharsis a Valles Marineris és a medencék: A vulkánok kiemelkedéseket, az ütközések nagy mélyedéseket készítettek. A hatalmas völgyrendszert törések és későbbi változások alakították.
• A marsi korszakok és a kráterek változatai: A kutatók korszakokba rendezik a Mars múltját. Egy kráter később betemetődhet vagy elveszítheti eredeti alakját.
• A kidobott anyag és a becsapódás iránya: A szétszórt törmelékből az ütközés körülményeire is következtethetünk. A sárfolyásra emlékeztető alak még nem biztos vízbizonyíték.
• A völgyhálózatok és a hátravágódás: Sok apró ág vagy egy nagy forrás másféle vízutánpótlást jelezhet. Egy kis patak is nagy völgyet készíthet, ha elég ideje van.
• Tavak delták és összetett vízrendszerek: A folyó egy tóba érve lerakhatja a hordalékát. A régi tó helyét később láva is betakarhatja.
• Áradási csatornák káoszterületek és lejtőmozgások: A hirtelen kiszabaduló víz nagy árkokat moshat. A meredek falról anyag csúszhat le, és mindennek felismerhető nyoma marad.

Útravaló: A Mars domborzata akkor válik történetté, ha a formák mellé az anyagot és az események sorrendjét is odaillesztjük.

A Mars földrajza III

A Mars tájain a víz, a láva, a szél és a jég olykor hasonló alakzatokat hozott létre. Az eredet meghatározásához ezért nem elegendő egyetlen ismerős körvonal. A részletes térképezés a forrásterületet, a felszín anyagát, a rétegeket és az átfedéseket együtt vizsgálja. A lecke az egykori vízi környezetektől a ma is változó dűnékig és sarki jégformákig követi ezt a nyomozást.

A Jezero delta és a Hellas víztörténete

Szakkifejezések

• torkolati üledék — vízfolyás végén lerakott anyag
• meander — folyó- vagy mederkanyarulat
• alapszint — az eróziót korlátozó magassági viszonyítás
• bioszignatúra — lehetséges vagy igazolt biológiai eredetű nyom

Rövid összefoglaló: A delták és közös torkolati szintek egykori állóvízre utalhatnak, de a magyarázatot több adattal kell ellenőrizni.

A Jezero kráter torkolati üledéképítménye azért fontos, mert a beérkező víz és az egykori tó kapcsolatát őrizheti. Az elágazások, a kanyarulatok és a lerakott rétegek a hordalékszállítás változásairól árulkodnak. Az ilyen üledékek a vízi környezetben lezajlott kémiai folyamatokat is megőrizhetik, ezért különösen érdekesek az asztrobiológiai kutatás számára.

A Hellas medencébe több völgy érkezik. Ha végük vagy felhalmozódásaik hasonló magasságban helyezkednek el, közös vízszint lehetőségét vethetik fel. A lejtő csökkenése önmagában is elősegítheti a hordalék lerakását, ezért ez alternatív magyarázatként vizsgálandó. A lehetséges ősi tó felismerése erősebb, ha a magasság, a rétegződés és az anyagvizsgálat ugyanarra az eredetre utal. A Jezero madárláb alakú deltájához az előadás a betorkolló, kanyarulatos völgyet visszafelé követi. Egy sziget két oldalán futó ág kanyarulatátvágással is összefügghet. A Hellasba érkező több völgy vége közel azonos magasságra esik. A tóértelmezést azzal veti össze az előadó, hogy a folyók a simább, kisebb lejtésű medencefenéken rakhatják le hordalékukat. A magasabban fekvő hasonlóan lapos szakaszokon azonban tovább folytak: ez az állóvízi magyarázat mérlegelésének része.

Vízfolyások lávacsatornák és eseménysorrendek

Szakkifejezések

• lávaalagút — részben megszilárdult fedés alatt futó lávacsatorna
• gödörkráter — beomlással létrejött mélyedés
• folyásfront — az előrenyomuló anyag külső határa
• morfológiai analógia — hasonló formák összevetése

Rövid összefoglaló: A víz és a láva is csatornákat készíthet, ezért eredetüket a teljes környezet alapján kell eldönteni.

