ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, 2018, том 19, № 3, с.5-22. https://doi.org/10.21455/gr2018.3-1

УДК 523.42:551

Аннотация  Литература  Полный текст

ОЦЕНКИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ НЕДР ПОД ЛОКАЛЬНЫМИ ТОПОГРАФИЧЕСКИМИ СТРУКТУРАМИ МАРСА

© 2018 г. А.В. Батов(1,2), Т.В. Гудкова(2), В.Н. Жарков(2)

(1) Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, г. Москва, Россия

(2) Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия

Показано, что для расчета распределения напряжений в недрах Марса целесообразно использование данных гравитационного поля в виде коэффициентов разложения по полиномам Лежандра до 90-й степени и порядка (модели MRO120D, GMM-3).

Проведен сравнительный анализ полей напряжений, полученных для названных моделей. Рассчитаны картины напряжений под рядом топографических структур Марса, которые могут представлять интерес для выявления зон возможных очагов марсотрясений.

Ключевые слова: гравитационное поле, топография, напряжения растяжения–сжатия, напряжения сдвига, Марс.

Литература

Гудкова Т.В., Батов А.В., Жарков В.Н. Модельные оценки негидростатических напряжений в коре и мантии Марса: 1. Двухуровневая модель // Астрон. вестн. 2017. Т. 51, № 6. С.490–511.

Жарков В.Н., Гудкова Т.В. О модельной структуре гравитационного поля Марса // Астрон. вестн. 2016. Т. 50, № 4. С.252–267.

Жарков В.Н., Марченков К.И. О корреляции касательных напряжениях в литосфере Венеры с поверхностными структурами // Астрон. вестн. 1987. Т. 21, № 2. С.170–175.

Жарков В.Н., Гудкова Т.В., Батов А.В. Об оценке диссипативного фактора недр Марса // Астрон. вестн.  2017. Т. 51, № 6. С.512–523. 

Жарков В.Н., Кошляков Е.М., Марченков К.И. Состав, строение и гравитационное поле Марса // Астрон. вестн. 1991. Т. 25, № 5. С.515–547.

Жарков В.Н., Марченков К.И., Любимов В.М. О длинноволновых касательных напряжениях в литосфере и мантии Венеры // Астрон. вестн. 1986. Т. 20, № 3. С.202–211.

Кошляков Е.М., Жарков В.Н. О гравитационном поле Марса // Астрон. вестн. 1993. Т. 27, № 2. С.12–21.

Марченков К.И., Жарков В.Н.  О рельефе границы кора–мантия и напряжениях растяжения–сжатия в коре Венеры // Письма в астрон. журн. 1989. Т. 15, № 2. С.182–190.

Марченков К.И., Любимов В.М., Жарков В.Н. Расчет нагрузочных коэффициентов для заглубленных аномалий плотности // Докл. АН СССР. 1984. Т. 15, № 2. С.583–586.

Ребецкий Ю.Л. Тектонические напряжения и прочность природных массивов. М.: ИКЦ Академкнига, 2007. 406 с.

Чуйкова Н.А., Насонова Л.П., Максимова Т.Г. Аномалии плотности, напряжений и гравитационного поля внутри Марса // ВМУ. Серия 3. Физика. Астрономия. 2012. Т. 2. С.70–77.

Чуйкова Н.А., Насонова Л.П., Максимова Т.Г. Аномалии плотности, напряжений и гравитационного поля внутри Земли и Марса и возможные геодинамические следствия: сравнительный анализ // Физика Земли. 2014. Т. 50. № 3. С.127–143.

Audet P. Toward mapping the effective elastic thickness of planetary lithosphères from a spherical wavelet analysis of gravity and topography // PEPI. 2014. V. 226. P.48–82.

Banerdt W.B., Phillips R.J., Sleep N.H., Saunders R.S. Thick shell tectonics ob one plate planets: application to Mars // JGR. 1982. V. 87, B12. P.9723–9734.

Banerdt W.B., Smrekar S., Lognonné P., Spohn T., Asmar S.W., Banfield D., Boschi L., Christensen U., Dehant V., Folkner W., Giardini D., Goetze W., Golombek M., Grott M., Hudson T. , Johnson C., Kargl G., Kobayashi N., Maki J., Mimoun D., Mocquet A., Morgan P., Panning M., Pike W.T., Tromp J., van Zoest T., Weber R., Wieczorek M.A., Garcia R., Hurst K. InSight: a discovery mission to explore the interior of Mars // Lunar and Planetary Science Conference. 2013. V. 44. P.1915.

Belleguic V., Lognonné P., Wiezorek M. Constraints on the Martian lithosphere from gravity and topography data // J. Geophys. Res. 2005. V. 110. E11005. doi: 10.1029/2005JE002437

Beuthe M., Le Maistre S., Rosenblatt P., Pätzold M., Dehant V. Density and lithospheric thickness of the Tharsis Province from MEX MaRS and MRO gravity data // J. Geophys. Res. 2012. V. 117. P.1–32.

Genova A., Goossens S., Lemoine F.G., Mazarico E., Neumann G.A., Smith D.E., Zuber M.T. Seasonal and static gravity field of Mars from MGS, Mars Odyssey and MRO radio science // Icarus. 2016. V. 272. P.228–245.

Grott M., Wieczorek M.A. Density and lithospheric structure at Tyrrhena Patera, Mars, from gravity and topography data // Icarus. 2012. V. 211. P.43–52.

Konopliv A.S., Asmar S.W., Folkner W.M., Karatekin Ö., Nunes D.C., Smrekar S.E., Yoder C.F., Zuber M.T. Mars high resolution gravity fields from MRO, Mars seasonal gravity, and other dynamical parameters // Icarus. 2011. V. 211. P.401–428.

Konopliv A.S., Park R.S., Folkner W.M. An improved JPL Mars gravity field and orientation from Mars orbiter and lander tracking data // Icarus. 2016. V. 274. P.253–260.

Manukin A.B., Kalinnikov I.I., Kalyuzhny A.V., Andreev O.N. High-sensitivity three-axis seismic accelerometer for measurements at the spacecraft and the planets of the solar system. Abstract  Solar System Study Symposium 7ms3, Institute of Space Research, Moscow. 2016.

Panning M.P., Lognonne Ph., Banerdt W.B., Garsia R., Golombek M., Kedar S., Knapmeyer-Endrun B., Mocquet A., Teanby N.A., Tromp J., Weber R., Beucler E., Blanchette-Guertin J.-F., Drilleau M., Gudkova T., Hempel S., Khan A., Lekic V., Plesa A.-C., Rivoldini A., Schmerr N., Ruan Y., Verhoeven O., Gao C., Christensen U., Clinton J., Dehant V., Giardini D., Mimoun D., Pike W.T., Smrekar S., Wieczirek M., Knapmeyer M., Wookey J. Planned products of the Mars structure service for the InSight mission to Mars, Space Science Rev. 2017. DOI: 10.1007/s11214-016-0317-5

Pauer M., Breuer D. Constraints on the maximum crustal density from gravity–topography modeling: Applications to the southern highlands of Mars // EPSL. 2008. V. 276. P.253–261.

Phillips R.J., Lambeck K. Gravity fields of the terrestrial planets: Long-wavelength anomalies and tectonics // Rev. Geophys. Space Phys. 1980. V. 18. P.27–76.

Sjogren W.L., Wimberley R.M. Mars: Hellas planitia gravity analysis // Icarus. 1981. V. 45. P.331–338.

Smith D.E., Zuber M.T., Frey H.V., Garvin J.B., Head J.W., Muhleman D.O., Pettengill G.H., Phillips R.J., Solomon S.C., Zwally H.J., Banerdt W.B., Duxbury T.C., Golombek M.P., Lemoine F.G., Neumann G.A., Rowlands D.D., Aharonson O., Ford P.G., Ivanov A.B., Johnson C.L., McGavern P.J., Abshire J.B., Afzal R.S., Sun X.  Mars orbiter laser altimeter: experimental Summary after the first year of global mapping of Mars // J. Geophys. Res.: Planets. 2001. V. 106, N 10. P.23689–23722.

Tenzer R., Eshagh M., Jin S.  Martian sub-crustal stress from gravity and topographic models // Earth Planet. Sci. Lett. 2015. V. 425. P.E01009.

Wieczorek M.A. Gravity and Topography of the Terrestrial Planets // Treatise on Geophysics, 2nd ed., 2015. V. 10. P.153–193.

Wieczorek M.A., Zuber M.T. The thickness of the martian crust: improved constraints from geoid-to-topography ratios // J. Geophys. Res. 2004. V. 109 (E1). P.153–193.

Zharkov V.N., Gudkova T.V., Molodensky S.M. On models of Mars’ interior and amplitudes of forced nutations. 1. The effects of deviation of Mars from its equilibrium state on the flattening of the core-mantle boundary // PEPI. 2009. V. 172. P.324–334.