Строение поверхности луны. Описание луны

Как устроена Луна

12 октября 2019 в 9:24

Давайте посмотрим на то, как устроена Луна.

Форма и состав Луны

Луна, в отличие от Земли, более правильной шарообразной формы.

  • Ее радиус — примерно 1738 км, что составляет 0,272 земного радиуса в районе экватора.
  • Масса Луны меньше массы Земли в 81 раз.
  • Притяжение в 6 раз меньше земного.

Из-за этой особенности (слишком слабая гравитация) Луна не способна удерживать вокруг себя атмосферу (атмосфера будет захвачена Землей), поэтому проекты по созданию искусственной атмосферы вокруг Луны заранее обречены на неудачу. На Луне возможно только создание куполов, заполненных воздухом для дыхания.

Среднее расстояние от Луны до Земли 384 400 км. Наибольшее удаление — 405 500 км, наименьшее — 363 300 км. Невидимая с Земли часть Луны составляет 41 процент всей лунной поверхности. Температура Луны в подсолнечной точке +130 градусов по Цельсию. Температура Луны на ночной стороне -160 градусов по Цельсию.

Из чего состоит Луна

Лунный грунт, который был доставлен на Землю лунными экспедициями, состоит, как показал анализ, из обломчато-пылевого слоя, который называется риголитом. Этот слой образовался на скальных выступах лунной поверхности под влиянием метеоритных ударов (Луна постоянно бомбардируется метеоритами), процессов нагревания и остывания, дробления, смешивания и спекания.

А благодаря тому, что на лунный грунт воздействует солнечный ветер, риголит насыщен нейтральными газами. В целом лунные породы имеют двоякое происхождение: одни из них принадлежат космосу, другие ведут лунную родословную.

Собственно лунный грунт часто носит следы оплавления в результате падений метеоритов либо представлен вулканическими (лавовыми) породами вроде земного базальта, а другая часть риголита — это метеориты. Их на Луне очень и очень много.

Встречаются и породы, которые похожи на земные. Некоторые породы обогащены калием, фосфором и редкоземельными металлами. По мнению ученых, вулканические породы характерны для лунных морей, а сходные с земными — для лунных материков.

В целом отличие от земных пород связано с отсутствием в породах воды, пониженным содержанием натрия и калия, повышенным содержанием железа и титана. Иными словами, Луна — это рай для добывающей промышленности.

Как устроена Луна

Лунные породы очень древние — их возраст составляет примерно 4 млрд лет, причем самыми «молодыми» (более 3 млрд лет) оказались образцы, доставленные из районов лунных морей.

Эпоха активного вулканизма на Луне завершилась давно.

С течением времени уменьшалась и интенсивность метеоритной бомбардировки ее поверхности. Благодаря этому на протяжении последних-2- 3 млрд лет вид лунной поверхности не изменялся. (На Земле под воздействием воды и воздуха древний рельеф не мог сохраниться.)

Впрочем, еще и сейчас на Луне происходят лунотрясения (напоминающие слабые землетрясения), которые зарегистрированы сейсмографами, установленными на Луне астронавтами. Данные этих приборов позволили исследовать внутреннее строение Луны, выделив кору (толщиной около 60 км), мантию (до 1000 км) и ядро радиусом около 750 км.

Лунный рельеф

Сухие моря Луны. Морями и океанами их назвали земные наблюдатели еще в ту эпоху, когда считалось, что на Луне есть настоящие моря с водой. Этому способствовало и то, что по-другому люди просто не могли представить свою соседку, и то, что на общем фоне моря и океаны имеют вид темных пятен.

Только потом стало ясно, что эти моря и океаны — сухие. А сегодня мы знаем, что цвет морей Луны, в отличие от лунных «материков», связан с более темной окраской пород, которые их слагают.

Солнечные лучи неодинаково освещают лунный ландшафт, они сильнее отражаются от высоких и светлых «материков» и слабее — от более глубоких и темных морей, поэтому мы и видим их на поверхности нашего спутника как пятна.