Az Elysium térségében vulkáni és vízzel kapcsolatos formák is találhatók. A vulkáni hő megváltoztathatta a felszín alatti jég és víz állapotát, de ennek szerepét minden csatornánál külön kell értékelni. Egy repedésből feltörő anyag először meglévő töréseket követhet, majd saját medret alakíthat ki. A táj ezért szerkezeti és folyási hatások közös eredménye lehet.

A lávacsatorna körül megszilárdult anyag, peremek és lávafolyási mező lehet; beomló fedése gödörsort hagyhat. A vízmozgást üledékek, zátonyok és jellegzetes eróziós kapcsolatok támogathatják, de egyik forma sem minden esetben egyértelmű. A csatorna kanyargása önmagában nem dönti el, hogy víz vagy láva alakította ki. Az eseménysorrendet az átvágások és fedések adják. Egy fiatal kráter törmeléke beleterülhet egy korábbi völgybe, míg egy későbbi folyás elmossa a régebbi takarót. Így az anyag eredetének bizonytalansága mellett is meghatározható az események egy része.

Lávafelszínek törések és redőgerincek

Szakkifejezések

• kaldera — vulkáni beszakadásos mélyedés
• graben — két törés közti lesüllyedt terület
• kompresszió — összenyomás
• fossae — árkokra és hosszú mélyedésekre használt latin térképi névelem

Rövid összefoglaló: A láva felhalmozódása és a kéreg feszültségei együtt hoznak létre folyási és töréses mintázatokat.

A lávafolyások gyakran kiemelkedő, lebenyes szélű felszínt alkotnak. Közepükön csatorna maradhat, felszínük redőződhet, kérgük táblákra törhet. A megszilárdult táblákat az alattuk mozgó olvadék elragadhatja. Ez jégtáblás folyóra emlékeztet, de a hasonló látvány más anyagot és hőmérsékletet jelent. Az egymásra települő folyások eltérő peremei külön eseményeket jeleznek.

Az összenyomott kéregben redőgerincek, széthúzott területen grabenek és repedéssorok alakulhatnak ki. A Tharsis és az Alba térségében kiterjedt töréshálózat kapcsolódik a vulkáni fejlődéshez. Egy pozitív gerinc és egy negatív árok megkülönböztetéséhez a megvilágítást vagy a magassági adatot is ellenőrizni kell. A fényképen az árnyék megtévesztheti a szemet. Az előadó a redőgerincet a megszilárduló láva összehúzódásával, kompresszióval és a törés menti feltolódással magyarázza. A kráter biztosan bemélyedő formája segít meghatározni a fény irányát, és ebből eldönteni, hogy a hosszanti forma gerinc vagy árok. A lávatáblák torlódását a balatoni és óceáni jég nyomásgerinceivel hasonlítja össze. Az Elysium táblás felszíneit korábban jégként is értelmezték, majd lávatáblás magyarázatot adtak rájuk. A fiatalabb lávák és a régi törések kapcsolatából a vulkáni működés változó üteme is rekonstruálható.

A szél faragó és építő munkája

Szakkifejezések

• jardang — szél által kifaragott megnyúlt gerinc
• barkán — félhold alakú homokdűne
• szélzászló — akadály mögötti vagy körüli eltérő anyagborítás
• defláció — laza anyag szél általi eltávolítása

Rövid összefoglaló: A szél a puha kőzetet erodálja, a mozgó homokot pedig jellegzetes dűnékbe halmozza.

A Medusae Fossae formáció könnyen alakítható anyagában óriási és kisebb jardangok rajzolódnak ki. A különböző szélirányok egymást keresztező faragási mintázatokat is készíthetnek. A forma a lepusztításnak ellenállóbb gerinc és a könnyebben eltávolított köztes anyag különbségéből fejlődik. A vulkáni hamu vagy tufaszerű anyag lehetőségét az előadás a közeli vulkánokkal kapcsolja össze. A két különböző szélirány keresztezett jardangokat, helyenként félkörös vagy parabola alakú bemarásokat hoz létre. Az elmosódottnak tűnő kép a különleges formák hatása: „ezek teljesen éles képek csak ilyen a felszín”.

