МОРЯ ЛАВЫ НА БЕЗВОДНОЙ ЛУНЕ

Хребты и борозды на дне лунных морей. Лунные грабены

Морские хребты — риджи имеют высоту 300—450 м относительно смежных равнин и протягиваются отдельными фрагментами длиной в среднем 50—70 км. Отдельные хребты достигают длины 100— 150 км. Средняя ширина морских хребтов 4—5 км. Однако есть н более узкие с шириной около 1 км и с крутыми бортами.

В среднем «риджевый» рельеф внутри морей имеет амплитуду 50—350 м. Это отдельные приподнятые дуговые фрагменты с зазубренными вершинами. Для многих морских хребтов доказано антиклинальное залегание лав, т. е. поднятие их в виде выпуклой Brfepx складки. Однако это не дает ответа на вопрос о происхождении рид- жей.

Американские исследователи Луны Р. Грили и П. Спадис сравнили- морфологию лунных морских хребтов о хребтами траппового плато Колумбия в Кордильерах. ОБИ пришли к выводу, что имеется полное сходство тех и других по размерам и морфологии.

После того как специальными методами геофизики исследовали подповерхностные слои в Море Ясности и в Море Кризисов, выяснилось, что лавы залегают в морях пачками — плащами с мощностью в 1—2 км. Плащи разделяются менее плотными прослоями. По тому, как смещаются вдоль хребтов поверхности глубоких слоев, были установлены деформации в виде плоских надвигов. Перемещение блоков в хребтах происходит в вертикальном и горизонтальном направлениях. Хребты соответствуют краям отдельных впадин внутри самих морей. Одновременно они параллельны краям частных круговых бассейнов, составляющих' эти моря. К таким отдельным бассейнам — впадинам нерегулярных морей приурочены масконы (концентрация масс) — участки, где под поверхностью установлены уплотнения недр. Обычно масконы характеризуют центры круговых морей, где больше всего накопилось тяжело; |аааль- товых лав (масконы объясняют также наличием в недрах плотных планетозималей, захороненных при аккреции Луны).

Риджи, параллельные внешним краям круговых бассейнов, очень хорошо представлены в Море Ясности. Важным признаком хребтов по краям этого моря является их переход по прастиранию в окружающее горное обрамление, что подтверждает их разломную природу.

Разломы должны быть достаточно глубокими, так как рассекают высоко поднятые материковые уступы. Следовательно, это не мелкие приповерхностные перемещения, напоминающие проседания типа кальдерных при большой мощности лав, поступивших из «опустошенных» подповерхностных камер.

Другие ученые (например Д. Уоррел с соавторами) считают, что ориентировка хребтов — складок в круговых бассейнах не связана с топографией дна и заполнением бассейна. Хребты представляют собой результат сжатия, в том числе общего сжатия планеты. Это подтверждается наиболее частой ориентировкой хребтов преимущественно в северном направлении даже внутри круговых морей.

Происхождение морских риджей объясняют несколькими способами.

1.         Результат сдавливания недр при оседании дна бассейна под тяжестью лав. Это подтверждается тем, что риджи часто совпадают с зонами изменения мощности базальтов.

2.         Это интрузивные тела, внедренные по трещинам и приподнявшие кровлю лав.

3.         Морские хребты — аналоги земных хребтов сдавливания, приводящего к надвигам. Эти представления подтверждаются тем, что многие хребты резко асимметричны в профиле. Так, на востоке Моря Ясности в районе долины Тавр-Литров прослежен Морской рифт, параллельный краю бассейна. Маленький кратер на его поверхности образовался по разлому. Одна половина кратера сохранилась на западном склоне хребта, а вторая — «исчезла» под надвинутой пластиной. Такие соотношения показывают признаки надвигания лавовых .плит, всегда направленные кнаружи выпуклости морского хребта. Очевидно, происходят перемещения уже твердых лав, на поверхности которых сохраняются лунки ударных кратеров. Американский геолог Р. Шмитт, высадившийся на Луне с миссией «Аполлон-17» в данном районе, установил, что морской хребет переходит в материковый разлом, что подтверждает тектоническую его природу. Подобные хребты отмечены и в других морях.