Лунные моря занимают около 40 процентов поверхности обращенной к Земле стороны планеты. Эти лунные впадины практически лишены цирков, зато в них много глубоких трещин и невысоких сглаженных валов. Многие лунные моря окружены цепями лунных гор.

Более мелкие впадины на Луне получили название озер и заливов.

Названия, которые носят моря Луны, хорошо показывают, как представлялась людям Луна: Море Дождей, Море Спокойствия, Море Кризисов, Океан Бурь. Первые имена лунные моря получили еще в XVII веке. Их дал лунным низменностям итальянский астроном Джованни Батиста Риччоли в 1651 году.

Самые крупные моря Луны — Море Холода, Море Дождей, Море Плодородия, Море Спокойствия.

Материковые области представлены горами и горными цепями. Высоту лунных гор с Земли определить очень сложно, поскольку спутник повернут к нам одной стороной и мы все время видим довольно плоскую картинку. К тому же для определения высоты нужно иметь хоть какой-то ориентир.

На Земле мы вычисляем высоту гор относительно уровня мирового океана. Луна — сухая планета. У нее нет воды, а следовательно, нет и уровня океана.

Поэтому сложная картография Луны с определением глубины впадин и высоты гор — это задача для будущих селенографов. Очевидно, для этой работы потребуется их присутствие на самой планете. Ведь снимки Луны даже со спутников не дают точных данных о высоте гор. Первые лунные горы, открытые астрономами, получили названия земных — Кавказ, Апеннины, Альпы, Карпаты.

Горные цепи образовались в результате метеоритной бомбежки или вулканической деятельности на самой Луне. По высоте они сильно варьируются — от пары сотен метров до нескольких километров. Например, известная горная цепь Апеннины имеет вершины до 6 км высотой.

Читать еще:  Прогностическая функция педагогики. Объект, предмет и функции педагогики

Интересные особенности рельефа на Луне

Для Луны характерны и складчатые жилы или горные складки. Они имеют не метеоритное происхождение, а образовались в результате опускания и поднятия лунной коры. Складчатые образования наблюдаются только в областях, примыкающих к морям или горным системам.

Поверхность Луны испещрена кратерами, или, как принято их называть, лунными цирками. В основном лунные цирки образовались в результате падений на нее метеоритов или столкновения Луны с другими крупными космическими телами. Но не все лунные цирки — результат бомбардировки Луны.

Есть целая группа кратеров, которые имеют иное, вулканическое происхождение. Кратеры не так глубоки, как это видится с Земли. В основном они имеют глубину от 10 м до 10 км, причем последние встречаются не так часто.

В целом все цирки ученые делят на пять категорий.

  • К первой относят крупные одиночные кратеры,
  • другие три типа отличаются более светлой окраской прилегающих областей и более поздним временем образования,
  • пятая группа кратеров — это цирки, заполненные лавой (поэтому нередко их называют затопленными).

Затопленные кратеры характерны тем, что не имеют впадины и выглядят гладкими, точно закрыты сверху крышкой. Все кратеры имеют округлую форму и специфические бороздки на склонах. Как правило, молодые кратеры окружены светлыми «лучами». Иногда они перекрывают уже имеющиеся древние цирки.

Некоторые кратеры собраны в цепи. Эти цирки имеют явное вулканическое происхождение, потому что даже при активной бомбардировке метеоритами не могли образоваться такие длинные и четкие узоры на Луне. Тянутся кратерные цепочки более чем на 150 км.

Трещины, сбросы и купола на Луне

Кроме морей, гор и цирков на Луне есть и другие интересные особенности рельефа. Она вся испещрена трещинами и бороздами. Считается, что эти борозды образовались в результате сдвига лунных разломов. Некоторые появились как след бомбардировки метеоритами, при столкновении с крупными объектами.

А часть имеет лунное вулканическое происхождение. Борозды тянутся на значительные расстояния, иногда не на одну сотню километров. Глубина борозд относительно невелика — от 500 м до 1 км, и что очень характерно — ширина борозд на всем протяжении не изменяется.