A homokdűnék ezzel szemben felhalmozódási formák. A barkánok, hosszanti dűnék és keresztirányú buckák alakja a szélrendszert és a homokellátást tükrözi. A Mars sok dűnéje sötét bazaltos homokból áll, és kráterekben vagy a sarki sapka körül csoportosul. A jardang megmaradt, kifaragott anyag, a dűne pedig odaszállított homokból épült forma. A szélzászlók mutatják, hol maradt meg vagy tűnt el a világos por egy akadály környezetében. A nagyobb és kisebb dűnealakzatok egymásba szerveződhetnek, ezért az alakhoz mindig méretarányt is kell rendelni.

Gleccserszerű formák és a betemetés története

Szakkifejezések

• vonalas völgykitöltés — hosszanti felszíni mintázatot mutató anyag
• lebenyes törmeléklepel — hegyek lábánál húzódó karéjos felhalmozódás
• exhumáció — betemetett egység későbbi felszínre kerülése
• reliktum — korábbi állapot megmaradt része

Rövid összefoglaló: A jég mozgása és a takarók későbbi eltűnése olyan tájakat hagyhat, amelyek felszíne több múltbeli környezetet őriz.

A dichotómia határának kimart völgyeit hosszanti mintázatú, gleccserszerű anyag tölti ki. A táblahegyek körüli lebenyes törmelékszoknyák feltűnően szélesek. Az előadó magyarázata szerint korábban magasabb jégtakaró fedhette a területet. Amikor a hegytető már kibukkant, de a hegy lábánál még jég volt, a lepusztuló törmelék a jég hátán jutott tovább. A jég eltűnése után a törmelék a távolabbi helyén maradt, ezért a szoknya szélesebb a száraz környezet egyszerű hegyoldali felhalmozódásánál. Ez a leiratban végigvezetett keletkezési modell.

A Koroljov kráter központi vízjégdombja nyáron is megmarad. A bemutató nem dönti el, hogy alatta milyen teljes kitöltés található. A Gale kráter központi üledékdombját ezzel összehasonlítva az előadó az egykori teljes betemetés és későbbi lepusztulás lehetőségét vizsgálja. A kráter áramlási viszonyai körül a könnyen alakítható anyag eltűnhet, a közepén viszont reliktum maradhat. A jég és az üledék különböző anyag, de a betakarás–kitakarás gondolatmenete mindkettő megértéséhez támpontot ad.

A marsi felszínt sok helyen ismételt betakarás, kitakarás, szélerózió, jégerózió és felhalmozás alakította. A földi lemeztektonikai körforgás helyett a megmaradt egységek e hosszú eseménysor nyomait őrzik. Egy ellenálló kitöltés később kiemelkedővé válhat: a domborzati inverzió a korábbi mély és magas helyek viszonyát megfordítja.

Sarki rétegek szublimáció és különleges alakzatok

Szakkifejezések

• sarki rétegzett üledék — jégben és porban gazdag egymásra rakódott anyag
• szublimációs mélyedés — jégveszteséghez kötött besüllyedt forma
• poligonális mintázat — sokszögű repedéshálózat
• domborzati inverzió — korábbi mélyedésből kiemelkedés lesz

Rövid összefoglaló: A sarki és jeges felszínek rétegei klímatörténetet, mai formái pedig jelenlegi anyagváltozást őriznek.

A sarki felhalmozódások jég és por váltakozó rétegeiből állhatnak. Az anyagellátás, a besugárzás és a klíma hosszabb változásai sok réteget hoznak létre; egy réteg nem feltétlenül egyetlen év megfelelője. A déli szén-dioxid-jég lyukacsos, sajtra emlékeztető felszínén a mélyedések növekedése ma is követhető. Jeges regolitban a jég eltűnése más, karéjos peremű mélyedéseket és felszínváltozásokat eredményezhet.

