Как появилась луна

«Моря» и «Материки» на Луне

Самые крупные формирования на Луне называются морями по аналогии с земными акваториями. Хотя никакой воды в них нет, а вот жидкая масса лавы была, но со временем застыла. Заполнив собой низменности и кратеры. Окраска морей тёмная, серовато-коричневого цвета, очертания округлые. Любопытные данные: спутник нашей Земли покрыт 1 океаном, 27 морями, 20 озёрами, 13 заливами и 4 болотами.

Антиподом лунных морей выступают так называемые «материки». Они светлые, гористые и занимают более 4/5 площади ночного светила. Материки покрыты значительным количеством кратеров, а расположены в большей мере на обратной стороне ночного светила.

Связь с Землей

Луна вращается вокруг Земли за 27.3 дней (звездный период), но оба объекта перемещаются вокруг Солнца одновременно, поэтому на одну фазу для Земли спутник тратит 29.5 дней (известные фазы Луны).

Присутствие Луны оказывает воздействие на нашу планету. Прежде всего речь идет о приливных эффектах. Мы замечаем это при повышении уровня моря. Земное вращение происходит в 27 раз быстрее лунного. Океанические приливы также усиливаются фрикционным сцеплением воды с земным вращением через океанические полы, водной инерцией и колебанием бассейнов.

Угловой момент ускоряет лунную орбиту и поднимает спутник выше с более длительным периодом. Из-за этого дистанция между нами возрастает, а земное вращение замедляется. В год спутник отходит от нас на 38 мм.

В итоге мы достигнем взаимной приливной блокировки, повторяя ситуацию Плутона и Харона. Но на это уйдут миллиарды лет. Так что скорее Солнце станет красным гигантом и поглотит нас.

Приливы отмечаются и на лунной поверхности с амплитудой в 10 см в течение 27 дней. Кумулятивный стресс приводит к лунным лучам. И они длятся дольше на час, потому что нет воды, способной заглушить вибрации.

Не будем забывать о таком великолепном событии, как затмение. Это случается, если Солнце, спутник и наша планета выстраиваются в прямую линию. Лунное появляется, если полная Луна показывается за земной тенью, а солнечное – Луна расположена между звездой и планетой. При полном затмении можно рассмотреть солнечную корону.

Модель полного лунного затмения

Лунная орбита расположена под наклоном в 5° к земной, поэтому затмения происходят в определенные моменты. Спутнику нужно находиться возле пересечения орбитальных плоскостей. Периодичность охватывает 18 лет.

Состав планет

Состав повторяется: вся Солнечная система и  химический состав метеоритов подтверждает что всё состоит из того же материала, что и Земля.

На сегодняшний день восемь посадок на ближайшую к нам планету Марс позволили изучить «геологию» планеты в мельчайших подробностях. Теперь люди знают из чего состоит Марс: он богат железом, которое окисляется и образует знакомый нам ржаво красный цвет, и что марсианский грунт слегка щелочной и содержит магний, натрий, калий и хлориды.

Люди знают из  чего состоят другие планеты: толстая атмосфера Венеры полна серы, а Меркурий — большой металлический шар из железа с тонкой коркой, состоящей в основном из кремния.

Даже на самом краю Солнечной системы, за миллиарды километров от Земли, люди обнаружили, что Нептун богат органическими молекулами, такими как метан — вещество, которым изобилует Земля.

Снова и снова мы находим так много всего в Солнечной системе, достойного быть открытым, но мы никогда не находим  новых элементов. С научной точки зрения это неудивительно, потому что уже давно таблица Менделеева показала, что для других легких элементов в природе не осталось места — мы обнаружили полный их набор.

Потребуется изменение законов физики, чтобы обнаружить нечто на поверхности другого мира, не вписывающееся в таблицу Менделеева из химического состава поверхности Луны и других небесных объектов.

Исследование лунного состава

21 июля 1969 года Нил Армстронг и Базз Олдрин стали первыми людьми, которые ступили на поверхность другого мира. Они ходили по поверхности Луны 2 часа 36 минут и 40 секунд, и только последние полчаса они провели за решением одной из самых важных научных задач — добыче лунного вещества чтобы определить химический состав поверхности Луны.

Используя базовые геологические инструменты, Базз Олдрин вкопал две трубки в лунную поверхность для сбора самых знаменитых в истории проб породы. К тому времени, как они закончили копать и черпать образцы, были собраны 22 килограмма лунных сокровищ. После того как при помощи системы шкивов бесценный научный груз был поднят на борт, они закрыли люк и легли спать. Пока два астронавта спали вместе с драгоценными лунными породами, Соединенные Штаты могли уже обоснованно утверждать, что одержали самую большую и, возможно, самую славную победу в своей истории. В этот момент определение химического состава поверхности Луны стало вполне реальным практически.

Тем не менее, существует один не слишком известный факт: когда лунный модуль «Аполлон-11» отдыхал на спутнике, советский космический корабль плыл по лунной орбите. Беспилотный аппарат «Луна-15» был третьей попыткой Советского Союза высадиться на Луне и собрать образцы лунных пород. Запущенный за три дня до «Аполлона-11», «Луна-15» была последней попыткой одержать верх в научной гонке и вернуться из другого мира с образцами горных пород. И хотя «Луна-15» успешно начала свой спуск на Луну она, к сожалению, вскоре после этого врезалась в её поверхность. И только «Аполлон-11» вернулся с Луны с породами, которые по сегодняшний день изучаются в хорошо защищенной лаборатории лунных образцов в Хьюстоне (штат Техас).

Советский Союз не прекратил программу и первым советским автоматическим аппаратом, доставившим лунное вещество для определения химического состава поверхности Луны (после Аполлона-11, Аполлона-12) стала «Луна-16» (12—24 сентября 1970 года).

«Луна-16»

В основном  состоят из общих породообразующих элементов: кислорода, кремния, магния, железа, кальция и алюминия.

И на поверхности Луны нет абсолютно ничего такого, чего не удалось найти здесь, на Земле.

После успешной миссии «Аполлона-11» и «Луны-16» непилотируемые космические аппараты  опускались на Марс и Венеру, забрасывались с парашютом в атмосферу Юпитера, «приземлялись» на спутнике Сатурна Титане, а также посетили астероиды Эрос, Итокава, комету Темпеля, осуществили  посадку на комету   67P (Чурюмова -Герасименко).

В результате этих мероприятий космического состава мы знаем из чего состоит Луна и небесные тела в целом.

Физические поля Луны

Наиболее тщательно исследовалось гравитационное поле Луны, что объясняется не только потребностями космонавтики, но и дает важную информацию об особенностях строения Луны. Эти исследования выявили нецентральность гравитационного поля, обусловленную неоднородностью плотности недр.

Магнитное поле Луны по имеющимся оценкам является весьма слабым и составляет примерно 0, 1% Магнитного поля Земли, что соответствует напряженности магнитного поля, не превышающей 0, 5 гамм.

Электрическое поле у поверхности Луны не измерялось, но существуют теоретические указания на то, что из-за значительного приливного воздействия со стороны Земли внутри Луны должно произойти перераспределение электрических зарядов, приводящее к образованию над ее поверхностью электрического поля с напряженностью в некоторых точках порядка киловольта на метр.

Отражение падающего от внешнего источника света довольно заметно преобладает в направлении к этому источнику; по этой причине Луна ярче всего в полнолуние. Собственное тепловое излучение Луны незначительно (соответствует температуре не выше 100 К).

Элементный состав

Известно, что элементы, присутствующие на поверхности Луны, включают, среди прочего, кислород (O), кремний (Si), железо (Fe), магний (Mg), кальций (Ca), алюминий (Al), марганец (Mn) и титан. (Ti). Среди наиболее распространенных — кислород, железо и кремний. Содержание кислорода оценивается в 45% (по весу). Углерод (C) и азот (N), по-видимому, присутствуют только в следовых количествах в результате осаждения солнечным ветром .

Внутреннее строение

Благодаря размеру и составу,  Луну иногда относят к планетам земной группы. Изучая геологическое строение Луны, можно многое узнать о строении и развитии Земли.

Плотность Луны сравнима с плотностью земной мантии. Поэтому у Луны или нет, или очень малозначимое железное ядро. Внутреннее строение Луны изучено по сейсмическим данным, переданным на Землю устройствами космических экспедиций «Аполлон». Толщина коры Луны в среднем составляет 68 км, изменяясь от 0 км под лунным морем Кризисов до 107 км в северной части кратера Королёва на обратной стороне.

Толщина верхней мантии 400 км. В ней сейсмические скорости находятся в зависимости от глубины и сокращаются в связи от расстояния. Толщина средней мантии около 600 км. В средней мантии сейсмические скорости неизменны. Нижняя мантия расположена ниже 1100 км.

Ядро Луны, начинающееся на глубине 1500 км, вероятно, жидкое. Оно практически не включает в себя железо. В следствии этого Луна обладает весьма слабым магнитным полем, не превышающее одной десятитысячной части земного магнитного поля. Зарегистрированы местные магнитные аномалии.

Состав лунного грунта существенно отличается в морских и материковых районах Луны. В лунных породах мало воды. Луна также обеднена железом и летучими компонентами

Пещеры

В 2009 году японским зондом Кагуя обнаружено отверстие в поверхности Луны, расположенное недалеко от вулканического плато Холмы Мариуса, предположительно ведущее в тоннель под поверхностью.

Учёные считают, что подобные тоннели сформированы путём затвердевания потоков расплавленной породы, где в центре застыла лава. Данные процессы происходили в период вулканической активности на Луне.

Подобные тоннели могут послужить для колонизации, благодаря защите от солнечной радиации и замкнутости пространства, в котором проще поддерживать условия жизнеобеспечения.

Похожие отверстия имеются и на Марсе.

Лунотрясение

Колебания лунной поверхности продолжительны по времени, могут длиться более часа.

Лунотрясения можно разделить на четыре группы:

• приливные, случаются дважды в месяц, вызваны воздействием приливных сил Солнца и Земли;
• тектонические — нерегулярные, вызваны подвижками в грунте Луны;
• метеоритные — из-за падения метеоритов;
• термальные — их причиной служит резкий нагрев лунной поверхности с восходом Солнца.

Наибольшую опасность для возможных обитаемых станций представляют тектонические лунотрясения. Сейсмографами НАСА за 5 лет исследований было зарегистрировано 28 подобных лунотрясений. Некоторые из них достигают магнитуды 5,5 и длятся более 10 минут. Для сравнения: на Земле подобные землетрясения длятся не более двух минут.

Исследователи о цвете лунного грунта:

«При первом осмотре лунного грунта возникло сомнение в целесообразности цветных съёмок — грунт был нейтрального серого цвета. Но когда части породы в герметичных контейнерах через специальные выносные шлюзы были перенесены в исследовательский бокс, при рассматривании вещества через микроскоп мы увидели много разноцветных мелких зёрен. Одни имели цвет бирюзы, другие — янтарно-жёлтый, были и красноватые, зеленоватые оттенки. Весьма интересны обнаруженные в грунте в большом количестве мелкие, блестящие, как бы отполированные, шарики, — застывшие расплавленные стеклянные капли».

   Исследования советского лунного грунта продолжаются, происходят новые открытия, ставятся эксперименты в области металловедения, минералогии, разрабатываются механизмы формирования минералов на космических объектах, новые методы и способы обработки металлов, что может пригодиться в будущем при создании космических станций и поселений. И решающая роль в этих исследованиях принадлежит советским и российским учёным.

«Показательно, что на одной из научных конференций в Хьюстоне американские специалисты признали: открытие советских учёных — это наиболее значительное из всего, что дала Луна на сегодня человечеству».

Г. Береговой. «Космос землянам»

   А как же американцы с их 382 кг лунного грунта от миссий «Аполлон», часть которых отобрана геологом Харрисоном Шмиттом, участвовавшем в последней экспедиции «Аполлон-17»? Теоретически, пробы, отобранные специалистом-геологом, должны быть для науки гораздо интереснее, чем пробы, собранные вслепую советскими АМС «Луна-16», «Луна-20» и «Луна-24». Да и количество доставленного грунта предлагает большее разнообразие горных пород.

Но об этом в следующем материале.

В предыдущем материале:

Луна оторвалась от Земли при её быстром вращении

Это еще называется «гипотезой центробежного отделения». Суть её в том, что молодая Земля вращалась очень быстро и из-за этого сильно сплющилась. В итоге под действием центробежных сил в области экватора оторвался кусок вещества, из которого затем сформировалась Луна.

Эту версию первым выдвинул в 1878 году сын знаменитого Чарльза Дарвина – Джордж Дарвин. Она вполне считалась главной еще в начале XX века. Ученые даже посчитали, что вырванный кусок находится там, где сейчас Тихий океан, по объёму он как раз подходит.

На самом деле, чтобы такое произошло, Земля должна была вращаться очень быстро, делая полный оборот вокруг оси меньше, чем за 2 часа. Но она к настоящему времени никак не смогла бы замедлиться до нынешних 24 часов. Против этой теории говорит и геология – бассейн Тихого океана образовался всего 70 миллионов лет назад, а возраст нашего спутника — более 4 миллиардов лет. Его химический состав тоже отличается от земного.

Поэтому такая теория происхождения нашего естественного спутника ныне полностью забракована, хотя в своё время была довольно популярной.

Как далеко находится Луна?

Ответ на вопрос о расстоянии до Луны также может показаться сложнее, чем мы думаем.  Луна вращается вокруг Земли по эллиптической орбите, то есть ее удаленность от нашей планеты постоянно меняется, причем разница может достигать 50000 км, именно поэтому размер Луны в нашем небе постоянно меняется. Кроме того, орбита Луны подвергается влиянию других объектов Солнечной системы. Кроме того, Луна постепенно отдаляется от Земли в результате приливного влияния.

Более тщательно исследовать последнюю информацию позволили миссии «Аполло». Побывавшие на Луне в 1969 году американские астронавты установили на ее поверхности несколько зеркальных отражателей, которые не требуют энергии и работают до сих пор. Система отражателей расположена так, что отправленный с Земли лазерный луч, отразившись, возвращается назад отправителю.

Вычислив время, которое требуется лазеру, чтобы достичь Луны и попасть обратно, ученые получили возможность очень точно измерять расстояние до Луны и отслеживать удаление Луны от Земли. В результате было установлено, что Луна отдаляется от Земли со скоростью 38 мм в год или около 4 метров в столетие.

Как добраться до Луны

Среднее расстояние между Луной и Землей составляет 384402 км. Попробуем представить эту цифру в сравнении с земными расстояниями.

Если мы захотим добраться все от того же Брисбена до Перта на автомобиле, нам придется  преодолеть расстояние в 4310 км, на что потребуется около 46 часов. Для преодоления расстояния, равное расстоянию между Землей и Луной, подобное путешествие придется совершить более 89 раз. На это потребуется пять с половиной месяцев непрерывной езды на автомобиле, без учета пробок и возможных ДТП.

К счастью, астронавты «Аполло-11» не были ограничены австралийскими скоростными нормами, и в 1969 году командный модуль «Колумбия» достиг лунной орбиты всего за три дня и четыре часа.

Поверхность Луны

Поверхность Луны можно поделить на 2 вида:

• совсем древняя горная область с огромным числом кратеров (лунные материки);
• условно ровные и юные лунные моря.

Лунные моря, которые составляют приблизительно 16% всей плоскости Луны, — это огромные кратеры, образовавшиеся в следствии столкновений с небесными телами, которые были позже затоплены лавой.

Учёные из Парижского института физики Земли полагают, что 3,9 миллиарда лет назад столкновение Луны с крупным астероидом заставило Луну повернуться

Крупная часть поверхности прикрыта реголитом — смесью тонкой пыли и скалистых осколков, полученных из столкновений с метеоритами. Толщина слоя реголита составляет от долей метра до десятков метров.

По непонятной причине лунные моря сосредоточены на обращенной к нам стороне.

Лунные кратеры

Большая часть кратеров на обращенной к нам стороне называется именами известных людей в истории наук, физика, астрономия, таких как Тихо Браге, Коперник и Птолемей. Особенности рельефа на обратной стороне обладают наиболее современные названия типа Аполлон, Гагарин и Королев — в основном это российские названия, так как первые фотографии были сделаны русским кораблем Луна-3.

На обратной стороне Луны содержится большой бассейн кратеров размером 2250 километров в диаметре и 12 км глубиной — это самый большой бассейн, появившийся в результате столкновения, в Солнечной системе.

Также отделяют второстепенные детали лунного рельефа — купола, хребты, равнины и трещины, которые именуются лунными бороздами.

До получения образцов лунной почвы, ученые ничего не знали о том, когда и как образовалась Луна.

Карта

Лунный ландшафт своеобразен и уникален. Луна вся покрыта кратерами разного размера — от микроскопических до сотен километров в диаметре. Долгое время учёные не могли получить сведений об обратной стороне Луны. Это стало возможным лишь с появлением космических аппаратов.

Сейчас уже созданы очень подробные карты обоих полушарий спутника. Подробные лунные карты составляют для того, чтобы в будущем подготовиться к высадке и колонизации человеком Луны — удачного расположения лунных баз, телескопов, транспорта, поиска полезных ископаемых и т. п.

Луна полая!

О том, что Луна может быть внутри полой, говорит тот факт, что, когда в 1969 году на спутнике Земли потерпел крушение лунный модуль США, Луна буквально «зазвенела», этот звук не прекращался в течение получаса — его зарегистрировала американская аппаратура, установленная на спутнике.

Модуль врезался в поверхность Луны с силой, равной взрыву 11 тонн тринитротолуола, что для такого большого космического тела — укол комара. Тем не менее учёный из NASA Морис Эвинг на пресс-конференции заметил, что «результат настолько необычный, что я бы предпочёл даже и не пытаться интерпретировать его». Странное заявление, согласитесь. Есть некие данные, но американцы просто отмахиваются от них как от мухи. Луна полая? Нет, не слышал!

Фото Shutterstock

Впрочем, версию о том, что внутри Луна может быть полой, высказал другой учёный — из Массачусетского университета. Гордон Макдональд предположил, что Луна внутри пустая, опираясь на данные изучения гравитационного поля спутника Земли. Он оказался не одинок: инспектор NASA Кен Джонсон тоже заявил, что во время падения зонда на поверхность Луны небесное тело не просто «звенело», но и вибрировало на протяжении нескольких часов, причём делало это слишком равномерно — словно внутри стояли какие-то огромные «амортизаторы».

То, что Луна — это, по сути, прочная оболочка, скрывающая внутри что-то неизвестное, косвенно признавал Гарольд Юри, нобелевский лауреат в области химии. Когда данные о химических элементах, из которых состоят лунные породы, попали к нему в руки, он назвал их «взрывающими мозг». Дело в том, что на Луне количество титана (металла, применяемого для изготовления сверхпрочных корпусов подводных лодок и других видов вооружения) превышает земное в десятки раз. Многие учёные признаются: если бы им пришлось строить объект, подобный Луне, они бы точно остановили свой выбор на титане. Кроме этого, на Луне найдены элементы ураниум-236 и нептуниум-237, которые встречаются на Земле в ничтожном количестве. Предполагается, что на Земле они могли образоваться в момент рождения планеты и потому давно распались.

Любопытно, что легенды некоторых народов Земли говорят о времени, в котором Земля была, но Луны у неё ещё не было. Например, легенда зулусов (африканского народа) говорит о том, что Луну на небо «отбуксировали» некие «небесные гости». Это вызвало настоящую катастрофу на Земле — огромные приливные волны и изменение климата, но постепенно всё пришло в норму.

Размер, масса и орбита

Следует изучить характеристику и параметры Луны. Радиус составляет 1737 км, а масса – 7.3477 х 1022 кг, поэтому во всем уступает нашей планете. Однако, если сопоставлять с небесными телами Солнечной системы, то видно, что по размеру довольно крупная (на второй позиции после Харона). Показатель плотности – 3.3464 г/см3 (на втором месте среди лун после Ио), а гравитация – 1.622 м/с2 (17% от земной).

Эксцентриситет – 0.0549, а орбитальный путь охватывает 356400 – 370400 км (перигелий) и 40400 – 406700 км (афелий). На полный обход вокруг планеты уходит 27.321582 дней. К тому же спутник находится в гравитационном блоке, то есть всегда смотрит на нас одной стороной.

Полярное сжатие 0,00125 Экваториальный

радиус 1738,14 км
0,273 земных Полярный радиус 1735,97 км
0,273 земных Средний радиус 1737,10 км
0,273 земных Окружность большого

круга 10 917 км Площадь поверхности 3,793·107 км²
0,074 земных Объём 2,1958·1010 км³
0,020 земных Масса 7,3477·1022 кг
0,0123 земных Средняя плотность 3,3464 г/см³ Ускорение свободного

падения на экваторе 1,62 м/с² Первая космическая

скорость 1,68 км/с Вторая космическая

скорость 2,38 км/с Период вращения синхронизирован Наклон оси 1,5424° Альбедо 0,12 Видимая звёздная величина −2,5/−12,9
−12,74 (при полной Луне)

Лунная атмосфера

Поверхность Луны окружена тонким слоем газов (экзocфepа). Это: аргон, азот, гелий, неон, водород, метан, аммиак, углекислота. По сравнению с земной атмосферой: плотность в десять триллионов раз меньше. Соответственно диапазон колебания температур: от – 15З°C до +107°C.

Что создает атмосферу Луны?

• Солнечный ветер, агрессивно вступающий в реакцию с реголитом.
• Метеориты, приносящие с собой огромную кинетическую энергию и замороженные газы.
• Внутренние газы, извергающиеся на поверхность в результате сейсмической активности.

Условия на поверхности

Прибывшие на единственный спутник Земли космонавты вынуждены будут чувствовать себя некомфортно. И вот по каким причинам:

• Значительное ослабление силы тяжести.
• Отсутствие воды в виде жидкости на грунте.
• Минимальное количество газовой атмосферы.
• Длительность суток в 29,5 раза продолжительнее земных.
• Моментальный переход из ночи в день и обратно с гигантским скачком температуры.

описание и характеристика с фото

Фазы Луны – изменение уровня освещенности спутника Земли. Описание на новолуние, растущую и убывающую Луну, полнолуние с фото солнечного и лунного затмения.

С Земли можно наблюдать, как Луна проходит сквозь череду фаз. Конечно, все дело в падении солнечных лучей. Спутник совершает обороты вокруг Земли, которая вращается вокруг Солнца. Мы видим лишь часть Луны, но одна ее половина всегда освещена. На орбитальный путь тратит 27.3 дней.

В процессе лунных фаз мы сталкиваемся с Растущей Луной – набирает освещенность и Убывающей – яркость падает. Давайте познакомимся с фазами Луны поближе.

Если вы проживаете на южном полушарии, то спутник начинает освещаться слева. Интересно, что выравнивание Солнца, Земли и Луны приводит к удивительным явлениям.

Лунное затмение

Если мы столкнулись с полнолунием, проходящим сквозь земную тень, то это лунное затмение. Спутник темнее и наливается кровавым сиянием. Если это новолуние между планетой и звездой, то имеем солнечное затмение.

Солнечное затмение

Кажется, что мы должны наблюдать за этими удивительными явлениями каждый месяц, но это не так. Лунная орбита наклонена по отношению к солнечной, поэтому большую часть времени спутник располагается выше или ниже звезды. На нижнем фото можно изучить фазы Венеры.

Удивительно, но Венера также проходит сквозь фазы. Если планета расположена на другой стороне звезды, то мы наблюдаем за почти полным диском. Если же она на нашей стороне, то показывается тонкий полумесяц. На нашем сайте вы всегда сможете узнать фазы Луны сегодня или использовать специальный лунный календарь, где фазы спутника расписаны на весь год.