Интересная особенность лунного пейзажа — сбросы. Это образования в виде прямых отвесных стен, которые могут занимать до нескольких сотен километров. Наиболее известна Прямая Стена в Море Облаков. Ее длина около 100 км, а глубина до 400 м.

Еще одна интересная деталь лунной географии — купола. Это выгнутые щиты, которые, как считают ученые, образовались в результате вулканической деятельности, то есть лавовые образования. Некоторые такие купола имеют проломы, которые могли появиться, когда лава схлынула и внутри щитов образовались пустоты наподобие наших карстовых. Уфологи нередко помещают тайные заводы инопланетян именно в купола. Куполов на Луне немного, буквально несколько десятков.

Как выглядит лунная поверхность

Близость к Земле ее естественного спутника не влияет на сходство их внешнего вида: поверхность Луны разительно отличается от земной.

Состав и поверхность Луны

По своему строению Луна повторяет нашу планету и состоит:

  • из внутреннего сферического ядра, состав которого включает расплавленные соединения железа;
  • немного отличающаяся от внутреннего по химическому составу, но также созданного преимущественно из железа внешнего ядра;
  • частично расплавленного слоя на границе внешнего ядра и мантии, сформировавшегося предположительно в результате кристаллизации глобального внутрилунного океана магмы, произошедшего 4,5 млрд лет назад;
  • мантии, включающей 3 слоя (верхняя, средняя, нижняя);
  • коры.

Реголит

Реголит — лунная почва, сформировавшаяся в результате ударов о спутник инородных космических тел в течение миллиардов лет. Астероиды и каменные части комет раскрошились в пыль, которая впоследствии покрыла собой всю поверхность Луны. Грунт состоит из микроскопических спекшихся частиц. Его отличие от земных горных пород — полное отсутствие связанной воды.

Химический состав и цвет реголита отличаются на разных участках небесного тела. Например, в лунных морях в грунте наблюдается большое количество железа и магния, а на материках — двуокиси кремния и алюминия.

Моря и материки

На диске Луны можно невооруженным глазом различить 2 типа рельефа:

  • более темные зоны округлой формы с гладкой поверхностью — моря;
  • светлые участки, на которых располагаются возвышенности и горы, — материки.

Лунные моря занимают почти треть от всей поверхности видимой стороны Луны и около 16% от рельефа спутника. С земными морями эти образования ничего общего не имеют. Их название — калька с латинского слова. Они представляют собой потоки базальтовой лавы, которые были сформированы древней вулканической активностью. Средняя высота морей на 2,5 км ниже, чем у соседствующих с ними материков. Эти геологические образования более молодые, чем материки.

Самое большое из местных морей — Океан Бурь, размер которого в поперечнике составляет 2400х2000 км. Это единственный океан на спутнике. Кроме него, на сегодня открыто:

  • 20 морей — крупных деталей лунного рельефа;
  • 11 заливов, граничащих с морями и вдающихся в материковую часть;
  • 18 озер — небольших формирований морского типа, но относительно обособленных от морей;
  • 3 болота — низменных областей, менее темных, чем моря.

Из общего числа таких образований по согласованию с астрономическими организациями за последнее время были исключены 7 морей, 1 болото, 2 залива. Среди главных причин исключения — установление того факта, что объект не является самостоятельным, а входит в состав более крупного «водоема», и некоторые другие ситуации, например:

  1. Море Желания было обнаружено на снимках, выполненных в 1959 г. станцией «Луна-3», но при изучении более поздних и четких фото стало ясно, что эта низменность не является единой, а состоит из нескольких кратеров и 1 ровного участка, который впоследствии стал называться Морем Мечты.
  2. Море Новое было открыто в 1913 г., но после детальных исследований в середине 1960-х гг. его объявили частью кратера Жолио.
  3. Море Струве открыли в 1935 г., но в 1976 г. оно было переименовано в Озеро Надежды из-за своих малых размеров.
  4. Море Юго-Западное оказалось кратером и впоследствии стало считаться Бассейном Южный полюс — Эйткен.
  5. Болото Туманов было исключено из списка лунных объектов, т. к. его размеры и особенности не давали оснований данной области заслуживать отдельного названия.
Читать еще:  Когда был создан последний земский собор. Земские соборы в истории россии

На морях отмечены многочисленные купола, образованные лавовыми выбросами, — это вентиляционные отверстия бывших вулканов. У куполов пологие склоны, их диаметр составляет преимущественно 8-12 км.

Материки — более светлые гористые зоны Луны. Горные хребты на них расположены преимущественно вдоль «побережий».

Масконы

Масконы — это остатки упавших на поверхность Луны астероидов, вонзившихся в лунную твердь и оставшихся лежать, возвышаясь над местностью. Плотность этих образований выше собственной плотности сателлита, поэтому они — источники гравитационных возмущений.

Кратеры и цирки

Спутник Земли лишен атмосферы, поэтому для попадания на него метеоритов и астероидов нет преград. Если падающие на нашу планету инородные космические тела сгорают в воздушных слоях, то в случае Луны они обрушиваются на ее поверхность на полной скорости. Это объясняет, почему лунный пейзаж настолько усеян кратерами — их здесь десятки тысяч.

Лунные ударные кратерные образования могут иметь вид маленьких ям или гигантских обрывов. Наибольший местный кратер имеет диаметр 2,5 тыс. км и глубину 13 км. Он носит имя Эйткен, расположен в южной части обратной стороны Луны, но край его наблюдается с Земли.

На поверхности старых образований расположено множество более молодых — это позволяет ученым отследить возраст кратеров и самого небесного тела.

Цирки — кольцевые горы. По своему строению они напоминают кратеры, только обладают плоским дном и не имеют в своем строении центральной горки. Большинство из них отличается импактным происхождением — появились в результате столкновения крупного метеорита, кометы, астероида или другого небесного тела с Луной.

Карта лунной поверхности

Долгое время существовали лишь карты видимой части Луны. Появление космических аппаратов сделало возможным исследование ее обратной стороны. Сегодня существуют подробные схемы обоих полушарий земного спутника.

Поверхность Луны — элементы лунного рельефа

С Земли поверхность Луны выглядит ровной, имеющей лишь светлую и тёмную расцветку. По крайней мере, для невооружённого глаза это выглядит именно так. Но уже в бинокль или небольшой телескоп видно, что это вовсе не так. Когда Галилео Галилей впервые посмотрел на Луну в свой самодельный телескоп, он отметил:

Мы пришли к заключению, что поверхность Луны не гладкая и не ровная, и не в совершенстве сферическая, как полагал в отношении нее целый легион философов, а, напротив, неровная, шероховатая, испещренная углублениями и возвышенностями.

Поверхность Луны на самом деле очень разнообразна – там есть горы и долины, глубокие расщелины и кратеры. Рассмотрим подробнее, какие детали рельефа встречаются на лунной поверхности. Многие из них вы сможете и понаблюдать.

Моря и материки

Если посмотреть на наш спутник, даже невооружённым глазом видны светлые и темные области, образующие причудливые рисунки. Тёмные области издавна считались заполненными водой, то есть морями, по земному подобию. Светлые области, соответственно, считались сушей, то есть материками.

На самом деле, конечно, никаких водных морей на поверхности Луны нет, но темные области продолжают так называть. У них есть даже соответствующие названия – Море Дождей, Море Ясности, Море Кризисов, и даже есть Океан Бурь. Также есть и различные более мелкие образования, опять же, по земным аналогиям названные заливами, озёрами, болотами.

В реальности все лунные моря и прочие тёмные области представляют собой обширные более-менее ровные поверхности, образованные разлившейся и застывшей лавой. Это произошло в тот период, когда Луна была молода и геологически активна, вскоре после её образования. Заполнение морей лавой произошло порядка 3.8 – 4 миллиардов лет назад. Высокие горы, которые были находились там когда-то и были затоплены не полностью, продолжают торчать посреди морей одиночными пиками.

Остальная лунная поверхность, которая не была залита лавой, имеет более светлый оттенок, и называется материками. На них гораздо больше кратеров, многие из которых тоже насчитывают миллиарды лет. В морях же кратеров меньше – только те, которые появились после появления самих морей. Самые старые навеки скрыты под километровыми слоями базальта.

Кратеры и цирки

Даже в 10-кратный бинокль на Луне видны кратеры, во множестве покрывающие её поверхность, особенно светлые области материков. Это округлые образования, напоминающие оспины на лунном лике, с центральной горкой. Некоторые не имеют центральной горки – их называют цирками, но это просто разновидность кратеров.

Большинство кратеров на Луне имеют ударное происхождение – это следы падения крупных метеоритов. При ударе образуется кратер различного размера и из него выбрасывается масса породы. Когда обломки падают снова на поверхность Луны, они образуют вторичные кратеры, более мелкие. Их можно увидеть вокруг всех крупных кратеров – они образовались одновременно, только вторичные появились от падающих обломков.

Кратер Клавий. Снимок с орбиты.

На Луне очень много кратеров самых разных видов и размеров. Только имеющих поперечник более 20 км насчитывается 5185 штук, более 3.5 км – более 17000 штук. Если посчитать все, даже самые мелкие, их будет более миллиона.

Самый большой лунный кратер – Аполлон, его поперечник 524 км. Он расположен на обратной стороне Луны и увидеть его с Земли нельзя. На видимой стороне есть кратер Байи, диаметром 301 км, и много других, очень впечатляющих.

Некоторые кратеры образуют цепочки, располагаясь точно по линии. Обычно это вторичные кратеры, которые образовались из обломков первичного.

Горы и горные цепи

Горы на Луне похожи на земные. Конечно, на них нет ледников, рек и растительности, но это такие же каменные глыбы, в высоту достигающие нескольких километров. Конечно, на Луне нет ветров и дождей, разрушающих камень, однако горы всё равно со временем разрушаются. На них действует так называемое космическое выветривание – солнечное излучение и радиация, большие перепады температур. Это приводит к постепенному растрескиванию и разрушению камня. Из-за этого разрушаются, осыпаются и сглаживаются и валы у кратеров – самые древние практически сравнялись с остальной поверхностью.

Читать еще:  Косма и дамиан. Святые бессребреники и чудотворцы косма и дамиан асийские

На Луне горы обычно располагаются цепью, или хребтами. У них есть названия, часто повторяющие земные – Аппенины, Алтай, Карпаты, Кавказ, Альпы. Самая высокая гора на Луне – Пик Гюйгенса, который расположен на южном берегу Моря Дождей, в горах Аппенины. Высота этой горы над поверхностью моря – 5.5 км, что солидно даже для Земли.

Горы Аппенины на Луне. Большой кратер внизу слева — Эратосфен, вверху — Архимед. В этих горах находится и Пик Гюйгенса.

Что самое интересное, горы, даже Пик Гюйгенса – не самые высшие точки Луны. Высочайшая точка находится около кратера Энгельгардт, который расположен на обратной стороне Луны. Если считать от лунного центра, эта точка от него дальше, чем Пик Гюйгенса, на 6.5 км. Это высшая точка лунной поверхности, хотя и не гора.

Кстати, разница высот между самыми высокими и самыми низкими точками лунной поверхности достигает 18.1 км. Так что масштабы там вполне земные и внушают уважение.

Борозды

На поверхности Луны встречаются борозды. В телескоп они выглядят, как будто через гористую местность кто-то взял и прочертил линию, сравняв всё по пути. Это на самом деле выглядит как борозда – некоторые такие образования тянутся на сотни километров, при этом ширина их сравнительно небольшая.

Борозда Аридея на Луне. Автор: NASA (image by Apollo 10) — Apollo 10 Photography

Как произошли борозды, пока неясно. Есть гипотезы, что они произошли при падении крупных метеоритов. Но есть и другие версии. Например, что они появились в период, когда Луна была геологически активной. Тогда по линии разломов некоторые области могли опускаться, а другие — подниматься. В борозде дно просто несколько опустилось – такие структуры называют еще грабенами.

Борозды на Луне встречаются как единичные, так и целыми системами.

Уступы

Это тоже довольно любопытные детали лунного рельефа. Уступ образуется, когда один участок лунной поверхности опускается относительно другого. Это как в бороздах, только там опускается середина, а у уступов нет средней части – есть только две. Такие образования еще называются сбросами.

Самый известный пример уступа на Луне – Прямая Стена, хотя это не единственное такое образование. Но оно самое известное и доступное для наблюдений. Прямая Стена находится в Море Облаков, имеет длину 120 км и высоту до 300 м. Примерно через неделю после новолуния она отбрасывает большую тень и прекрасно видна.

Прямая Стена на Луне. Автор: NASA (image by Lunar Reconnaissance Orbiter) — JMARS.

Всего на поверхности Луны насчитывается 8 таких образований разных размеров.

Гряды

Это небольшие возвышенности, которые могут тянуться на большие расстояния. Они похожи на складки местности, и часто встречаются в лунных морях. Их иногда называют венами, потому что они похожи на выпирающие вены на человеческих руках.

Так выглядят лунные гряды.

Гряды образовались, когда заливавшая моря лава застыла и сжалась. Из-за сжатия она слегка покоробилась, образовав вот такие протяженные возвышенности, как бы волны. Гряды в кольцевых морях или кратерах могут проходить по краю и иметь такую же кольцевую форму. Если гряда проходит над затопленной лавой горой, она в этом месте тоже выпячивается, повторяя рельеф.

Гряды встречаются не только на лунной поверхности, но и на других планетах – на Меркурии, Венере.

Масконы

Это любопытные объекты, которые на первый взгляд ничем не отличаются от остальной местности. Это просто участок лунной поверхности, в котором наблюдаются гравитационные аномалии, то есть гравитация там повышена по сравнению с другими местами.

На счет происхождения такого явления есть разные версии. Ясно одно – в этом месте плотность вещества повышена, поэтому и масса его больше, а значит, и гравитация тоже будет немного, но больше.

По одной из версий, под поверхностью остаётся массивная часть упавшего метеорита. В пользу этого говорит и то, что масконы встречаются в центре крупного кратера. Но у этой версии есть недостаток – метеорит должен быть просто огромным, притом массивным – состоять сплошь из железа или другого металла.

Другая теория более вероятна. При ударе большого метеорита образуется глубокий кратер, и толщина лунной коры здесь становится меньше на несколько километров. Мантия, давящая снизу, выпячивается и её верхние слои застывают, образуя неглубоко под поверхностью массивный слой. Иногда магма прорывалась и заливала кратер полностью.

Конечно, такое могло происходить, когда Луна была геологически активным телом, около 4 миллиардов лет назад. Но и некоторые масконы расположены под морями, имеющими округлую форму – Море Кризисов, Дождей, Облаков, Ясности и других. Вполне вероятно, что и моря эти появились из-за излившейся магмы, образовав слой базальта. В зоне маскона, таким образом, на всю глубину будет этот базальт, вплоть до самой мантии, потому что там она и прорвалась на поверхность, затопив всю округу на сотни и тысячи километров вокруг.

Все эти детали лунной поверхности вы можете увидеть, вооружившись даже небольшим телескопом. Не удастся увидеть разве что масконы, так как это, по сути, не объект, а аномалия, расположенная под поверхностью. Но моря, кратеры, горы, уступы и борозды вполне можно рассмотреть. Чтобы вам было проще, воспользуйтесь картой Луны в хорошем качестве – там подписаны практически все интересные объекты, видимые в небольшой телескоп.

Там есть карты прямые, для наблюдений в бинокль, и перевернутые, для наблюдений в телескоп.

Источники:

http://www.astromeridian.ru/astro/kak_ustroena_luna.html

Как выглядит лунная поверхность

http://astro-world.ru/poverxnost-luny-elementy-lunnogo-relefa/

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector