Рельєф місяця коротко. §15.2

Місячна поверхня млява і порожня. Її особливістю є повна відсутність атмосферних ефектів, які спостерігаються на Землі. Ніч і день наступають миттєво, як тільки з'являться промені Сонця.

Через відсутність середовища для поширення звукових хвиль, на поверхні панує повна тиша.

Вісь обертання Місяця нахилена тільки на 1,5 0 від нормалі до екліптики, тому Місяць не має ніяких сезонів, змін пір року. сонячне світло завжди майже горизонтальний в місячних полюсах, що робить ці місцевості постійно холодними і темними.

Місячна поверхня змінюється під впливом діяльності людини, метеоритних бомбардувань, опромінень частинками з високою енергією (рентгенівські і космічні промені). Ці чинники не роблять помітного впливу, але за астрономічні часи сильно "орють" поверхневий шар - реголіт.

При ударі об поверхню Місяця метеорної частинки відбувається мініатюрний вибух і на всі боки розкидаються частки грунту і метеоритного речовини. Ці частинки в більшості залишають гравітаційне поле Місяця.

Діапазон добового коливання температури становить 250 0 С. Коливається від 101 0 до -153 0. Але нагрівання та охолодження порід відбувається повільно. Швидка зміна температури відбувається тільки при місячних затемнення. Було виміряно, що температура змінюється від 71 до - 79 С за годину.

Радіоастрономічними методами була виміряна температура низлежащих шарів, вона виявилася постійною на глибині 1 м. І дорівнює -50 С у екватора. Значить верхній шар є хорошим теплоізолятором.

Аналіз місячних порід, доставлених на Землю, показав, що вони ніколи не піддавалися впливу води.

Середня щільність Місяця - 3,3 г / см 3.

Період обертання Місяця навколо осі дорівнює періоду її обертання навколо Землі, тому вона спостерігається з Землі тільки однією стороною. Зворотний бік Місяця була вперше сфотографована в 1959 році.

Світлі ділянки місячної поверхні називаються материками і займають 60% її поверхні. Це нерівні гористі райони. Решта 40% поверхні - моря. Це западини, заповнені темною лавою і пилом. Вони були названі в 17 столітті.

Материки пересічені гірськими хребтами, розташованими вздовж узбережжя морів. Найбільша висота місячних гір досягає 9 км.

Місячні кратери мають в більшості метеоритне походження. Вулканічних мало, але є і комбіновані. Найбільші місячні кратери мають діаметр до 100 км.

На Місяці спостерігалися яскраві спалахи, що може бути пов'язано з виверженнями вулканів.

У Місяця майже немає рідкого ядра, про це свідчить відсутність магнітного поля. Магнітометри показують, що магнітне поле Місяця не перевищує 1/10 000 земного.

атмосфера:

Хоча Місяць оточена вакуумом більш досконалим, ніж той, який можливо створити в земних лабораторних умовах, її атмосфера обширна і представляє високий науковий інтерес.

Протягом двох-тижневого місячного дня, атоми і молекули, вибиті поруч процесів з місячної поверхні на балістичні траєкторії, іонізуються сонячним випромінюванням і потім управляються електромагнітними ефектами як плазма.

Положення Місяця на орбіті визначає поведінку атмосфери.

Розміри атмосферних явищ були виміряні поруч приладів, поміщених на місячній поверхні астронавтами Аполлона. Але аналіз даних був утруднений через те, що природна місячна атмосфера є настільки незначною, що забруднення від вихідних з Аполлона газів істотно впливало на результати.

Основні гази, представлені на Місяці - неон, водень, гелій, аргон.

На додаток до поверхневих газам виявлено невелику кількість пилу, що циркулює на висоті до декількох метрів над поверхнею.

Число атомів і молекул в одиниці об'єму атмосфери становить менш трильйонної частки числа частинок, що містяться в одиничному обсязі земної атмосфери на рівні моря. Сила гравітації Місяця мала, щоб утримати молекули у поверхні.

Будь-яке тіло, що володіє швидкістю більшою 2,4 км / с вийде з-під гравітаційного контролю Місяця. Ця швидкість трохи більше середньої швидкості молекул водню при звичайній температурі. Диссіпація водню відбувається майже миттєво. Диссіпація кисню та азоту відбувається повільніше, тому що ці молекули важче. За астрономічно невеликі проміжки часу Місяць здатна втратити всю свою атмосферу, якщо вона коли-небудь у неї була.

Зараз атмосфера поповнюється з міжпланетного простору.

М.Менділло і Д. Бомгарднер (Бостонський ун-т) після аналізу результатів спостережень повного місячного затемнення 29.11.1993 прийшли до висновку, що місячна атмосфера в 2 рази протяжні (дорівнює 10 діаметрам Місяця), ніж вважали раніше.

Вона не підтримується ударами про місячний грунт мікрометеоритів і еле-плементарним частинок сонячного вітру (протонів і електронів), а впливом на нього світловими і тепловими фотонами сонячного випромінювання.

Основні компоненти - атоми і іони натрію і калію, вибиті з місячного грунту. Атмосфера дуже розрідженим, однак атоми натрію легко збуджуються і сильно випромінюють, тому їх легко виявити. (Nature 5.10.1995).

походження:За переважним сучасним теоріям Місяць утворився разом із Землею з однієї планетезимали. Вчені вважають, що спочатку Місяць перебувала дуже близько до Землі, а Дж. Дарвін писав, що Місяць була колись в контакті з Землею і період обертання двох тіл становив близько 4 годин. Але це припущення здається малоймовірним. Багато хто вважає, що Місяць утворився на відстані, значно меншому половини сучасного. При цьому приливні хвилі на Землі повинні були б досягати 1 км.

Існують і інші теорії. Знайдено новий доказ гіпотези, що Місяць утворився від зіткнення якогось тіла з Землею.

За даними супутника Місяця "Клементина", обробленим в Гавайському ун

ті (США), була складена карта процентного вмісту заліза на поверхні Місяця. Воно може змінюватися від 0% в горах до 14% на дні морів. Якби Місяць мала такий же мінералогічний склад, як Земля, то заліза було б значно більше. Значить вона навряд чи утворилася з одного протопланетної хмари з Землею.

Величезні області на зворотному боці Місяця зовсім не містять заліза, але покриті анортозитами, породою, багатою алюмінієм. Чистий анортозит рідко зустрічається на Землі.

Вплив на Землю: Американці Р. Боллінг і Р. Сервені вивчили дані про

глобальному температурному розподілі, отримані із супутників між +1797 і 1994 рр. З даних слід, що Земля буває теплою, коли Місяць уповні, і холодної - коли Місяць в молодику. Своїм світлом в повний місяць Місяць підігріває Землю на 0.02 0 С. Навіть такі зміни температури можуть впливати на клімат Землі. (Astronomy Now, травень 1995).

Поверхня Місяця можна умовно розділити на типи: стара гірська місцевість з великою кількістю вулканів і щодо гладкі і молоді місячні моря. Головною особливістю зворотного боку Місяця є її материковий характер.

Темні ділянки поверхні, які ми можемо бачити з Землі на поверхні Місяця, ми називаємо «океанами» і «морями». Такі назви прийшли з давнини, коли древні астрономи думали, що Місяць має моря і океани, також як і Земля. Насправді ці темні ділянки поверхні Місяця сформувалися в результаті вивержень вулканів і вони заповнені базальтом, який темніше, ніж навколишні його породи. Основні Місячні моря зосереджені в межах видимого півкулі, найбільше з них - Океан Бур. До нього примикають Море Дощів з північного сходу, Море Вологості і Море Хмар з півдня. У східній половині видимого з Землі диска простягнулися ланцюжком з північного заходу на південний схід Море Ясності, Море Спокою і Море Достатку. До цієї ланцюжку з півдня примикає Море Нектару, а з північного сходу - Море Криз. Порівняно невеликі за розмірами моря розташовані на кордоні видимого і зворотного півкуль - Море Східне, Море Крайове, Море Сміта і Море Південне. На зворотному боці Місяця існує лише одна значна освіту морського типу - Море Москви. На поверхні місячних морів залежно від умов освітлення помітні звивисті піднесення, звані валами. Висота цих переважно пологих височин не перевищує 100-300 метрів, проте протяжність може досягати сотень кілометрів. Ймовірною теорією їх утворення вважається їх виникнення при застиганні лавових морів за рахунок стиснення. На місячної поверхні кілька невеликих утворень морського типу, відносно відокремлених від великих формацій, носять назву «озер». Освіти, які межують з морями і вдаються до материкові області, називаються «затоками». Моря відрізняються від материкових областей низькою відбивною здатністю речовини їх поверхні, більш пологими формами рельєфу і меншим числом великих кратерів на одиницю площі, - в середньому в перерахунку на одиницю площі число кратерів на материковій поверхні в 30 разів перевищує число кратерів в морях. До елементів рельєфу відносяться і місячні гори. Вони представлені гірськими хребтами, оздоблюють берега більшості морів, а також численними кільцевими горами, званими кратерами. Окремі піки і невеликі гірські хребти, що знаходяться на поверхні деяких місячних морів, ймовірно в більшості випадків є напівзруйнованими бортами кратерів. Примітно, що на Місяці, на відміну від Землі майже відсутні лінійні гірські ланцюги, як то наприклад Гімалаї, Анди і Кордильєри на Землі.

кратери

Кратерне - найхарактерніша особливість місячного рельєфу. Існує близько півмільйона кратерів розміром більше 1 км. Через відсутність на Місяці атмосфери, води і значних геологічних процесів місячні кратери практично не піддавалися змінам і навіть стародавні кратери збереглися на її поверхні. Найбільші місячні кратери знаходяться на зворотному боці Місяця, наприклад кратер Корольов, Менделєєв, Гершпрунг і багато інших. У порівнянні з ними кратер Коперник діаметром 90 км, знаходиться на видимій стороні Місяця здається дуже невеликим. Також на кордоні видимої сторони Місяця знаходяться гігантські кратери, такі як Струве діаметром 255 км і Дарвін діаметром 200 км.

Нині на картах Місяця зафіксовано понад 35 000 великих і близько 200 000 дрібних деталей.

В утворенні форм місячного рельєфу брали участь як внутрішні сили, Так і зовнішні впливи. Розрахунки термічної історії Місяця показують, що незабаром після її утворення надра були розігріті радіоактивним теплом і значною мірою розплавлені, що привело до інтенсивного вулканізму на поверхні. В результаті утворилися гігантські лавові поля і деяка кількість вулканічних кратерів, а також численні тріщини, уступи й інше. Разом з цим на поверхню Місяця на ранніх етапах випадала величезна кількість метеоритів і астероїдів - залишків протопланетної хмари, при вибухах яких виникали кратери - від мікроскопічних лунок до кільцевих структур поперечником у багато десятків, а можливо і до декількох сотень кілометрів. Зараз метеорити випадають на Місяць набагато рідше; вулканізм також в основному припинився, оскільки Місяць витратив багато теплової енергії, а радіоактивні елементи були винесені в зовнішні шари Місяця. Про залишковий вулканізм свідчать витікання вуглецевих газів у місячних кратерах, спектрограми яких були вперше отримані радянським астрономом Н. А. Козирєв.

Вже з часів Галілея почали складати карти видимої півкулі Місяця. Темні плями на поверхні Місяця були названі «морями» (рис. 47). Це низовини, в яких немає ні краплі води. Дно їх темне і порівняно рівне. Більшу частину поверхні Місяця займають гористі, світліші простору. Є кілька гірських хребтів, названих, подібно до земних, Альпами, Кавказом і т. Д. Висота гір досягає 9 км. Але основною формою рельєфу є кратери. Їх кільцеві вали заввишки до декількох кілометрів оточують великі круглі западини діаметром до 200 км, наприклад Клавий і Шиккард Всім великим кратерів дані назви на честь вчених. Так, на Місяці є кратери Тіхо, Коперник та ін.

В повний місяць в південній півкулі добре видно в сильний бінокль кратер Тихо діаметром 60 км у вигляді яскравого кільця і \u200b\u200bрозходяться від нього радіально світлі промені. Їх довжина порівнянна з радіусом Місяця, і вони тягнуться, перетинаючи багато інших кратерів і темних западин. З'ясувалося, що промені утворені скупченням безлічі дрібних кратерів зі світлими стінами.

Місячний рельєф краще вивчати тоді, коли відповідна місцевість лежить поблизу термінатора, т. Е. Межі дня і ночі на Місяці Тоді освітлені Сонцем збоку найменші нерівності відкидають довгі тіні і легко помітні. Дуже цікаво протягом години простежити в телескоп за тим, як поблизу термінатора на нічному боці загоряються світлі точки - це вершини валів місячних кратерів. Поступово з пітьми випливає світла підкова - частина кратерного валу, але дно кратера ще занурене в повний морок. Промені Сонця, ковзаючи все нижче, поступово описують і весь кратер. При цьому добре видно, що, чим менше кратери, тим їх більше. Вони часто розташовані ланцюжками і навіть «сидять» один на одному. Пізніші кратери утворилися на валах старіших. У центрі кратера часто видно гірка (рис. 49), в дійсності це група гір. Кратерні стіни обриваються терасами круто всередину.

Дно кратерів лежить нижче навколишнього місцевості. Розгляньте уважно вид нутрощі вала і центральної гірки кратера Коперник, сфотографованих штучним супутником Місяця збоку (рис. 50). Із Землі цей кратер видно прямо зверху і без таких подробиць Взагалі з Землі в найкращих умовах ледь видно кратери до 1 км в діаметрі. Вся поверхня Місяця порита дрібними кратерами - пологими поглибленнями - це результат ударів дрібних метеоритів.

Із Землі видно тільки одна півкуля Місяця. У 1959 р радянська космічна станція, пролітаючи повз Місяця, вперше сфотографувала невидиму із Землі півкулю Місяця. Принципово воно не відрізняється від відомого, але на ньому менше «морських» западин (мал. 48). тепер складені докладні карти цього півкулі на підставі численних фотографій Місяця, виконаних з близької відстані автоматичними станціями, посилає до Місяця Штучно створені апарати неодноразово опускалися на її поверхню. У 1969 р на поверхню Місяця вперше опустився космічний апарат з двома американськими космонавтами. До теперішнього часу на Місяці побувало кілька експедицій космонавтів США, благополучно повернулися на Землю. Вони ходили і навіть їздили на спеціальному всюдиході по поверхні Місяця, встановлювали і залишали на ній різні апарати, зокрема сейсмографи для реєстрації «лунотрясений», і привезли зразки місячного ґрунту. Зразки виявилися дуже схожими з земними гірськими породами, але у них виявили і ряд особливостей, властивих лише місячним мінералів. Радянські вчені отримали проби місячних порід з різних місць за допомогою автоматів, які по команді з Землі брали пробу грунту і поверталися з нею на Землю. Більш того, на Місяць посилалися радянські місяцеходи (автоматичні самохідні лабораторії, рис. 51), які виконали багато наукових вимірювань і аналізів грунту і пройшли по Місяцю значні відстані - кілька десятків кілометрів. Навіть в тих місцях місячної поверхні, які із Землі виглядають рівними, грунт рясніє воронками і здсипан камінням всілякої величини. Місяцехід «крок за кроком», керований із Землі по радіо, пересувався з урахуванням характеру місцевості, вигляд якої передавався на Землю по телебаченню. Це найбільше досягнення радянської науки і людства важливо не тільки як доказ необмежених можливостей людського розуму і техніки, а й як пряме дослідження фізичних умов на іншому небесному тілі. Воно важливе і тим, що підтверджує більшість висновків, які астрономи робили лише з аналізу світла Місяця, що приходить до нас з відстані 380 000 км.

Вивчення місячного рельєфу і його походження цікаво і для геології - Місяць як би музей давньої історії її кори, так як вода і вітер її не руйнують. Але Місяць - це не зовсім мертвий світ. У 1958 р радянський астроном Н. А. Козирєв помітив у кратері Альфонс виділення газів з місячних надр.

У формуванні рельєфу Місяця, очевидно, брали участь і внутрішні, і зовнішні сили. Роль тектонічних і вулканічних явищ безсумнівна, так як на Місяці є лінії скидання, ланцюжки кратерів, величезна їдальня гора зі схилами такими ж, як і у кратерів. Є подібність місячних кратерів з лавовими озерами Гавайських островів. Менш великі кратери утворилися від ударів великих метеоритів. На Землі є також ряд кратерів, утворених при падінні метеоритів. Що стосується місячних «морів», то вони, мабуть, утворені проплавлення місячної кори і виливами лави вулканів. Звичайно, на Місяці, як і на Землі, основні етапи горотворення відбувалися в далекому минулому. Численні кратери, виявлені на деяких інших тілах планетної системи, наприклад на Марсі і Меркурії, повинні мати таке ж походження, як і місячні. Інтенсивне кратер-освіту, мабуть, пов'язано з малою силою тяжіння на поверхні планет і з розрідженістю їх атмосфери, мало пом'якшувальною бомбардування метеоритами.

радянські космічні станції встановили відсутність у Місяця магнітного поля й поясів радіації та наявність на ній радіоактивних елементів.

Схематична карта найбільших деталей на зверненому до Землі півкулі Місяця. Схематична карта зворотного боку Місяця, невидимої із Землі.

Рельєф місячної поверхні був в основному з'ясований у результаті багаторічних телескопічних спостережень. «Місячні моря», що займають близько 40% видимої поверхні Місяця, являють собою рівнинні низовини, пересічені тріщинами і невисокими звивистими валами; великих кратерів на морях порівняно мало. Багато морів оточені концентричними кільцевими хребтами. Інша, більш світла поверхня покрита численними кратерами, кільцеподібними хребтами, борознами і так далі. Кратери менше 15-20 кілометрів мають просту чашоподібну форму, більш великі кратери (до 200 кілометрів) складаються з округлого вала з крутими внутрішніми схилами, мають порівняно плоске дно, більш поглиблене, ніж навколишня місцевість, часто з центральною гіркою. Висоти гір над навколишньою місцевістю визначаються по довжині тіней на місячній чи поверхні фотометричним способом. Таким шляхом були складені гіпсометричні карти масштабу 1: 1 000000 на велику частину видимої сторони. Однак абсолютні висоти, відстані крапок поверхні Місяця від центра чи фігури маси Місяця визначаються дуже непевно, і засновані на них гіпсометричні карти дають лише загальне уявлення про рельєф Місяця. Набагато докладніше і точніше вивчений рельєф крайової зони Місяця, яка, в залежності від фази лібрації, обмежує диск Місяця. Для цієї зони німецький учений Ф. Хайн, радянський вчений А. А. Нефедьєв, американський вчений Ч. Уотс склали гіпсометричні карти, які використовуються для обліку нерівностей краю Місяця при спостереженнях з метою визначення координат Місяця (такі спостереження виробляються меридіанними колами і по фотографіях Місяця на тлі навколишніх зірок, а також за спостереженнями покрить зірок). Мікрометричними вимірами визначені стосовно місячного екватора і середнього меридіана Місяця селенографічні координати декількох основних опорних точок, які служать для прив'язки великого числа інших крапок поверхні Місяця. Основною вихідною точкою при цьому є невеликої правильної форми і добре видимий біля центра місячного диска кратер Местинг. Структура поверхні Місяця був в основному вивчена фотометричними і поляриметричними спостереженнями, доповненими радіоастрономічними дослідженнями. місяць грунт фаза прилив

Кратери на місячній поверхні мають різний відносний вік: від древніх, ледь помітних, сильно перероблених утворень до дуже чітких в обрисах молодих кратерів, іноді оточених світлими «променями». При цьому молоді кратери перекривають більш древні. В одних випадках кратери врізані в поверхню місячних морів, а в інших - гірські породи морів перекривають кратери. Тектонічні розриви те розсікають кратери і моря, то самі перекриваються більш молодими утвореннями. Ці й інші співвідношення дозволяють установити послідовність виникнення різних структур на місячній поверхні; в 1949 радянський вчений А. В. Хабаков розділив місячні утворення на кілька послідовних вікових комплексів. Подальший розвиток такого підходу дозволило до кінця 60-х років скласти середньомасштабні геологічні карти на значну частину поверхні Місяця. Абсолютний вік місячних утворень відомий поки лише в декількох точках; але, використовуючи деякі непрямі методи, можна встановити, що вік найбільш молодих великих кратерів складає десятки і сотні мільйонів років, а основна маса великих кратерів виникла в "доморський» період, 3-4 млрд. років тому.

В утворенні форм місячного рельєфу брали участь як внутрішні сили, так і зовнішні впливи. Розрахунки термічної історії Місяця показують, що незабаром після її утворення надра були розігріті радіоактивним теплом і значною мірою розплавлені, що привело до інтенсивного вулканізму на поверхні. В результаті утворилися гігантські лавові поля і деяка кількість вулканічних кратерів, а також численні тріщини, уступи й інше. Разом з цим на поверхню Місяця на ранніх етапах випадала величезна кількість метеоритів і астероїдів - залишків протопланетної хмари, при вибухах яких виникали кратери - від мікроскопічних лунок до кільцевих структур поперечником у багато десятків, а можливо і до декількох сотень кілометрів. Через відсутність атмосфери і гідросфери значна частина цих кратерів збереглася до наших днів. Зараз метеорити випадають на Місяць набагато рідше; вулканізм також в основному припинився, оскільки Місяць витратив багато теплової енергії, а радіоактивні елементи були винесені в зовнішні шари Місяця. Про залишковий вулканізм свідчать витікання вуглецевих газів у місячних кратерах, спектрограми яких були вперше отримані радянським астрономом Н. А. Козирєв.