4.         Хребты морей — это системы даек, подводивших лаву для самых поздних фаз заполнения морей. Над такими каналами возникают вздутия лавовой поверхности в виде вала, внутри которого продолжает течь расплавленная магма, когда стенки этого «канала» уже застыли. Лава течет как по трубе. Полость «трубы», из которой лава уже вытекла в депрессию, может осесть. Кровля ее рухнет, и тогда вал станет щелью, т. е. узкой депрессией. Такие депрессии называют рнлли. Поскольку иногда валы — риджи сменяются рил- лями, продолжая друг друга, такое объяснение происхождения некоторых морских хребтов вполне правомочно.

5. Риджи — это отражение подстилающих структур долавового рельефа. Во многих случаях и эти предположения вполне оправдываются. Например, сомкнутые хребты—обода внутри нерегулярных морей, концентричные к различным круговым бассейнам, несомненно, отражают долавовую топографию. По существу, и те риджи, которые отвечают резкой смене мощности лав, тоже соответствуют долавовому рельефу, хотя отдельные Ступени — перекосы склонов испытывают и более поздние «обновления».

 Просвечивание радарами с окололунных орбит поверхности морей позволило выявить подповерхностные слои базальтов. Оно показало также, что средняя глубина отражающих поверхностей 1—2 км. В море Ясности два таких слоя, лежащих на третьем, более глубоком. В Море Кризисов — один. Разделяющие поверхности отражают прослои менее плотных образований. Это либо разрушенные породы — реголит на кровле нижних лавовых горизонтов, либо покровный материал типа туфов, происходящий от отдельных вулканических взрывов.

Исследование радаром Моря Ясности показало, что удары мелких тел, создающие малые кратеры, не отражаются на деформации слоев (что подтвердило также метеоритную природу мелких кратеров). В то же время слои вдоль риджей, а также вдоль смежных с ними грабенов (тектонических риллей) однотипно смещаются как на верхних, так и на глубоких уровнях. Это подтверждает их тектоническую природу — т.е. поднятие или опускание блоков с по» мощью эндогенных, глубинных усилий. Важно, что слои базальтов по направлению к осям морских хребтов испытывают некоторое утонение во всех подповерхностных горизонтах, что свидетельствует о длительном развитии' и обновлении блоковых перемещений в разные эпохи накопления лав. С другой стороны, на профилях, построенных по данным радаров, можно обнаружить значительную изогнутость слоев вдоль хребтов. Вероятно, в вершинах — осях хребтов — должны выходить к поверхности более глубокие лавовые горизонты.

Действительно, в Море Кризисов в осевой зоне морского хребта, концентрически расположенного вдоль южного краевого уступа горного обрамления, выступают лавы древнего комплекса. Узкая дуговая полоска выхода древних лав, подстилающих более молодой плащ, показывает, что к моменту излияния верхнего плаща хребет уже был поднят в рельефе. Молодые лавы, разливаясь по бассейну, обтекали поднятия и не перекрыли вершину хребта.

По лавовому комплексу, который вскрывается в хребте, можно судить, какие горизонты залегают на глубине. В частности, в Море Кризисов выяснилось, что в южной части бассейна под плащом самых молодых базальтов отсутствует горизонт «промежуточного» возраста лав (III), развитый на северо-западе моря. С другой стороны, на северо-западе его, где самые молодые лавы не изливались, может отсутствовать горизонт II, широко развитый на востоке моря и выступающий в южном морском хребте.

Исследования подповерхностных слоев морей с помощью радаров далИ возможность также подтвердить предположения о надви- говой природе морскйх хребтов. Эти построения основывались на асимметричных формах профилей хребтов. Например, в юго-восточ- ной части Моря Ясности прослежено поднятие нижних лавовых горизонтов к морскому хребту. С наружной, выпуклой стороны хребта установлен в подповерхностных толщах лав разлом. По разлому два блока смещены один от другого по вертикали на 300 м. Однако разлом и смещение слоев не обнаруживаются в рельефе поверхности снаружи выпуклой дуги этого хребта. По мнению американских исследователей (Р. Филипс и др.), такие наблюдения подтверждают гипотезу В. Лучитты, что вертикальные разломы глубин в приповерхностных слоях морских хребтов переходят в пологие надвиги.