Az Inca City néven ismert hálózatos táj városromra emlékeztet, de természetes földtani forma. Törések, azok kitöltése és az eltérő ellenállású anyagok lepusztulása szerepet kaphatott kialakulásában. A dér alól előtűnő sötét foltok sem élőlények bizonyított nyomai. Az ismerős alak hasznos hasonlat, de az eredetet természeti folyamatokkal és mérési adatokkal kell magyarázni. A Mars ma is változik: a dűnék mozognak, a por átrendeződik, a jég ciklusokban lerakódik és eltűnik. Az előadás lezáró megfogalmazásával: „a Mars Tehát nem egy halott bolygó”. A lávaalagutakhoz vezető gödrök a felszín alatti refugiumok és a későbbi emberes expedíció sugárvédelmének lehetőségéhez kapcsolódnak. A régi vízi üledékek az egykori élet nyomainak keresésében, a védett felszín alatti terek a fennmaradás lehetőségének vizsgálatában érdekesek.

Az Isidis hüvelykujjlenyomat-területe és a különböző képfelbontások

Szakkifejezések

• hüvelykujjlenyomat-terület — vonalakba rendeződő kis dombok együttese
• enigmatikus forma — tisztázatlan eredetű alakzat
• CTX — kontextuskamera
• képfelbontás — elkülöníthető felszíni részlet mérete

Rövid összefoglaló: A távoli térképi kép és a közeli kép más szerveződési szintet tesz láthatóvá.

Az Isidis síkság távolról simának tűnhet, közelről viszont kis dombok sokasága rajzolódik ki. A dombok néhol kukacszerű vonalakba szerveződnek, ezért a terület hüvelykujjlenyomatra emlékeztet. A bemutató lehetséges kis vulkáni gyűrűket és kúpokat említ, de földi párhuzam híján enigmatikus alakzatként tárgyalja. A heszperi vulkanizmus utáni különleges felszínfejlődési epizód lehetőségét veti fel.

A dűnéknél a nagy félhold alakú rendszer kisebb félholdakból épülhet fel: a „nagy hal a kis halakból” hasonlat a hierarchikus alakszerveződést szemlélteti. A sarki gallér fehér borítása a sötét homokra települt dér; tavasszal egyre több fekete szemcse és dűne bukkan elő. A Mars Express-mozaik, a CTX körülbelül ötméteres képei és a még részletesebb HiRISE-képek eltérő léptékű részleteket mutatnak. A hosszú képsávok mozaikja különböző évszakok felvételeit tartalmazhatja. A térképolvasás ezért a felbontást és az időpontot is figyelembe veszi.

Mit tanultál a leckéből

• A Jezero delta és a Hellas víztörténete: A régi folyók hordalékot rakhattak a tavakba. Ezek a rétegek segítenek megkeresni az egykori vizes helyeket.
• Vízfolyások lávacsatornák és eseménysorrendek: A víz és a láva is csatornát készíthet. A kutatók a környező köveket és az egymást fedő nyomokat is megnézik.
• Lávafelszínek törések és redőgerincek: A láva felszíne összetörhet vagy meggyűrődhet. A kéreg széthúzása árkokat, összenyomása gerinceket alakíthat.
• A szél faragó és építő munkája: A szél kifaraghatja a puha anyagot, és homokból dűnét építhet. A kettő nem ugyanaz a folyamat.
• Gleccserszerű formák és a betemetés története: A törmelék alatt jég bújhat meg. Egy tájat sokszor betakarhat, majd újra feltárhat a változó környezet.
• Sarki rétegek szublimáció és különleges alakzatok: A sarki rétegek régi klímákról mesélnek. A furcsa, romokra emlékeztető formák is természetes úton keletkezhetnek.
• Az Isidis hüvelykujjlenyomat-területe és a különböző képfelbontások: Ami messziről simának látszik, közelről apró dombok vagy dűnék rendszere lehet. A képek részletessége és készítésük időpontja is számít.

Útravaló: A Mars felszíne ma is változó nyomgyűjtemény, amelyben a hasonló alakokat csak többféle bizonyítékkal lehet helyesen értelmezni.