הרי געש במערכת השמש חלק א'

נכתב ע"י עמי אור

בגלל אורכו של המאמר חילקתי אותו לשלושה חלקים

 מערכת השמש החלה את דרכה כערפילית - ענן בין-כוכבי המורכב מגזים ומחלקיקים אחרים, בגודל של כמה מאות שנות אור (המרחק אותו עובר אור הנע במהירות של 300,000 קילומטר בשנייה, במשך שנה אחת – כ 9 טריליון קילומטרים). שבר העננה ממנו נוצרה השמש, היה בעל רדיוס של כ - 7,000  עד 20,000 יחידות אסטרונומיות (יחידה אסטרונומית מוגדרת כמרחק הממוצע בין כדור הארץ לשמש שהוא כ – 150 מיליון קילומטר). הרכב הערפילית היה דומה למדי להרכב החומר שנוצר במפץ הגדול: כ – 98% מימן והליום וכ – 2% יסודות כבדים. השמש היא כוכב מדור שלישי כך שהמרכיבים המתכתיים בה ובערפילית ממנה נוצרה, מקורם בהתפוצצויות סופרנובה של דורות כוכבים קודמים. (סופרנובה היא שלב הסיום במחזור החיים של כוכב כבד בעל מסה של פי 8-10 מסות שמש לפחות. כאשר אוזל הדלק הגרעיני בכוכב (כלומר, כלים היסודות שיכולים להתמזג בהיתוך גרעיני ליסודות כבדים יותר תוך שחרור אנרגיה), אין כוח שיתנגד למשיכת הכבידה העצמית שלו, וליבת הכוכב קורסת לתוך עצמה. הסופרנובה נוצרת מכך שכל השכבות החיצוניות של בכוכב נופלות במהירות אדירה על הליבה ומותזות ממנה בגל הלם שהאנרגיה שלו כמו עוצמתה של קרינת גלקסיה שלמה. מה שנותר בליבה הוא או כוכב ניטרונים או חור שחור). מבנה הערפילית בחלל נשמר הודות לשיווי משקל הידרוסטטי, כלומר איזון בין שני כוחות מנוגדים הפועלים בתוכה: הנטייה של הגז להתפשט ולהתפזר במרחב, מול כוחות הכבידה בין החלקיקים שמושכים אותם זה לזה. כשמשהו שיבש את האיזון העדין הזה – כנראה גל הלם שהגיע מסוּפֶּרנוֹבָה סמוכה, כוחות המשיכה גברו על הלחץ, והחלקיקים המרכיבים את הערפילית נמשכו אל עבר מרכז הכובד שלה, בתהליך המכונה קריסה כבידתית.

 רוב החומר שממנו הורכבה הערפילית הקורסת נאסף במרכזה ויצר בסופו של דבר את השמש שהיוותה כ - 99.8% ממסת הערפילית. מתוך החומר הנותר, התפתחו בהמשך כוכבי הלכת.

 על פי התיאוריה הרווחת לגבי היווצרות מערכת השמש שלנו, כוחות משיכה מקומיים שפעלו בין חלקיקי הערפילית השמשית, לצד הירידה ההדרגתית בטמפרטורה שלהם, גרמו להם להתאגד לגופים קטנים רבים, שהוסיפו להתנגש זה בזה ולהתאחד. הגופים האלה, שנקראים פלנטסימלים, גדלו בהיקפם במהלך מיליוני השנים הראשונות של מערכת השמש בקצב של כמה סנטימטרים בשנה.

ההרכב של קדם-כוכבי הלכת הללו לא היה אחיד. רוח השמש (פלסמה הנורית מתוך השמש בתהליך הבערה שלה. מהירות החלקיקים המרכיבים את רוח השמש – כמה עשרות או מאות קילומטרים לשנייה) החזקה המורגשת בחלקים הפנימיים של מערכת השמש, לא הניחה לגזים נדיפים כמו מימן ואדי מים, להתעבות ולהתמזג עם כוכבי הלכת הצעירים. לפיכך, הפלנטסימלים שהתפתחו סמוך לשמש כללו רק חומרים כבדים כמו מתכות וחלקיקי אבק. אלה הוסיפו להתאחד זה עם זה, עד שהפכו בסופו של דבר לארבעת כוכבי הלכת הסלעיים הקיימים כיום: חמה (מרקורי), נוגה (וונוס), כדור הארץ ומאדים.

בחלקים החיצוניים יותר של המערכת, הגזים הנדיפים יכלו להתעבות ואף לקפוא, וכך נוצרו מהם ארבעת כוכבי הלכת הגזיים (ענקי הגז) של מערכת השמש שלנו: צדק, שבתאי, אורנוס, ונפטון.

בין שתי הקבוצות הללו של כוכבי הלכת, במרווח שבין מאדים לצדק, התפתחה חגורה צפופה יחסית של אסטרואידים. כוחות המשיכה שהפעיל צדק – כוכב הלכת הגדול ביותר במערכת השמש – על המרחב הזה, לא הניחו לחומר המוצק שבו להתאחד לכוכב לכת נוסף. כך הוא שמר במידה רבה על התכונות שהיו לו בראשית ימיה של מערכת השמש.

לארבעת כוכבי הלכת הפנימיים נוצרו ליבות של ברזל וניקל כאשר לוונוס, ארץ ומאדים יש פעילות של מגמה ויצירת הרי געש. בארץ מקור חלק מהרי הגעש הוא בתזוזת לוחות טקטוניים, מה שכנראה לא קיים בשאר כוכבי הלכת.

 הרי געש בכדור הארץ שכיחים. כדור הארץ הוא כוכב לכת וולקני מאוד, ובעוד שבעולם הבית שלנו יש כמה הרי געש מרשימים באמת, הוא אינו העולם הפעיל ביותר מבחינה וולקנית במערכת השמש.

במערכת  השמש קיימים לא רק הרי געש הפולטים לבה. למרבית ההפתעה יש סוגים רבים ותופעות רבות בתחום זה.

 מאדים - אולימפוס מונס

 מאדים הוא כוכב הלכת הרביעי במערכת השמש. מסלולו הוא השני הקרוב ביותר למסלול כדור הארץ (אחרי נוגה) והוא כוכב הלכת השני הכי קטן, גדול רק מכוכב-חמה. צבע פניו של מאדים אדמדם בשל ריבוי תחמוצות ברזל בקרקעו, ומכאן שמו העברי והכינוי "כוכב הלכת האדום".

קוטרו של מאדים 6,721 ק"מ (כחצי מקוטר כדור הארץ). הוא משלים סיבוב אחד סביב צירו אחת ל ־ 24 שעות ו־37 דקות, והקפה אחת סביב השמש כל כ -687 יום. פני מאדים מלאים במכתשים ומרבית הקרח בקטבים הוא קרח יבש הנוצר מקפיאת פחמן דו חמצני. חוקרים מעריכים כי ייתכן גם שיורד על הכוכב שלג.

 אולימפוס מונְס (בלטינית: (Olympus Mons הוא הר געש בכוכב הלכת מאדים, והוא ההר הגבוה ביותר הידוע במערכת השמש.

 החלק המרכזי של ההר ניצב בגובה של 21 ק"מ! מעל גובה פני השטח הממוצע של מאדים (בערך פי שלושה מגובה הר האוורסט מעל לפני הים, ופי שניים מגובה ההר מאונה קיאה שבהוואי מעל בסיסו שבעומק הים) רוחבו של ההר הוא 550 ק"מ, ובקרבתו צוקים תלולים נוספים.

 אולימפוס מונס הוא הר געש כבוי, ויש לו לוע באורך 85 קילומטר, ברוחב 60 קילומטר ובעומק של  כ - 3 קילומטר. בתוך הלוע ישנם שישה בורות מכתשים חופפים. הצד החיצוני של הלוע מתוחם במדרון בגובה של עד 6 קילומטרים, תופעה ייחודית בקרב חיפויי הרי הגעש במאדים.

גודלו של אולימפוס מונס כה עצום (בערך כגודלה של מדינת מיזורי) עד שאדם שעומד על פני השטח של מאדים לא יוכל לראות את הפרופיל של ההר גם ממרחק רב, מכיוון שעקמומיות כוכב הלכת תסכל צפייה בפרטים אלה. הדרך היחידה לצפות בהר היטב היא בצפייה מחוץ למאדים. באופן דומה, אם מישהו יעמוד על הנקודה הגבוהה ביותר בפסגת ההר, שיפוע הר הגעש יימשך עד האופק.

 למה ההר כל כך גדול? חוקרים מאמינים כי זרמי ההתפרצות במאדים היו חזקים  בהרבה מאלה שכאן על פני כדור הארץ.

סיבה נוספת היא שקליפת המאדים אינה מתנהגת כמו קרום כדור הארץ. במקום שהקרום יעבור על נקודה חמה סטטית, הוא נשאר נייח, ולכן הלבה ממשיכה להצטבר מתחת לפני השטח עד לפריצת צינורות הזנה ענקיים ויצירת הר בגודל של אולימפוס מונס.

למרות שאולימפוס מונס נחשב להר געש כבוי מאות שנים, מחקרים חדשים מצביעים על כך שהוא עשוי להיות רדום, כלומר הר הגעש הגדול ביותר של מערכת השמש עלול להתפרץ יום אחד בעתיד.

בספר השיאים של גינס סווג אולימפוס מונס כהר הגדול ביותר במערכת השמש.

עובדה מוזרה נוספת היא כי מעל הרי הגעש במאדים, מופיעים מדי פעם עננים. מכיוון שהאטמוספירה דלילה , מפתיע שעננים אלו אינם מתפזרים ונשארים בסטרטוספרה זמן רב למרות סערות בעוצמה רבה באטמוספירה של הכוכב.

ניתן להניח כי הרי הגעש הכבויים כביכול, יתכן ועדיין פעילים ויוצרים פליטה של חומרים כל שהם. נושא זה ייחקר כנראה במשלחות לא מאוישות עתידיות לכוכב.

מאדים - מישור תרסיס

 הרי ת'רסיס או הרי תרשיש (באנגלית: Tharsis Montes) הם שלושה הרי געש גדולים באזור ת'רסיס של כוכב הלכת מאדים. מצפון-מזרח לדרום-מערב, שמם של הרי געש הוא: אסכראוס מונס, פאבוניס מונס וארסיה מונס.

שלושת הרי ת'רסיס מרוחקים אחד מהשני מרחק של כ - 700 קילומטרים מפסגה לפסגה. בהמשך הציר (מצפון מזרח) יש עוד כמה הרי געש קטנים יותר, דבר המעיד על מבנה גאולוגי המסביר את היווצרות הרי הגעש על קו זה.

שלושת הרי הגעש עצומים ביחס להרי געש הנמצאים על כדור הארץ,  החל בקוטר של 366.53 קילומטרים (פאבוניס מונס) ,ועד ל - 434.5 קילומטרים (ארסיה מונס). ארכאוס מונס הוא ההר הגבוה ביותר מהשלושה, ופסגתו מגיעה ליותר מ - 18 קילומטרים מעל קו הקרקע של מאדים, או 15 קילומטרים מבסיסו ועד לפסגה שלו. לשם השוואה, הקוטר של הר הגעש הגדול ביותר על פני כדור הארץ, מאונה לואה שבהוואי,  הוא 120 קילומטרים וגובהו הוא רק 9 קילומטרים מעל רצפת האוקיינוס.

הרי ת'רסיס נמצאים ליד קו המשווה של מאדים, לאורך רמה געשית שנקראת אזור ת'רסיס (Tharsis region) או בליטת ת'רסיס (Tharsis bulge). אורכו של אזור ת'רסיס הוא אלפי קילומטרים וגובהו הממוצע הוא כמעט 10 קילומטרים מעל הגובה הממוצע של פני מאדים. אולימפוס מונס,  ההר הגבוה ביותר הידוע במערכת השמש, ממוקם כ - 1,200 קילומטרים צפונית מערבית להרי ת'רסיס, בקצה של אזור ת'רסיס

 בסך הכל, רוחב אזור זה כ - 4000 ק”מ, למעשה, ישנם 12 הרי געש באזור זה.

ארסיה מונס אומנם אינו הר הגעש הגדול בעולם, אך יש לו את הקלדרה הגדולה בקוטר של כ - 120 קילומטר.

דבר נוסף המפריד בין הרי הגעש במאדים לבין אלה שכאן על כדור הארץ, הוא גודלם העצום. הרי געש על מאדים הם מאסיביים לחלוטין, רובם גדולים פי 10 עד 100 מכל הר געש על כדור הארץ.

 מאדים - אולבור תולוס

 אולבור תולוס הוא הר געש כבוי הנמצא במישור אליסיום על פני כוכב הלכת מאדים.

ההר מצוי בסמך להרי הגעש אליזיום מונס והקאטס תולוס.

גובהו של ההר 4.5 קילומטרים מעל פני המאדים, וקוטרו 158.38 קילומטרים. בראש ההר מצויה קלדרה שקוטרה 30 קילומטרים ועומקה 3 קילומטרים (הקלדרה, לשם השוואה, גדולה מהר הגעש אטנה שבאיטליה).

 וונוס  - מאט מונס

וונוס מצוי בקרבה גדולה יותר לשמש מכדור הארץ. למרות שגודלו ומסתו דומים לכדור הארץ שלנו, התנאים על פני השטח של וונוס יכולים להיחשב כגיהינום. האטמוספירה של וונוס מורכבת ברובה מדו תחמוצת הפחמן – היוצרת אפקט חממה הכולא את קרינת השמש על פני השטח. כתוצאה הטמפרטורות על פני השטח הם מעל 400 מעלות צלסיוס – מספיק כדי להתיך עופרת. אם לא די בכך, הלחץ האטמוספרי גדול פי 90 מהלחץ על כדור הארץ.

 מאט מונס על ונוס, על שם אלת האמת והצדק המצרית, הוא הר געש המתנשא לגובה 8 קילומטר מעל פני השטח הפלנטריים הממוצעים וכמעט 5 ק”מ מעל פני השטח באזור בו הוא ממוקם.

 מאט מונס נסקר באמצעות מכ”ם. נתוני מכ”ם אלה שימשו ליצירת מפה תלת ממדית מדהימה של הר הגעש והשטח שמסביב.

 בראש הר הגעש, אגן הפסגה הוא בגודל של כ - 28 על 31 קילומטרים, ובאזור זה ישנם לפחות חמישה מכתשי קריסה נוספים, כל אחד מהם בקוטר של כ - 10 ק”מ. זרמי מגמה נוזלית יורדים מהר הגעש, ולאחרונה התגלו עדויות לגעש פעיל סביב מאט מונס כאשר אפר חדש זרם ליד הפסגה והאגף הצפוני.

 וונוס  - כיפות פנקייק

 כיפת פנקייק הוא סוג יוצא דופן של כיפת לבה נמצא על הפלנטה וֵנוּס. כיפות דומות, מפוזרות גם על פני כדור הארץ ולעיתים קרובות יוצרים קבוצות או אשכולות. הכיפות בנוגה נמצאות בדרך כלל באזורים גדולים של שטח מעוות מאוד, כתוצאה כנראה ממעוותים גיאולוגים, הנחשבים ייחודיים לנוגה. כיפות פנקייק בנוגה, גדולות פי 10 עד 100 מכיפות וולקניות שנוצרו על פני כדור הארץ.

כיפות הפנקייק בעלות פרופיל רחב ושטוח הדומה להר געש מגן ונוצרות מהתפרצות של לבה מאוד סמיכה, ולכן ההתפרצות איטית. בד"כ הלבה המתפרצת עשירה בסיליקה ולכן היא צמיגה מאד. בדרך כלל יש לכיפות צורה מאפיינת דמוית בור או קערה בדומה לקלדרה גדולה, אך חושבים שבורות אלה נוצרו לאחר ההתפרצות כשהלבה התקררה ופלטה את תכולת הגז בתוכה. משטח כיפות הפנקייק מכוסה בסדקים ושברים.

 ונוס הוא כוכב הלכת הפעיל ביותר וולקנית במערכת השמש, אך פעילות וולקנית זו שונה לחלוטין מהפעילות בארץ. לנוגה כנראה, אין טקטוניקת לוחות.

בנגוד להתפרצויות געשיות על כדור הארץ שיוצרות הרים, בוונוס ההתפרצות דומה יותר לנביעה שמבעבעת לפני השטח ויוצרת את התצורות המוזרות שהוזכרו.