Рилли бывают сложной извилистой формы — вулканического происхождения (о них пойдет речь в следующей главе), а также прямыми или дуговыми, с резкими границами (тектонические рилли— грабены опускания). Американский геолог М. Голомбек в 1979 г. указывал, что прямые и дуговые грабены обычно ограничены разломами, наклоненными к их центру под углом 60°. Их средняя глубина до 1 км, ширина 2—3 км. Состав стенок и дна грабенов однотипный, что говорит об опускании узких блоков. Когда грабены переходят с морского дна на материк, они становятся более широкими и более глубокими'(до 3 км), что показывает большую глубину рыхлого и раздробленного слоя на поверхности материков. Почти все грабены тяготеют к краям морей. Внутри краев морей они обычно концентричны, входят в общие системы с морскими хребтами. За краями мдрей в горах они тоже концентричны, а перед фронтами гор часто располагаются радиально к ним ( 16).

В. Лучитта и Дж. Уоткинс показали, что из всех лунных грабенов (с плоским дном и длиной более 10 км) 35 % размещаются на вулканических морях. Из них 90 % располагаются на базальтовых плащах с возрастом I и II, т.е. более древних, чем 3,3 млрд. лет, на молодых базальтах — всего 2 % и 8 % — с неясной приуроченностью.

На границе с молодыми лавовыми плащами грабены перекрываются ими. Тектонические — раэломные движения продолжаются много позже бассейнообразующих процессов, но интенсивность движений снижается.

Располагаются грабены и по краям морей, имеющих масконы. Очень характерны системы грабенов и хребтов, окружающих Моря Ясности, подробно изученные геологом Соломоном в 1979 г. Здесь выделяется целая сшЯбма хребтов и грабенов, изогнутых параллельно краю моря с общей шириной 50—100 км. Иногда грабены разделяются морскими валами — пологими вздутиями. Валы отличаются от узких хребтов, часто асимметричных и с узкими краями. Именно в этом море была установлена закономерность, что молодые плащи лав обрамляются системами грабенов и хребтов, ограждающих лавовые бассейны. В то же время сами молодые плащи нарушены слабо. Перед заполнением впадины молодыми лавами предварительно, в результате тектонических движений создаются ее ограничения. Затем субстрат под лавами продолжает опускаться, появляются хребты, но-грабены редки.

Поскольку грабены и хребты явно тяготеют к краям масконовых круговых бассейнов с их горным обрамлением, заслуживает особого внимания наличие системы хребтов и грабенов в центре Океана Бурь. Масконы здесь отсутствуют, хотя развиты самые молодые базальты.. Видимо, в центре океана нет мощных лав. Элементы концентрации масс (масконов) существуют к востоку от хребта

Океана (в центре) и к западу от него (южнее). Поля молодых базальтов" IV и с запада, и с востока от хребта распадаются на отдельные полукруги, огражденные по фронту системой узких хребтов и грабенов. Это самые молодые -базальтовые плащи, приближенны; е двух сторон к краям общего борта частных масконовых бассейнов Океана Бурь. В центральных хребтах на дуговых поднятиях вскрываются более древние базальты (III и II).

Система срединного хребта Океана Бурь с самыми молодыми лавами в центре похожа на зону смыкания обращенных друг к другу двух крупных дуговых поднятий фундамента. В тылу каждого из них с двух сторон от срединного хребта появляются концентрации масс. Дуговые элементы хребта, ограничивающие сомкнутые молодые лавовые плащи, как и в круговых бассейнах, обновляют структуры поднятий подлавового субстрата.

Таким образом, на дне лунных базальтовых морей и океанов существуют тектонические, т. е. эндогенного происхождения хребты и грабены. Они, как и на земных вулканических плащах'материков и дна океанов, группируются в общие системы. Многие дуговые хребты имеют асимметричное строение с надвигами кнаружи и являются поднятыми барьерами—ободами для более молодых лавовых бассейнов. Они похожи на островные дуги Земли, где древние лавы океанского дна участвуют в надвиговых поднятиях, ограждающих «задуговые» бассейны. Базальты в таких внутренних бассейнах, огражденных надвиговым ободом, всегда молодые. Они изливались после поднятия островного барьера — обода. Хребты, в которых изогнуты и приподняты более древние лавы, а также ограждающие эти хребты тектонические рилли — грабены, как и на Земле, бывают не только по краю, но и в центре лунных базальтовых океанов. Здесь они отвечают сомкнутым дуговым поднятиям долавового основания.