Как велики могут быть горы и пропасти на других планетах?
Космос должен поражать воображение. Иначе зачем он нужен? Удивляет же прежде всего великое. Малое просто плохо видно. Таким образом, вступление можно считать завершенным, и сразу переходить к делу. Если на Земле высота горы Эверест 89 м, а вулкана Мауна-Кеа, считая от океанского дна, 12 м, то насколько высоки – теоретически – могут быть горы других миров?
...Начать стоит с того, почему горы и вулканы Земли не выше сейчас и никогда в прошлом не были выше 1 км. По той же причине, по которой затруднительно построить шахту глубже 5 км. Именно шахту. Теоретически предел для скважины втрое выше. Поскольку давление принимает на себя стальная обсадная труба. Давление же настолько велико, что уже на 5 км (плюс-минус, в зависимости от плотности и прочности пород) камень, оставаясь твердым, начинает течь. Как текут ледники с гор. Полости затягиваются.
То есть предел высоты горы положен прочностью материала. В условиях такой силы тяжести, как на Земле, пролегает он примерно на уровне 1 км. Потому что гора – это все-таки пирамида. Вес распределяется по площади основания. Попытка «выстроить» на Земле более высокую гору приведет к тому, что сооружение начнет растекаться и оседать.
Эвереста
и Мауна-Кеа
Дополнительным ограничением является несущая способность коры – под огромной массой она может начать прогибаться. Например, при относительной (над средним уровнем) высоте 212 м, марсианский вулкан Олимп имеет абсолютную (над собственным основанием) высоту 26 тыс. м. Почти на 5 км кору он продавил… Однако стоит обратить внимание на абсолютную высоту. Ускорение свободного падения на Марсе 0,38g. Умножение 26 на 0,38 с хорошей точностью дает те самые предельные 1 км. И свидетельствует, что слагающие кору горные породы Марса вполне предсказуемо не прочнее земных.
...На этом, казалось бы, тему можно закрывать. Тем более, что выводы подтверждаются и высотой хребтов на Венере – 1–11 км. Максимальная высота горы на любом космическом теле, таким образом, высчитывается буквально в одно действие. Чем ниже сила тяжести, тем выше горы… И тут уже возникает вопрос, почему это не так. Например, для Луны теория вроде бы предсказывает высоту до 55 км, тогда как пик Гюйгенса в 10 раз ниже, а Лунный пик – на валу кратера Энгельгардт – ниже в 5 раз. Окинув взглядом прочие малые тела, можно убедиться, что там также нет ничего выдающегося.
Высочайшей возвышенностью на данный момент считается… кратер Реясильвия на астероиде Веста. Как и положено кратерам, он, собственно, не возвышается, а углублен. Причем на 25 км. Но и этого видеть нельзя, поскольку диаметр кратера составляет 5 км, что примерно равно диаметру тела. Изгиб поверхности скрывает вмятину, и заметна только центральная горка. Высотой 22 км.
...Кстати, о горках. В кратерах они встречаются часто, имея ту же природу, что и особенности вывала леса при разрушении Тунгусского метеорита. Тогда исследователей удивило, что хотя по периферии стволы положены в радиальном направлении, в центре обугленные деревья стоят. Следовательно, взрывная волна пришла сверху. Так же было и при воздушном взрыве над Черабкулем. Причины взрывного разрушения сложенных из хондрита тел в атмосфере интересны, но не имеют отношения к делу. Важно в данном контексте, что кратер также не выбивается, как воронка при ударе снаряда о грунт, а выдавливается раскаленными газами. При столкновении на космической скорости с преградой астероид испаряется. В точке контакта, где ударная волна обрушивается на кору вертикально и сопротивление особенно велико, образуется горка. Бывает, что и в 2,5 раза выше Эвереста.
А в десять раз? Собственно, сила тяжести на Весте такова, что и гора высотой 45 км будет стоять. Проблема тут уже в том, что в комплекте с такой центральной горкой идет кратер диаметром 1 тыс. км. А в такой яме саму Весту трудно было бы найти. Реясильвия предельно велика с точки зрения прочности самого тела. Попытка создать центральную горку еще выше привела бы к уничтожению астероида.
...То есть тут уже должно стать ясным, в чем заключается проблема. Гора не возникнет сама по себе. Воздвигнуть ее должны некие процессы. Которые, с одной стороны, должны протекать на космическом теле, с другой же, не должны уничтожить его.
Происхождение гор Максвелла на Венере не вполне ясное, но тектоническое. Что роднит их с Эверестом? Мауна-Кеа и Олимп – щитовые вулканы. То есть появление выдающихся вверх элементов рельефа на планетах связано с активностью недр. Последняя же не характерна для тел малых. Получив мало ударного тепла в момент формирования (ибо скорость столкновений с поглощаемым материалом в общем случае равна второй космической), карлики быстро остывают.