Сравнительный анализ мерзлотных условий антарктиды и полярных областей Марса

• Автор: Абраменко, Олег Николаевич
• Шифр специальности: 25.00.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 с. : ил. + Прил.(106 с.: ил.)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Общая характеристика работы

Введение

Глава 1. Современная среда полярных регионов Марса и методы ее исследования

1.1. Полярные шапки Марса

1.2. Рельеф полярных регионов

1.3. Характеристика полярных регионов

1.4. Строение и стратиграфия полярных отложений

1.5. Состав полярных отложений

1.6. Формирование полярных отложений

1.7. Годовая и сезонная динамика мощности полярных шапок Марса

1.8. Современные методы дистанционных и контактных исследований полярных регионов Марса
1.8.1. Изучение поверхности Марса в видимой и инфракрасной части спектра излучения
1.8.2. Оценка температурного режима поверхности, альбедо, концентрации влаги, свойств пород приповерхностного слоя
1.8.3. Оценка льдистости верхних горизонтов Марса
1.8.4. Определение абсолютных отметок форм марсианской поверхности (глобальная топографическая карта)
1.8.5. Зондирование ионосферы и глубинных слоев марсианской поверхности
Глава 2. Геокриологические условия Антарктиды и методы их исследования
2.1. Геокриологические условия Антарктиды
2.1.1. Физико-географический очерк восточного побережья Антарктиды
2.1.2. Ледниковый покров восточного побережья Антарктиды
2.1.3. Динамика изменения мощности ледников Антарктиды
2.1.4. Мерзлые горные породы
2.2. Характеристика района исследования (оазис Ширмахера)
2.2.1. Сезонное протаивание и промерзание пород
2.2.2. Криогенное строение и подземные льды многолетнемерзлых пород
2.2.3. Рельеф
2.3. Методы исследования геокриологических характеристик пород, параметров радиационно-теплового баланса и температурного режима в районе исследования (оазис Ширмахера)
2.3.1. Оценка составляющих радиационно-теплового баланса поверхности
2.3.2. Изучение теплопроводности пород зондовым методом
2.3.3. Определение глубины сезонного оттаивания и температурного режима пород
2.3.4. Методика изучения полигонов морозобойного растрескивания
Глава 3. Климатические особенности и специфика радиационно-теплового баланса
поверхности в полярных областях Марса и Антарктиды
3.1. Структура радиационно-теплового баланса поверхности Земли
3.2. Широтная и временная изменчивость параметров радиационного баланса поверхности для ряда полярных станций Антарктиды
3.2.1. Станция Новолазаревская
3.2.2. Станция Молодежная
3.2.3. Станция Беллинсгаузен
3.2.4. Станции Мирный
3.2.5. Станция Восток
3.3. а Температурный режим в районах исследуемых полярных станций
Антарктиды
3.3.1. Станция Новолазаревская
3.3.2. Станция Молодежная
3.3.3. Станция Беллинсгаузен
3.3.4. Станция Мирный
3.3.5. Станция Восток
3.4. Климатические условия полярных областей Марса
3.4.1. Структура Марсианской Климатической Базы Данных Европейского Космического Агентства
3.4.2. Сезонные, суточные колебания температуры нижних слоев атмосферы и амплитуды её колебаний
3.4.3. Сезонные, суточные колебания давления и ветровой режим
3.4.4. Широтные и сезонные изменения содержания ССД в приповерхностном слое атмосферы полярных регионов Марса
3.5. Радиационно-тепловой баланс и температура поверхности в полярных областях Марса
3.5.1. Широтные и сезонные изменения составляющих радиационного баланса поверхности Марса
3.5.2. Среднегодовые, сезонные и суточные температуры поверхности и амплитуды её колебаний
3.5.3. Радиационно-тепловой баланс поверхности полярных регионов Марса
3.6. Сравнительный анализ составляющих радиационно-теплового баланса
поверхности Антарктиды и полярных районов Марса
Глава 4. Мощность криолитосферы Марса
4.1. Мерзлые породы верхних горизонтов Марса
4.1.1. Проявления, свидетельствующие о наличии мерзлых пород в верхних горизонтах Марса
4.1.2. Льдистость пород по данным нейтронной спектроскопии
4.2. Мощность мерзлых пород и криолитосферы Марса
4.2.1. Исходные представления и предпосылки
4.2.2. Расчетная модель криолитосферы Марса в меридиональном направлении
Глава 5. Экзогенные криогенные процессы в полярных регионах Марса и их
проявления
5.1. Проявления экзогенных криогенных процессов в полярных регионах
Марса
5.1.1. Собственно криогенные (мерзлотно-геологические) процессы
5.1.2. Группа флювиальных, абразивных и воднобалансовых процессов
5.1.3. Гравитационные процессы
5.1.4. Процессы эолового происхождения
5.2. Проявления и механизм образования полигональных форм рельефа в
высоких широтах и периферийных районах полярных областей Марса
5.2.1. Механизм образования полигональных форм рельефа в высоких широтах Земли
5.2.2. Проявления полигональных форм рельефа в высоких широтах Марса. Их классификация и механизм образования
5.2.3. Специфика изучаемого процесса в районе ударных кратеров
5.2.4. Механизм развития и эволюции формы морозобойной трещины в высоких широтах Марса
5.2.5. Количественная оценка предлагаемого механизма эволюции трещины
Основные выводы и результаты работы
Список использованной литературы

Приложения к диссертации
Приложение 2.1. Исходные данные, полученные на советских (российских)
антарктических станциях
Приложение 2.2. Среднегодовые значения параметров на советских (российских)
антарктических станциях. Приземная метеорология
Приложение 23. Среднегодовые значения параметров на советских (российских)
антарктических станциях. Приземная актинометрия
Приложение 2.4. Среднегодовые значения параметров на советских (российских)
антарктических станциях. Аэрология
Приложение 3.1. Годовое изменение различных параметров полярных областей Марса... 5В Приложение ЗТ. Таблицы полученных значений параметров для полярных областей
Марса
Приложение 5.1.Перечень космоснимков для участков поверхности, на которых фиксируется процесс морозобойного растрескивания
на это большее накопление СОг в северной остаточной шапке, не составило существенного вклада в общее количество осаждённой массы из за его малой площади. Остаточная ледяная шапка, при её высоком альбедо, несколько холоднее окружающих территорий, и долго поддерживает температуру ниже температуры конденсации СОг. Вероятно, есть возможность отделить участок большей аккумуляции северной полярной шапки в зональном анализе, так как она сориентирована достаточно четко по центру северного полюса (рис. 1.13). Этот метод не позволяет выяснить, аккумулирует ли южная остаточная шапка больше СОг, чем прилегающие к ней территории, из-за своей полярной асимметрии (рис. 1.14). Распределение накопления СОг по широте вне полярных шапок южного и северного полушарий отличается, также как и температура поверхности. В южном полушарии масса осажденного СО2 на 30% больше из-за большей продолжительности осеннего и зимнего периодов. По мере течения марсианского гола отложения СОг аккумулировались и сублимировали в южных и северных высоких широтах (рис. 1.17,1.18). Уменьшения высоты наблюдаемой поверхности были одинаковы с данными, полученными при профилировании, в средних широтах амплитуды тоже совпадали.
С течением времени осаждение и сублимация СОг (рис. 1.19, 1.20), как правило, совпадают с основными моделями циркуляции СО2 (GCM) - воспроизведением цикла осаждения и сублимации СОг, но, тем не менее, реальный характер этих процессов более сложный (рис. 1.21,1.22).
В распределении снега на Марсе в обоих полушариях есть ещё один важный аспект, неспрогнозированый в таких моделях. В северном и, особенно, в южном полушарии наблюдаются кратковременные аккумуляции, предположительно СОг, в течение лета. На рис. 1.19 показано ~40 см отложений на севере в конце лета (Ls~540°, 85° СШ), и 30 — 50 см на юге в конце каждого из 2-х годов набшодений (Ls —250°, и Ls =520°- 540° 65 ЮШ). В северном полушарии аккумуляция летнего снега наблюдалась только в остаточной шапке, в то время как в южной - и за её пределами. Построение цикла СО2 показывает, что СОг переходит из газообразного состояния в твердое, когда температура опускается ниже температуры конденсации СОг- Эта температура регулируется инсоляцией, альбедо и динамикой атмосферы. Внесезонная аккумуляция является неожиданной и может возникать под воздействием таких процессов, как возникновение тени от поверхности региональной топографии, ветровое перераспределение приповерхностного холода или кратковременные локальные бури, более мощные, чем прогнозировалось исходя из динамики атмосферы. Модели GCM, воспроизводящие цикл изменения СО2, не учитывают мощность поверхностных