Особенности строения луны

>Изучение внутреннего строения Луны

Как узнать внутреннее строение другой планеты?

Мы уже выяснили, что простейшим способом узнать, что внутри у планеты, является её «прозвон» с помощью сейсмических волн. Однако, если вызвать рукотворные сейсмические колебания на Земле, а затем их измерить — проще простого, благо, наша планета всегда у нас «под ногами», то как поступить при изучении далеких планет или их спутников, той же нашей Луны?

Как можно догадаться — здесь дела обстоят не лучшим образом, в самом деле, нельзя же просто «бомбить» планеты, а затем регистрировать скорость распространения сейсмоволн. Хотя бы по той причине, что для регистрации этих самых сейсмоволнволн нужны сейсмографы, которые также нужно доставить на поверхность планеты, что не всегда можно сделать быстро и без проблемно.

Как узнать что у Луны внутри? Уронить на неё часть ракеты Сатурн-5 и послушать, что произойдет!

В отношении Луны, расположенной в относительной близости от Земли, нам несказанно повезло. Даже «бомбу» везти не пришлось — в качестве неё были использованы отработанные системы космических носителей. Американские исследователи для этой цели применяли лун­ный модуль или третью ступень ракеты носителя «Сатурн-5», падение которых строго регулировалось.

Лунный модуль сбра­сывался на поверхность Луны с высоты около 100 км в определенном пункте с учетом положения заранее установ­ленного сейсмографа. Изучение лунных сейсмограмм показа­ло, что это небесное тело так же, как и Земля, состоит из нескольких оболочек.

Внутреннее строение Луны

Литосфера Луны (внешняя сфера Луны)

Спутник Земли — Луна также имеет сходное с ней строе­ние. Изучение ее глубин с помощью лунотрясений и при из­мерении физических полей показало, что она в целом одно­роднее Земли.

Особенностью глубинной структуры Луны является ее разделение примерно пополам на «жесткую» хо­лодную внешнюю сферу и «пластичную» разогретую внутрен­нюю область, залегающую на глубинах 800—1000 км. Меж­ду внешней и внутренней оболочками выделяется переход­ная зона. Внешняя оболочка по аналогии с Землей названа литосферой.

Внутреннее строение Луны принципиально почти не отличается от земного.

Литосфера Луны очень жестка и до такой сте­пени добротна, что вызванные в ней сейсмические сигналы фиксируются длительное время. Скачок в скорости прохож­дения сейсмических волн устанавливается на разделе коры Луны и ее мантии и объясняется изменением состава горных пород.

Мощность коры варьирует в широких пределах от 150 км на ее обратной стороне до 40 км на полюсах. В Море Дождей расчетная мощность составляет 60 км.

Мантия Луны (внутренняя сфера Луны)

В отличие от Земли, где скорость сейсмических волн в целом растет с глубиной, на Луне рост скоростей отмечает­ся лишь в пределах коры. В мантии Луны скорость сейсми­ческих волн не увеличивается.

В переходной зоне, располо­женной глубже 500—600 км, резко изменяются физические свойства пород и уменьшается энергия сейсмических волн. Здесь размещаются очаги приливных лунотрясений.

Внутрен­няя сфера Луны характеризуется резким ослаблением ам­плитуды поперечных сейсмических волн. Тем, что попереч­ные волны в ней не проходят, она напоминает ядро Земли и находится, вероятно, в жидком состоянии. Однако на Луне она названа астеносферой, потому что давление здесь такое же, как в астеносфере Земли на глубинах 100—150 км.

Асте­носфера Земли по толщине составляет 1/30—1/60 ее ради­уса, а астеносфера Луны в 10 раз мощнее и составляет половину лунного радиуса.

В центре Луны располагается железо-сульфидное расплавленное ядро радиусом 200—400 км.

Источник: компиляция из интернет-источников, в том числе по книге «Геологи изучают планеты», Недра, 1984 г., Я.Г. Кац, В.В. Козлов, Н.В. Макарова, Е.Д. Сулиди-Кондратьев

Список источников литературы

Все о космосе

Геология (строение) Луны

Пепельный ландшафт простирается на сколько хватает глаз. Пустынная равнина окру­жена холмами со сглаженными очертаниями. Полузасыпанные глыбы беспорядочно наг­ромождены вокруг. Грунт мягкий, следы на нем остаются, как на мокром песке. Этот ландшафт, ограниченный аномально близким из-за малого радиуса планеты горизонтом, не да­ет никаких ориентиров для оценки расстояния. Полное отсутствие атмосферы создает иллю­зию необычайной близости предметов.

Бархатно-черное небо сияет миллиардами немерцающих, ярких звезд. Солнце в дневное время соседствует с ними. Оно выглядит как четко очерченный слепящий бело-желтый круг без при­вычных лучиков. Тени от неровностей рельефа здесь очень глубоки и черны, поскольку нет рас­сеянного света.

И совсем непривычно и фантастично выглядит большой незаходящий голубой шар, хрупкий и прекрасный — живая планета, украшающая небосклон этого абсолютно мертвого мира.

Луна — тринадцатое по величине тело Солнечной системы — вращается вокруг Земли по слабо вытя­нутой эллиптической орбите, удаляясь от нее на макси­мальное расстояние в апогее на 405 тыс. км и приближаясь в перигее до 363 тыс. км. Средний диаметр Луны около 3486 км, что приблизительно в 3,6 раза меньше диаметра нашей планеты, а масса составляет 1/81 от ее массы. Луну отличает невысокая, по сравнению с планетами земной группы, плотность — 3,34 г/см3 (для сравнения, плотность Земли — 5,52г/см3). Период обращения Луны вокруг своей оси строго соответствует периоду обращения вокруг Земли (27 суток и 8 часов), и поэтому она повернута к нам всегда одной стороной. Только часть противоположной стороны (18%) бывает видна из-за либрации Луны. Ось ее враще­ния наклонена на 5,1° к плоскости орбиты. Сила тяжести на поверхности Луны в 6 раз слабее, чем на Земле. Темпе­ратура здесь колеблется от -160° С в лунную полночь до + 120° С в лунный полдень. Такие резкие перепады приво­дят к быстрому разрушению лунных пород. Эти процессы объясняют очень пологие, сглаженные формы лунного ре­льефа.

Не только Земля оказывает гравитационное влияние на Луну, но и Луна заметно воздействует своим гравитационным полем на Землю. Деформа­ции земной коры вместе с перемеще­ниями масс воды во время приливов и отливов вызывают внутреннее тре­ние, тормозящее вращение нашей планеты. Замедление вращения Зем­ли доказано изучением линий роста палеозойских кораллов. Согласно этим данным, в начале палеозойской эры (540 млн. лет назад), земные сут­ки равнялись 22 часам, а это значит, что миллиарды лет назад, в самый ранний период истории Земли, они могли составлять всего 4 часа. Сейчас вращение Земли продолжает замед­ляться, и Луна удаляется от нее со скоростью 3 см в год. В палеозойскую эру, когда животные выбрались на су­шу, они могли видеть Луну ближе, чем видим ее мы, и гораздо больших размеров. Расчеты показывают, что примерно через 5 млрд. лет вращение Земли затормозится настолько, что она будет совершать за год всего 9 обо­ротов вокруг своей оси; к тому момен­ту и удалившаяся Луна будет обхо­дить Землю 9 раз за год. С этого вре­мени и уже навсегда с Луны будет видна только одна половина земного шара. Однако ученые предполагают, что через 4,5 млрд. лет наше Солнце, скинув оболочку, превратится в бе­лый карлик, и это катастрофически скажется на судьбе планетной пары Земля-Луна.

Эволюция и формы рельефа Луны

Характер поверхности Луны и сос­тав ее верхних оболочек формировался в течение долгой истории. Около 4,6 млрд. лет назад в окрестностях молодо­го Солнца происходили важные собы­тия — заканчивался процесс рождения планет и их спутников. Луна, как и Земля, представляла собой пылающий шар расплавленных горных пород, в который сыпался град метеоритов. В это время на Луне извергались вулканы и совершались катастрофические планетотрясения. Со временем внешняя расплавленная оболочка Луны, осты­вая, затвердевала. Период магматичес­кой «бурной молодости» Луны длился не более 0,5 млрд. лет. Это была эпоха формирования.

В ходе остывания внешней корки Луны и бомбардировки ее метеоритами 4,4 — 4,1 млрд. лет назад образовался типичный лунный кратерный рельеф. Этот период, длившийся примерно 0,5 млрд. лет, называют эпохой бомбарди­ровки. По мере «вычерпывания» кос­мического «сора» из околоземного спутникового роя, частота падения обломков на Луну уменьшалась. Но имен­но напоследок (4,1-3,9 млрд. лет назад) произошли катаклизмы, приведшие к образованию на поверхности гигант­ских впадин, которые называют «боль­шими ударными бассейнами» или «лунными морями».

Заключительной стадией активной внутренней жизни Луны явился гло­бальный базальтовый вулканизм. Кора на видимом полушарии, возможно, из-за приливного действия Земли, вдвое тоньше (60 км), чем на обратной сторо­не. Поэтому извержение лав легче про­ходило на видимой стороне. Базальты, поднимаясь из лунных недр, заполни­ли «большие ударные бассейны», обра­зовав гигантские равнины, покрытые застывшей лавой. Это время называют эпохой лавовых морей. Установлено, что возраст лунных базальтов состав­ляет 4-3 млрд. лет, т.е. активная текто­ническая жизнь планеты закончилась 3 млрд. лет назад.

С тех пор на Луне воцарилось отно­сительное спокойствие. Но падаю­щие метеоры, температурное вывет­ривание, солнечное и космическое излучения продолжают разрушать ее поверхность. В результате Луна вся покрылась слоем пылеватых частиц, толщиной до 10 м. Это самый дли­тельный период геологической исто­рии Луны, продолжающийся и сегод­ня. Он условно назван эпохой лунной пыли.

Еще на заре изучения Луны были приняты термины для обозначения различных областей на ее поверхнос­ти. Это лунные «моря» и лунные «кон­тиненты» или «материки». Материки (83% площади лунного шара) сложе­ны светлыми породами типа анортози­тов, они отличаются наличием значи­тельных неровностей и множеством кратеров. Моря — относительно ров­ные области, более темные из-за пок­рывающих их застывших потоков ба­зальтов, с меньшим количеством кра­теров.

На лунной поверхности встречаются кратеры диаметром от сотен километ­ров до миллиметров. Возраст боль­шинства крупных кратеров оценивает­ся в 1-3 млрд. лет. Они, как правило, ударного происхождения. У самых мо­лодых кратеров, например, Тихо, Ко­перник, поперечником в десятки кило­метров, при отвесно падающих лучах Солнца (в полнолуние) можно видеть радиально расходящиеся светлые по­лосы, простирающиеся на сотни, а иногда и тысячи километров. Полосы сложены светлыми обломками анорто­зитов (материковых пород), разлетев­шимися во все стороны при ударах ме­теоритов. Некоторые кратеры имеют вулканическое происхождение (кратер Варгентин, до краев заполненный ла­вой). Кроме ударных и вулканических структур, на Луне имеются трещины и разломы, хорошо различимые на фо­тографиях. Это, например, знаменитая Прямая стена в Море Облаков — 240-метровый уступ, протянувшийся на 125 км. Концентрация разломов отме­чается в зонах сочленения континен­тов и морей.

В середине XVII в. польский астро­ном Ян Гевелий предложил называть горы на Луне теми же именами, что и на Земле. Вокруг Моря Дождей распо­ложены Альпы, Кавказ, Апеннины, Карпаты. Море Нектара окружают Ал­тай и Пиренеи. Наиболее внушитель­ная горная цепь — Апеннины, длиной почти 600 км (максимальная высота 5638м). Самые высокие — Горы Лей­бница — лежат в районе южного полю­са. Высота их отдельных пиков, по пос­ледним данным, несколько превышает 9000 м.

Из чего состоит Луна

Вопрос об элементном, минерало­гическом и петрографическом составе лунной поверхности волновал ученых с тех пор, как они начали наблюдать и изучать это небесное тело. Но дать точный ответ на него удалось только при детальном исследовании образ­цов лунных пород и грунта, достав­ленных американскими и советскими космическими аппаратами. Сейчас для исследований имеется 385 кг ве­щества из разных областей видимой стороны Луны. Часть его была тща­тельно изучена всеми возможными способами в лабораторных условиях. А остаток, запакованный в гермети­ческие контейнеры, хранится в ожи­дании более совершенных методов исследования.

Основные химические элементы, обнаруженные в лунных породах — это кислород, кремний, железо, ти­тан, магний, кальций и алюминий. В лунных базальтах найдены благород­ные металлы — серебро и золото, но их содержание значительно меньше, чем в земных. В целом, лунная мине­ралогия оказалась довольно бедной.

На Земле существует несколько ты­сяч минералов, а на Луне их пока отк­рыто не более сотни. Впрочем, это легко объяснить: на Луне нет жидкой воды и атмосферы, поэтому условия формирования минералов менее раз­нообразны.

В лунном грунте не найдено окаменелостей или остатков органики. В нем отсутствуют даже небиологические ор­ганические соединения.

Какими же породами представлена лунная поверхность? Их делят на нес­колько типов.

Базальты — вулканические тяже­лые, темные, микрозернистые, плот­ные или пористые породы, образован­ные при застывании лавы.

Вулканические стекла — мелкие оранжевые и изумрудно-зеленые шарики, придающие цветовые от­тенки лунному грунту.

Анортозиты — относительно легкие светлые крис­таллические породы, похожие на земные, которые формируют лунные материки. Именно из-за них мате­риковые области Луны выглядят более светлыми, чем морские.

Брекчии — сложные породы, формирующиеся из всех других типов лунных пород и грунта при паде­нии метеоритов. Обломки пород цементируются стекловидной массой, выплавившейся при ударе из лунных пород и вещества метеорита.

Лунный грунт или реголит — пылевато-песчаный порошок со специфичес­ким запахом гари, которым покрыта вся поверхность Луны. Он обладает стран­ным свойством: при бурении поверхностного слоя, состоящего из реголита, мяг­кий порошок сопротивляется углублению буровой трубки, и в то же время, не держит ее в вертикальном положении.

Получены интересные данные, свидетельствующие о наличие пыли в около­лунном пространстве. Именно она вызывает свечение лунного горизонта при захо­де Солнца на Луне. Свечения были зарегистрированы американскими аппаратами Surveyor, а также при визуальных наблюдениях астронавтами с окололунной ор­биты во время полетов кораблей Apollo. Наиболее вероятные размеры частиц пы­ли оцениваются в 0,1 мкм.

Пока остается открытым вопрос о присутствии воды на Луне. Американская станция Clementine в 1994 г. и космический аппарат Lunar Prospector в 1998 г. засвидетельствовали небольшую (до 1%) концентрацию мелких кристаллов льда в лунном реголите в районе южного полюса. Источником воды предположительно могли быть ядра упавших на Луну комет или недра самой Луны. Однако радиоас­трономические исследования лунных полюсов в 2003 г. показали отсутствие там следов льда.

Внутреннее строение Луны

Образцы лунного грунта добыты с глубины до 2,5 м. А что находится глубже? Ответ на этот вопрос дали геофизические методы исследования. Американские астронавты установи­ли на лунной поверхности сейсмометры, регистрирующие колебания почвы. Их источником должны были служить удары метеоритов, лунотрясения, упавшие отработанные посадочные лунные модули кораблей Apollo и последние сту­пени ракет-носителей Saturn, которые направлялись в зара­нее выбранные точки.

Однако энергии этих ударов хватило для изучения стро­ения коры и верхней мантии до глубин 150-200 км. Для «просвечивания» всей толщи необходим был более мощный удар. И природа преподнесла ученым подарок в виде паде­ния двух крупных метеоритов на обратной стороне нашего спутника. «Просветив» Луну насквозь, сейсмические вол­ны качнули сейсмометры на всех четырех станциях сети Apollo и принесли феноменальную новость — у Луны су­ществует ядро.

Результаты изучения сейсмограмм позволяют сделать вывод, что лунные недра делятся на четыре условные зоны: кора, образованная породами анортозитового состава, мощностью 60 км на видимой стороне и более 100 км на об­ратной; верхняя мантия (литосфера), мощностью около 800 км, где фиксируются глубокофокусные лунотрясения; нижняя мантия, находящаяся в частично расплавленном состоянии, с температурой до 1500° С; и лунное ядро, рас­положенное глубже 1400-1500 км.

По сравнению с Землей, Луна геологически малоактив­на, но слабые тектонические лунотрясения все же удается проследить.

Лунотрясения приливного характера, наблюдаемые во время прохождения Луной апогея и перигея своей орбиты, связаны с гравитационным воздействием Земли. Их перио­дичность оставляет 13,6 земных суток.

Как образовалась Луна?

Космическая эра принесла много новых данных о внутреннем строении Луны. На Землю было доставлено сотни килограммов лунного грунта. Но можем ли мы с полной уверенностью ответить на вопрос, как образова­лась Луна?

Версий несколько. Это: 1. гипотеза «рождения» Луны из газово-пылевого протопланетного облака одновременно с Землей; 2. гипотеза захвата Землей Луны, образовавшейся в удаленной части Солнечной системы из протопланетного вещества, бедного железом; 3. гипотеза отрыва части мантийного вещества от разогретой и быстровращающейся Земли в ранний период ее формирования. Все они имеют свои недостатки.

Большинством планетологов се­годня принята ги­потеза «большого взрыва», согласно которой Луна об­разовалась в ре­зультате столкно­вения юной Земли с планетой, названной Тея, размерами близкой к Марсу. Оно могло произойти приблизительно через 50 млн. лет после рождения Солнечной системы. Масса Земли тогда составляла около 90% нынешней. Часть земного материа­ла и обломки столкнувшегося тела образовали дисковидное облако, из которого и сформировалась Луна. Удар зат­ронул лишь внешнюю мантийную часть Земли. Выбитый материал содержал мало тяжелых железных компонентов. Поэтому сформировавшееся новое тело оказалось относи­тельно легким.

Общность происхождения подтверждают полученные не­давно данные об изотопном составе Земли и Луны. Ученые даже не ожидали, что состав изотопов кислорода на Луне и Земле окажется практически одинаковым.

В пользу гипотезы свидетельствуют и данные объемно­го сейсмического зондирования Земли, которое показало существование тихоокеанской сейсмической аномалии в мантии, прослеживающейся на всех глубинных уров­нях, вплоть до ядра. Она может являться той «незажива­ющей раной», которая осталась после катастрофическо­го удара.

Луна хранит еще множество загадок. Раскрыв их, мы приблизились бы и к разгадкам галактических тайн. Ведь бесплодная лунная поверхность запечатлела следы самых древних событий, происходивших в Солнечной системе. Но для продолжения исследований человечеству необходимо вернуться в этот мир. Увы, спустя 30 лет после полета «Apollo 1 7», проекты построения на Луне научной базы по­ка не финансируются ни одним космическим агентством.

Самые странные объекты на снимках Луны (49 фото)

Космос интересовал человека всегда, а Луна, как самый близкий объект, стала предметом пристального внимания. 30 июня 1964 года в рамках программы НАСА «Рейнджер» были получены первые снимки Луны с близкого расстояния и начат сбор информации для подготовки к полету человека на Луну. С того времени количество фотографий неуклонно росло, а вместе с ними росло и количество лунных загадок. Чего только не находили профессионалы и любители на снимках нашей соседки…


Странный объект над горизонтом Луны, снятый «Луноходом-2».


В разных местах спутника Земли были сняты следы, оставленные, предположительно, катящимися валунами.


Первые фото подобных явлений появились еще в начале 1970-х, их коллекция пополняется до сих пор.


Объект меньшего размера на этом снимке, тот, что проделал более длинную дорожку, каким-то образом поднялся из кратера, прежде чем продолжить путь вниз по склону.


Этот снимок был сделан с помощью Google Moon: на обратной стороне спутника около Моря Москвы при сильном приближении можно разглядеть странный объект — семь точек, расположенных под прямым углом.


Это изображение было снято камерой HIRES космической станции «Клементина». Строение, пострадавшее от эрозии, имеет явно прямоугольную анатомию.


А это кратер, снятый на обратной стороне Луны, который скорее похож на дыру в поверхности. Этот тип кратеров назвали «кратерами обвала», а уфологи подозревают, что это ни что иное, как остатки подземных лунных сооружений.

Кратер на этом фото и вовсе имеет прямоугольную форму, что противоречит законам природы.

Это кратеры Messier и Messier A. Тоже странная форма, похожая на то, что их соединяет тоннель.
С

нимок, сделанный американским зондом «Лунар Орбитер» на обратной стороне Луны. В море Кризисов, около кратера Picard возвышается удивительная «башня» напоминающая искусственное сооружение.

Скептики считают, что эта «лунная башня» — просто дефект обработки пленки, но судя по увеличенному фрагменту снимка объект кажется вполне реальным.

Вторая находка «Лунар Орбитер» вызывает еще больше споров: на снимке номер LO3-84M видна странная структура высотой почти два км.

Ясно различима тень объекта и его неравномерность в отраженном свете, как будто он сделан из стекла.

Аномалию в виде необычного прямоугольника в лунном кратере нашли современные виртуальные археологи на одном из фото миссии «Аполлона-10», находящихся в открытом доступе.

Любители загадок полагают, что в объектив попал вход в некое подземелье.

А это снимок рельефа, напоминающего развалины на Земле.

30 октября 2007 года бывший руководитель фотослужбы лунной лаборатории НАСА Кен Джонстон и писатель Ричард Хогланд устроили в Вашингтоне пресс-конференцию, сообщения о которой сразу появились во всех мировых новостных каналах.

Они заявили, что в свое время американские астронавты обнаружили на Луне развалины древних городов и артефакты, говорящие о существовании на ней в далеком прошлом некой высокоразвитой цивилизации.

А это пирамидальное возвышение на темной стороне Луны.

Китайский лунный спутник Чанъэ-2, запущенный 1 октября 2010 года обнаружил вот такие объекты.

Снимки опубликовал Алекс Кольер, который известен тем, что пересказывает послания, поступающие из космоса от инопланетян.

Вот еще снимки поверхности Луны, на которых запечатлены сооружения интересной формы.

Некая конструкция.

Рельеф необычной формы.

На снимке можно явно выделить очертания строений.

Еще один объект, кажущийся искусственным.

Подобное сияние на темной стороне Луны было замечено неоднократно.

А этот камень странной формы очень уж напоминает череп.

Неопознанный объект на поверхности Луны.

В американской газете «Нью-Йорк таймс» появилась сенсационная статья: «На Луне обнаружили человеческий скелет». Издание ссылается на астрофизика из Китая Мао Кана, который представил данное фото на конференции в Пекине.

НАСА обнародовали эти кадры, сделанные камерами, которые были установлены на спутниках-близнецах Ebb и Flow, один из которых и пролетал над объектом прямоугольной формы.

Вновь лунные «постройки».

Не так давно уфологи из команды Secure Team 10 обнаружили «танк» на одном из снимков НАСА.

А популярный американский уфолог под ником Streetcap1 нашел «базу инопланетян» на снимках обратной стороны Луны, сделанных зондом Lunar Reconnaissance Orbiter.

Это снимок поверхности Луны, опубликованный бывшим сотрудником NASA Кеном Джонсоном: в его центре можно заметить модуль миссии «Аполлон», а вот в левой его части расположено несколько загадочных точек.

Большая часть точек расположена ровными параллельными рядами, что является крайней редкостью для природных образований.

Новые исследования NASA показали, что на Луне есть таинственные закрученные узоры из светлых и темных пятен. Они найдены более чем в сотне различных мест на всей поверхности.

25 ноября 2015 года астроном-любителем по имени Деннис Симмонс запечатлел на своем снимке с телескопа Международную космическую станцию, которая должна находиться на высоте около 400 км от поверхности Земли, однако на фото почему-то находится прямо возле Луны.

Там же станцию запечатлел и другой австралиец Том Хэрэдайн, снимавший 21 ноября 2015 года.

Получается, что либо МКС улетела к Луне, либо астрономы сделали фото неизвестного объекта, похожего на земную станцию.

Много шума в Сети наделали кадры, на которых явно видно, что по поверхности Луны бродит «инопланетянин».

15 сентября 2012 года один из астрономов-любителей опубликовал в Сети видео, на котором можно разглядеть, как целая стая маленьких светящихся объектов, отрывается от поверхности одного из кратеров.

НЛО над лунной поверхностью обнаружили и на кадрах, сделанных миссией «Аполлон-10».

А этот огромный продолговатый «инопланетный корабль» «зарылся» носом в лунный грунт, видимо, при неудачной посадке.

Этот объект с «хвостом» света обнаружили уфологи на кадрах миссии «Аполлон-11».

НЛО напоминает снаряд или летающий корабль.

Эта группа огней отделилась от поверхности спутника Земли.

Фото необычного объекта над лунным горизонтом было сделано пилотом из миссии «Аполлон-17» Гаррисоном Шмидтом.

«Прямая стена» — так называют идеально ровное образование длиной почти 75 км.

Особенности «строения» — поверхность

Как образовались лунные кратеры? Этот вопрос стал причиной длительной дискуссии, с легкой руки испанского астронома Антонио Палюзи — Бореля получившей название «столетней войны». Речь идет о борьбе между сторонниками двух гипотез происхождения лунных кратеров: вулканической и метеоритной.
Согласно вулканической гипотезе, которую выдвинул в 80-х гг. XVIII в. немецкий астроном Иоганн Шретер, кратеры возникли в результате грандиозных извержений на поверхности Луны. В 1824 г. его соотечественник Франц фон Груйтуйзен предложил метеоритную теорию, объяснявшую образование кратеров падением метеоритов. По его мнению, при таких ударах происходит продавливание лунной поверхности.
Лишь через 113 лет, в 1937 г., российский студент Кирилл Петрович Станюкович (будущий доктор наук и профессор) доказал, что при ударах метеоритов с космическими скоростями происходит взрыв, в результате которого испаряется не только метеорит, но и часть пород в месте удара. Взрывная теория Станюковича разрабатывалась в 1947-1960 гг. им самим, а потом другими исследователями.
Полеты к Луне начиная с 1964 г. американских космических аппаратов серии «Рейнджер», открытие кратеров на Марсе и Меркурии, а затем на спутниках планет и астероидах подвели окончательный итог в этой «столетней войне», продолжавшейся не 100 лет, а гораздо дольше. Метеритная теория теперь является общепринятой.
В 1811 г. французский астроном Франсуа Араго открыл поляризацию света, отражаемого Луной. Это означало, что лунная поверхность должна быть покрыта слоем тонко раздробленного грунта. В морях поляризация была сильнее, чем на материках.
В 1918 г. российский ученый Николай Павлович Барабашов, изучая зависимость яркости лунных образований от угла падения солнечных лучей, обнаружил странное обстоятельство. Каждый участок лунной поверхности достигает максимальной яркости не тогда, когда Солнце стоит над ним в зените, как следовало ожидать, а в полнолуние, когда отраженный луч идет навстречу падающему солнечному лучу.
Не сразу астрономы разобрались в причинах подобного явления. Ясные представления о природе лунной поверхности сформировались только в середине XX в. В 50-е гг. было установлено, что лунный грунт действительно мелко раздроблен (очевидно ударами небольших метеоритов), а такое вещество, как показали теоретические исследования и специальные эксперименты, отражает больше всего света в том направлении, откуда приходит освещающий луч.
В 1959 г. российская исследовательница Надежда Николаевна Сытинская предложила метеорно-шлаковую теорию формирования лунного грунта. Согласно этой теории, тепло, передаваемое при ударе метеорита наружному покрову — реголиту Луны, расходуется не только на его расплавление и испарение, но и на образование шлаков, которые проявляют себя в цветовых особенностях поверхности Луны.
Метеорно-шлаковой теории некоторое время противостояла пылевая гипотеза американского астронома Томаса Голда. Он считал, что Луна покрыта толстым слоем пыли, в котором могут утонуть опускающиеся на ее поверхность космические аппараты и сами астронавты. Мягкая посадка на Луну советской автоматической межпланетной станции «Луна-9» 3 февраля 1966 г. полностью опровергла эту точку зрения. В справедливости метеорно-шлаковой теории смогли убедиться американские астронавты Нил Армстронг и Эдвин Олдрин, впервые ступившие на лунную поверхность 21 июля 1969г.
Еще в XIX в. была измерена температура лунной поверхности, прослежено ее изменение в течение лунных суток, а также во время затмений, когда Луна погружается в тень Земли и лишается при этом солнечного света и тепла. Из-за отсутствия атмосферы в дневные часы (а это 14,7 земных суток) под действием полящих солнечных лучей нагревается до 120-130°С. Ночью же лунное тепло беспрепятственно уходит в мировое пространство и температура падает до -150°С. Нечто подобное наблюдается и во время лунных затмений.
Внутреннее строение Луны

Плотность Луны равна 3340 кг/м3 — как у земной мантии. Это значит, что наш спутник или не имеет плотного железного ядра, или оно очень маленькое. Более детальные исследования получены в результате сейсмических экспериментов.
Сейсмические исследования Луны начались с курьеза. В самом конце первой экспедиции человека на Луну астронавты Нейл Армстронг и Эдвин Олдрин, удалившись на 20 м к югу от лунного корабля, установили сейсмометр — один из двух научных приборов, которые они оставляли на Луну (вторым был кварцевый отражатель для лазерной локации с Земли). Астронавтам следовало очень тщательно установить этот прибор, сориентировав его по сторонам света и по вертикали, поскольку потом уже никто не смог бы подойти к нему, чтобы исправить возможную неполадку. Наблюдения с помощью этого сейсмометра должны были показать, есть ли на Луне современная тектоническая активность, или же это геологически мертвое небесное тело. Как только сейсмометр был установлен, его сразу же включили по команде из Центра управления полетом на Земле. Присутствовавшие в зале Центра управления в предместье техасского города Хьюстона с удивлением увидели, что прибор сразу же начал сообщать о лунотрясениях. Они происходили непрерывно, в виде целой серии последовательных толчков. Однако вскоре стало ясно, что это не было результатом неспокойствия лунных недр — поверхность нашего спутника сотрясали шаги двух

Астронавт Эдвин Олдрин проверяет точность расположения солнечных батарей первого лунного сейсмометра, только что установленного на равнине Моря Спокойствия в 20 м к югу от посадочной кабины корабля «Аполлон-11». Фото сделано 21 июля 1969 года первым человеком, ступившим на Луну, — Нилом Армстронгом.

астронавтов, удалявшихся от сейсмометра к своему космическому кораблю. Прибор был настолько чувствительным, что мог зафиксировать падение на лунную поверхность камня размером с горошину на расстоянии в 1 км от места расположения сейсмометра.
Впоследствии этот сейсмометр сообщил о многочисленных сотрясениях внутри Луны, развеяв тем самым представление о том, что геологическая активность на спутнике давно прекратилась. Оказалось, что сейсмические сотрясения происходят на Луне регулярно, однако они сильно отличаются от землетрясений на нашей планете. Впоследствии на лунной поверхности были оставлены еще четыре сейсмометра. Многолетние наблюдения с их помощью позволили зарегистрировать тысячи лунотрясений, большинство из которых многократно повторялись в одних и тех же очагах. За год на Луне происходит от 600 до 3 000 сейсмических событий. Было выявлено четыре вида лунотрясений — приливные, тектонические, метеоритные и термальные. Приливные сотрясения Луны случаются дважды в месяц, каждые две недели, когда Луна оказывается на одной прямой с Землей и Солнцем, то есть во время полнолуний и новолуний. В эти периоды усиливается действие на Луну приливных сил 3емли и Солнца. При расположении этих трех небесных тел на одной линии силы их взаимного влияния друг на друга суммируются, что приводит к возникновению на Луне лунотрясений на глубине 800-1000 км.
Тектонические лунотрясения происходят при подвижках в неглубоких слоях Луны (100-З00 км). Они случаются реже, чем приливные, и сила их намного слабее.
Источник метеоритных лунотрясений — взрывы, возникающие во время падений на поверхность Луны метеоритов. Большинство лунотрясений этого типа происходит, когда орбиту Луны пересекает какой-либо из метеорных потоков. Но могут быть и падения одиночных метеоритов.
Термальные лунотрясения, самые слабые из всех, начинаются с восходом Солнца, когда после продолжительной ночи, длящейся на Луне около 14 земных суток, холодная поверхность начинает резко нагреваться. При этом происходят подвижки грунта на крутых склонах, оползни, осыпи и другие смещения верхнего слоя, приводящие к небольшим содроганиям поверхности Луны.
Наблюдения, проводившиеся с 1969 по 1978 год, показали, что Луна очень «звучащая» — она продолжает вибрировать после лунотрясений целый час, а иногда и дольше. Такие сотрясения резко отличаются от земных, где колебания поверхности длятся лишь несколько минут. Отсутствие на Луне воды — главная причина длительности колебаний. Наличие в горных породах воды служит на 3емле сильным амортизатором, гасящим вибрацию.
Колебания Луны при сейсмических событиях — слабые и длительные — напоминают тихий протяжный вой, в отличие от сильных, но недолгих колебаний Земли, похожих на громкий резкий вскрик.

Несимметричная Луна

В результате проведенных исследований выяснилось, что наш естественный спутник оказался геологически асимметричным — почти все зарегистрированные сейсмометрами за 8 лет наблюдений лунотрясения произошли на видимой стороне Луны. На обратной же известно всего пять эпицентров лунотрясений, тогда как на видимой стороне их несколько десятков. Подобная же асимметрия наблюдается и в распределении по поверхности Луны основных типов рельефа — морей

Красные треугольники — сейсмометры «Аполлон»
Зеленые кружки — очиги тектонических лунотрясений
Синие кружки — очаги приливных лунотрясений

и материков. Практически все темные участки — лунные моря, находятся только на видимой стороне. Это равнины, сложенные темным материалом — базальтовыми лавами, подобными тем, что встречаются у нас на Среднесибирском плоскогорье. Светлые же участки, называющиеся лунным материком, занимают 2/3 видимой стороны Луны, а моря вкраплены в него отдельными небольшими по площади участками. Лунный материк более древний, чем моря, он сформировался 4,5 млрд. лет назад, а 3 млрд. лет назад наиболее низкие его участки были затоплены базальтами, излившимися из недр Луны. Вулканическая и сейсмическая активность Луны достигала своего пика 3 млрд. лет назад, когда происходили обширные лавовые излияния, создавшие темные базальтовые равнины лунных морей.
Энергия, выделяющаяся за год при лунотрясениях, в несколько миллиардов раз меньше той, которой обладают землетрясения. Большая часть этой энергии выделяется на глубинах 600-800 км, то есть у подошвы твердой оболочки Луны — литосферы. Глубже этого слоя вещество находится в частично расплавленном состоянии (астеносфера), а в самом центре Луны может иметься полностью расплавленное небольшое ядро из сернистого железа.
Основными причинами сейсмической активности Луны являются приливное воздействие 3емли и падения крупных метеоритов. Метеоритные лунотрясения могут приводить к обрушениям склонов лунных кратеров до тех пор, пока те не станут достаточно пологими, чтобы на них не образовывались оползни.
На Луне очень малы потери энергии упругих волн, поэтому сатрясения ощущаются на очень больших удалениях от эпицентра сейсмического события. При этом на Луне амплитуда колебаний намного меньше, чем на Земле. Человек, стоящий на поверхности Луны, даже и не ощутит, что грунт под ним колеблется. А вот вторичные эффекты лунной сейсмической активности могут служить источником опасности для находящихся на Луне людей или приборов. Слабое затухание сейсмических волн может приводить к тому, что на обширных площадях и на больших удалениях от эпицентра возникнут обрушения склонов кратеров или оползни в горных местностях. Астронавты «Аполлона-17» — последней экспедиции на Луну, состоявшейся в 1972 году, — исследовали оползень, образование которого связывают с метеоритным ударом, создавшим 100 млн. лет назад кратер Тихо, расположенный в 2 000 км от места работы экспедиции. Однако вероятность крупных сейсмических событий очень мала. Такие лунотрясения случаются лишь при падениях крупных метеоритов, что происходит чрезвычайно редко.

Фонарь для каменных глубин

Изучением землетрясений и причин, их порождающих, занимается сейсмология — наука, название которой происходит от греческого слова «сейсмос», что значит «колебания». Один из основоположников сейсмологии, русский физик академик Голицын, еще в 1912 году образно заметил, что «всякое землетрясение можно уподобить фонарю, который зажигается на короткое время и освещает нам внутренности Земли, позволяя тем самым рассмотреть то, что там происходит». Действительно, почти все современные представления о внутреннем строении нашей планеты основаны на интерпретации

Кратер Аристарх и долина Штерера — разлом лунной коры. Здесь наиболее часто видно в телескоп свечение газов, выделяющихся из недр Луны

сейсмограмм — записей сейсмических волн. Слагающие Землю горные породы обладают определенной эластичностью, но в местах тектонических разломов постепенно накапливаются напряжения, вызываемые действием сил сжатия или растяжения. Когда эти напряжения превышают предел прочности самих пород, происходит резкое смещение слоев в вертикальном или горизонтальном направлении. Обычно оно составляет лишь несколько сантиметров, но при этом выделяется огромная энергия — ведь в движение приходят массы в миллиарды тонн! Мгновенное перемещение масс по разрывам в глубине Земли приводит к возникновению сейсмических волн, вызывающих вибрацию горных пород и образование в них разломов. От очага землетрясения (гипоцентра) сейсмические волны расходятся во все стороны и вызывают сильные колебания поверхности вблизи эпицентра — точки на поверхности планеты, расположенной прямо над очагом. По мере удаления от эпицентра эти колебания затухают. Однако сейсмические волны могут достигать даже противоположной стороны планеты, пройдя через глубинные оболочки-мантию и ядро. Причем через жидкий, расплавленный материал ядра проходят только волны, называемые продольными, они вызывают сжатие и растяжение среды, через которую проходят. Их движение напоминает перемещение червяка, сжимающегося и растягивающегося вдоль продольной оси. Волны другого вида — поперечные-через расплав не проходят, а затухают на границе земного ядра. В этих волнах происходит колебание частиц горных пород перпендикулярно направлениям распространения волн. Такие колебания можно сравнить с движением змеи, извивающейся по поверхности поперек направления движения.

Ракетные удары по Луне

Сами астронавты, чтобы вызвать «просвечивание» лунных недр, умышленно создавали лунотрясения различными способами. Например, астронавты «Аполлона-12» после возвращения на орбитальный корабль сбросили свой лунный отсек с орбиты на поверхность Луны. Астронавты «Аполлона-14» Шепард и Митчелл провели сейсмический эксперимент, в ходе которого взорвали 13 небольших зарядов, расположенных на лунной поверхности. Взрывы таких зарядов, установленных на конце шеста, которым астронавт упирался в лунный грунт, создавали маленькие лунотрясения. Сейсмические волны от них фиксировались установленным неподалеку прибором. Таким образом были получены сведения о строении лунных недр на глубине в несколько десятков метров. Покидая Луну, несколько экспедиций оставили на ее поверхности гранатометы, которые впоследствии приводились в действие по командам с Земли. Взрывы этих гранат позволили получить представление о строении верхних слоев лунной коры на более значительной глубине, чем взрывы, произведенные самими астронавтами с помощью ручных устройств.

Падения на Луну четырех лунных модулей кораблей «Аполлон» и пяти последних ступеней лунной ракеты-носителя «Сатурн-V» показали, что мощная материковая кора охватывает всю Луну, не разделяясь, как на Земле, на отдельные континенты, и лишь в некоторых местах она утончается и перекрывается базальтовыми покровами. Под корой до глубины 800 км лежит мантия, в которой, начиная с глубины примерно 100 км, появляются признаки слабой современной активности, проявляющиеся лунотрясениями. Глубже 800 км, по-видимому, появляется существенное количества расплава, который не пропускает поперечные сейсмические волны. Эпицентры лунотрясений складываются в два широких размытых пояса, не совпадающих с поясами темных морей.

Теории происхождения Луны

За последние 120 лет были выдвинуты три гипотезы происхождения нашего спутника. Первую предложил в 1879 г. английский астроном и математик Джордж Дарвин, сын известного естествоиспытателя Чарльза Дарвина. Согласно этой гипотезе, Луна отделилась когда-то от Земли, пребывавшей в то время в жидком состоянии (такие представления о прошлом Земли господствовали в конце XIX в.). Изучение эволюции лунной орбиты действительно указывало на то, что некогда Луна была гораздо ближе к Земле, чем теперь.
Изменение взглядов на прошлое Земли и критика гипотезы Дарвина российским геофизиком Владимиром Николаевичем Лодочниковым заставили ученых начиная с 1939 г. искать другие пути образования Луны. В 1962 г. американский геофизик Гарольд Юри предположил, что Земля захватила уже готовую, сформировавшуюся Луну. Однако помимо весьма малой малой вероятности такого события против гипотезы Юри говорило сходство состава Луны и земной мантии.
В 60-е гг. российская исследовательница Евгения Леонидовна Рускол, развивая идеи своего учителя, математика Отто Юльевича Шмидта, построила теорию совместного образования Земли и Луны как двойной планеты из облака допланетных тел, окружавшего когда-то Солнце. Эту теорию поддержали многие западные ученые. По мнению австралийского геофизика Эдварда Рингвуда, много занимавшегося проблемой происхождения Луны, из всех гипотез, созданных до запуска космических аппаратов серии «Аполлон», только модель Рускол не имеет серьезных недостатков. Разработка ее продолжается…

Двойные планеты

Соседом Земли в космосе является Луна. Это единственный естественный спутник планеты. Луна очень большая по сравнению с родительской планетой, примерно в четверть её размера. Это подталкивает некоторых астрономов к тому, чтобы рассматривать систему Земля-Луна в качестве двойной планеты. Однако так как общий центр масс, вокруг которого вращаются оба тела, находится ниже поверхности Земли, система Земля-Луна официально обозначается как система планет-спутников. Согласно ведущим теориям, Луна появилась, когда маленькая планета размером с Марс столкнулась с Землей около 4,5 миллиардов лет назад. Железные ядра двух планет объединились, дав Земле металлическое ядро большее, чем у других планет земной группы. Большая часть земной коры и мантии этих двух планет была выброшена в космос, где образовала кольцо материи. Это кольцо материи в итоге сформировало Луну.

Система Плутон-Харон также считается двойной системой.

Масса Луны составляет 1/81 массы Земли. Стоит сказать — положение Луны на орбите ϲᴏᴏᴛʙᴇᴛϲᴛʙует той или иной фазе

Фазы Луны — различные положения относительно Солнца — новолуние, первая четверть, полнолуние и последняя четверть.

В полнолуние виден освещенный диск Луны, так как Солнце и Луна находятся на противоположных сторонах от Земли. В новолуние Луна находится на стороне Солнца, по϶ᴛᴏму сторона Луны, обращенная к Земле, не освещается. Обратная сторона Луны

К Земле Луна обращена всегда одной стороной.

Линию, кᴏᴛᴏᴩая отделяет освещенную часть Луны от неосвещенной, называют терминатором.

В первой четверти Луна видна на угловом расстоянии 90″ от Солнца, и солнечные лучи освещают исключительно правую половину обращенной к нам Луны. В остальных фазах Луна видна нам в виде серпа. По϶ᴛᴏму, ɥᴛᴏбы отличить растущую Луну от старой, надо помнить: старая Луна напоминает букву «С», а если Луна растущая, то можно мысленно перед Луной провести вертикальную линию и получится буква «Р».

Из-за близости Луны к Земле и ее большой массы они образуют систему «Земля-Луна». Луна и Земля вращаются вокруг ϲʙᴏих осей в одну сторону. Плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости орбиты Земли под углом 5°9′.

Места пересечения орбит Земли и Луны называют узлами лунной орбиты.

Сидерический (от лат. сидерис — звезда) месяц — ϶ᴛᴏ период вращения Земли вокруг ϲʙᴏей оси и одинакового положения Луны на небесной сфере по отношению к звездам. Стоит заметить, что он составляет 27,3 земных суток.

Синодическим (от греч. синод — соединение) месяцем называют период полной смены лунных фаз, т. е. период возвращения Луны в первоначальное положение относительно Луны и Солнца (например, от новолуния до новолуния) Стоит заметить, что он составляет в среднем 29,5 земных суток. Синодический месяц на двое суток длиннее сидерического, так как Земля и Луна вращаются вокруг ϲʙᴏих осей в одну сторону.

Сила тяжести на Луне в 6 раз меньше силы тяжести на Земле.

Рельеф спутника Земли хорошо изучен. Видимые темные участки на поверхности Луны названы «морями» — ϶ᴛᴏ обширные безводные низменные равнины (самая крупная — «Оксан Бурь»), а светлые участки — «материками» — ϶ᴛᴏ гористые, возвышенные участки.
Стоит отметить, что основные же планетарные структуры лунной поверхности — кольцевые кратеры диаметром до 20-30 км и многокольцевые цирки диаметром от 200 до 1000 км.

Происхождение у кольцевых структур различное: метеоритное, вулканическое и ударно-взрывное. Кроме ϶ᴛᴏго, на поверхности Луны имеются трещины, сдвиги, купола и системы разломов.

Исследования космических аппаратов «Луна-16», «Луна-20», «Луна-24» показали, что поверхностные обломочные породы Луны сходны с земными магматическими породами — базальтами.

Значение Луны в жизни Земли

Хотя масса Луны в 27 млн раз меньше массы Солнца, она в 374 раза ближе к Земле и оказывает нанес сильное влияние, вызывая поднятия воды (приливы) в одних местах и отливы в других. Это происходит каждые 12 ч 25 мин, так как Луна делает полный оборот вокруг Земли за 24 ч 50 мин.

Из-за гравитационного воздействия Луны и Солнца на Землю возникают приливы и отливы

В наибольшей степени отчетливы и важны по ϲʙᴏим следствиям прилив- но-отливные явления в волной оболочке. Стоит заметить, что они представляют собой периодические подъемы и опускания уровня океанов и морей, вызываемые силами притяжения Луны и Солнца (в 2,2 раза меньше лунной). В атмосфере приливно-отливные явления пробудут в полусуточных изменениях атмосферного давления, а в земной коре — в деформации твердого вещества Земли.

На Земле наблюдаются 2 прилива в ближайшей и удаленной от Луны точке и 2 отлива в точках, находящихся на угловом расстоянии 90° от линии Луна — Земля. Выделяют сигизийные приливы, кᴏᴛᴏᴩые возникают в новолуние и полнолуние и квадратурные — в первой и последней четверти.

В открытом океане приливно-отливные явления невелики. Колебания уровня воды достигает 0,5-1 м. Во внутренних морях (Черное, Балтийское и др.) они почти не ощущаются. При этом в зависимости от географической широты и очертаний береговой линии материков (особенно в узких заливах) вода во время приливов может подниматься до 18 м (залив Фанди в Атлантическом океане у берегов Северной Америки), 13 м на западном побережье Охотского моря. При ϶ᴛᴏм образуются приливно-отливные течения.

Основное значение приливных волн состоит по сути в том, что, перемещаясь с востока на запад вслед за видимым движением Луны, они тормозят осевое вращение Земли и удлиняют сутки, изменяют фигуру Земли с помощью уменьшения полярного сжатия, вызывают пульсацию оболочек Земли, вертикальные смещения земной поверхности, полусуточные изменения атмосферного давления, изменяют условия органической жизни в прибрежных частях Мирового океана и, наконец, влияют на хозяйственную деятельность приморских стран. В целый ряд портов морские суда могут заходить только во время прилива.

Через определенный промежуток времени на Земле повторяются солнечные и лунные затмения. Увидеть их можно, когда Солнце, Земля и Луна находятся на одной линии.

Затмение — астрономическая ситуация, при кᴏᴛᴏᴩой одно небесное тело заслоняет свет от другого небесного тела.

Солнечное затмение происходит, когда Луна попадает между наблюдателем и Солнцем и загораживает его. Поскольку Луна перед затмением обращена к нам неосвещенной стороной, перед затмением всегда бывает новолуние, т. е. Луна не видна. Создается впечатление, что Солнце закрывается черным диском; наблюдающий с Земли видит ϶ᴛᴏ явление как солнечное затмения.

Лунное затмение наступает, когда Луна, находясь на одной прямой с Солнцем и Землей, попадает в конусообразную тень, отбрасываемую Землей. Диаметр пятна тени Земли равен минимальному расстоянию Луны от Земли — 363 000 км, что составляет около 2,5 диаметра Луны, по϶ᴛᴏму Луна может быть затенена целиком.

Лунные ритмы — ϶ᴛᴏ повторяющиеся изменения интенсивности и характера биологических процессов. Существуют лунно-месячные (29,4 сут) и лунно-суточные (24,8 ч) ритмы. Многие животные, растения размножаются в определенную фазу лунного цикла. Лунные ритмы ϲʙᴏйственны многим морским животным и растениям прибрежной зоны. Так, у людей замечено изменение самочувствия в зависимости от фаз лунного цикла.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *