Reliéf mesačného povrchu. §15.2. Reliéf Mesiaca Aký objekt lunárneho reliéfu sa nazýva more

Reliéf mesačného povrchu bol objasnený najmä v dôsledku mnohých rokov teleskopických pozorovaní. „Lunárne moria“, ktoré zaberajú asi 40 % viditeľného povrchu Mesiaca, sú ploché nížiny pretínané trhlinami a nízkymi kľukatými hrebeňmi; V moriach je pomerne málo veľkých kráterov. Mnohé moria sú obklopené sústrednými prstencovými hrebeňmi. Zvyšný, ľahší povrch je pokrytý početnými krátermi, prstencovými hrebeňmi, ryhami atď. Krátery menšie ako 15-20 kilometrov majú jednoduchý miskovitý tvar väčšie krátery (do 200 kilometrov) pozostávajú zo zaoblenej šachty so strmými vnútornými svahmi, majú relatívne ploché dno, hlbšie ako okolitý terén, často s centrálnym kopcom. Výšky hôr nad okolím sú určené dĺžkou tieňov na mesačnom povrchu alebo fotometricky. Takto boli zostavené hypsometrické mapy v mierke 1 : 1 000 000 pre väčšinu viditeľnej strany. Absolútne výšky, vzdialenosti bodov na povrchu Mesiaca od stredu postavy alebo hmotnosti Mesiaca sú však určené veľmi neisto a hypsometrické mapy založené na nich poskytujú iba všeobecnú predstavu o reliéfe Mesiaca. . Oveľa podrobnejšie a presnejšie bol študovaný reliéf lunárnej okrajovej zóny, ktorá v závislosti od libračnej fázy obmedzuje mesačný kotúč. Pre túto zónu zostavili nemecký vedec F. Hein, sovietsky vedec A. A. Nefediev a americký vedec C. Watts hypsometrické mapy, ktoré sa používajú na zohľadnenie nerovností okraja Mesiaca počas pozorovaní s cieľom určiť súradnice Mesiaca (takéto pozorovania sa robia s meridiánovými kruhmi a z fotografií Mesiaca na pozadí okolitých hviezd, ako aj z pozorovaní zákrytov hviezd). Mikrometrické merania určili selenografické súradnice niekoľkých hlavných referenčných bodov vo vzťahu k mesačnému rovníku a strednému poludníku Mesiaca, ktoré slúžia na referenciu veľkého počtu ďalších bodov na mesačnom povrchu. Hlavným východiskovým bodom je malý pravidelný kráter Mösting, ktorý je jasne viditeľný v blízkosti stredu mesačného disku. Štruktúra mesačného povrchu bola študovaná najmä fotometrickými a polarimetrickými pozorovaniami, doplnenými rádioastronomickými štúdiami. mesačná pôdna fáza príliv

Krátery na mesačnom povrchu majú rôzny relatívny vek: od starých, sotva viditeľných, vysoko prepracovaných útvarov až po veľmi zreteľné mladé krátery, niekedy obklopené svetelnými „lúčmi“. Zároveň mladé krátery prekrývajú staršie. V niektorých prípadoch sú krátery vyrezané do povrchu lunárnej Márie a v iných skaly morí zakrývajú krátery. Tektonické trhliny buď prerezávajú krátery a moria, alebo sú samotné prekryté mladšími formáciami. Tieto a ďalšie vzťahy umožňujú stanoviť postupnosť vzhľadu rôznych štruktúr na mesačnom povrchu; v roku 1949 rozdelil sovietsky vedec A.V Khabakov mesačné formácie do niekoľkých po sebe nasledujúcich vekových komplexov. Ďalší rozvoj tohto prístupu umožnil do konca 60. rokov zostaviť geologické mapy strednej mierky pre významnú časť mesačného povrchu. Absolútny vek mesačných útvarov je známy zatiaľ len v niekoľkých bodoch; ale pomocou niektorých nepriamych metód možno určiť, že vek najmladších veľkých kráterov je desiatky a stovky miliónov rokov a väčšina veľkých kráterov vznikla v „predmorskom“ období pred 3 až 4 miliardami rokov. .

Na formovaní lunárnych reliéfnych foriem sa podieľali vnútorné sily aj vonkajšie vplyvy. Výpočty tepelnej histórie Mesiaca ukazujú, že krátko po jeho vzniku sa vnútro zahrialo rádioaktívnym teplom a z veľkej časti sa roztopilo, čo viedlo k intenzívnemu vulkanizmu na povrchu. V dôsledku toho sa vytvorili obrovské lávové polia a množstvo sopečných kráterov, ako aj početné trhliny, rímsy a ďalšie. Zároveň dopadlo na povrch Mesiaca v raných fázach obrovské množstvo meteoritov a asteroidov – pozostatkov protoplanetárneho oblaku, ktorého výbuchy vytvorili krátery – od mikroskopických otvorov až po prstencové štruktúry s priemerom niekoľkých desiatok. a možno až niekoľko stoviek kilometrov. Vďaka absencii atmosféry a hydrosféry sa značná časť týchto kráterov zachovala dodnes. V súčasnosti padajú meteority na Mesiac oveľa menej často; vulkanizmus tiež do značnej miery ustal, pretože Mesiac spotreboval veľa tepelnej energie a rádioaktívne prvky boli zanesené do vonkajších vrstiev Mesiaca. Reziduálny vulkanizmus je doložený výronom plynov obsahujúcich uhlík v mesačných kráteroch, ktorých spektrogramy ako prvý získal sovietsky astronóm N.A. Kozyrev.

Zapnuté Mesiacžiadna atmosféra. Takže ona úľavu nie je chránený pred meteoritmi povrchy nedochádza k erózii hornín a na povrchu Mesiaca nie je žiadny prach. Faktom je, že v bezvzduchovom priestore sa prach rýchlo zlepí do poréznej hmoty podobnej pemze.
Mesačná krajina je prísna a slávnostná. Povrch je posiaty krátermi, veľkými horskými cirkusmi aj malými o veľkosti špendlíkovej hlavičky. Sú meteoritového aj vulkanického pôvodu. Okraje skál sú ostré. Tiene, ktoré vrhajú skaly, sú jasné a čierne.

Mesačná pôda je tmavá, takmer čierna. Fyzici majú taký koncept ako „albedo“ táto hodnota ukazuje, koľko dopadajúceho svetla odráža konkrétny povrch v percentách. Albedo Mesiaca je asi 7 percent. Takto sa odráža čierna. Ak by bola na Mesiaci ľahká pôda, potom by na Zemi za mesačnej noci bola svetlá ako deň.

Horizont na Mesiaci je jeden kilometer od pozorovateľa. Čierna hviezdna obloha mierne žiari. Je to prach z úlomkov meteoritu, ktorý rozptyľuje svetlo. Na oblohe Mesiaca je modrá guľa - Zem, ktorá je zdanlivou veľkosťou 40-krát väčšia ako Mesiac na našej oblohe a dobre osvetľuje jej povrch.

Lunárny povrch je bez života a prázdny. Jeho zvláštnosťou je úplná absencia atmosférických vplyvov, ktoré sú pozorované na Zemi. Noc a deň prichádzajú okamžite, len čo sa objavia lúče Slnka.

Kvôli chýbajúcemu médiu na šírenie zvukových vĺn vládne na povrchu úplné ticho.

Os rotácie Mesiaca je od normály k ekliptike naklonená len o 1,5 0, takže Mesiac nemá žiadne ročné obdobia ani zmeny ročných období. Slnečné svetlo je na mesačných póloch vždy takmer horizontálne, vďaka čomu sú tieto oblasti neustále chladné a tmavé.

Lunárny povrch sa mení pod vplyvom ľudskej činnosti, bombardovania meteoritmi a ožiarenia časticami s vysokou energiou (röntgenové a kozmické žiarenie). Tieto faktory nemajú výrazný vplyv, ale v astronomických časoch silne „rozorávajú“ povrchovú vrstvu – regolit.

Keď častica meteoru dopadne na povrch Mesiaca, dôjde k miniatúrnej explózii a častice pôdy a meteoritov sa rozptýlia do všetkých smerov. Väčšina týchto častíc opúšťa gravitačné pole Mesiaca.

Rozsah denných teplotných výkyvov je 250 0 C. Pohybuje sa od 101 0 do -153 0. K zahrievaniu a ochladzovaniu hornín však dochádza pomaly. K prudkým zmenám teploty dochádza len pri zatmení Mesiaca. Bolo namerané, že sa teplota mení zo 71 na - 79 C za hodinu.

Teplota podložných vrstiev bola meraná rádioastronomickými metódami, v hĺbke 1 m bola konštantná a na rovníku sa rovnala -50 C. To znamená, že vrchná vrstva je dobrým tepelným izolantom.

Analýza mesačných hornín privezených na Zem ukázala, že nikdy neboli vystavené vode.

Priemerná hustota Mesiaca je 3,3 g/cm 3 .

Obdobie otáčania Mesiaca okolo svojej osi sa rovná perióde jeho otáčania okolo Zeme, takže je pozorovaný zo Zeme len z jednej strany. Odvrátená strana Mesiaca bola prvýkrát odfotografovaná v roku 1959.

Svetelné oblasti mesačného povrchu sa nazývajú kontinenty a zaberajú 60 % jeho povrchu. Sú to drsné, horské oblasti. Zvyšných 40% povrchu tvorí more. Sú to priehlbiny vyplnené tmavou lávou a prachom. Pomenovanie dostali v 17. storočí.

Kontinenty pretínajú horské pásma, ktoré sa nachádzajú pozdĺž morí. Najvyššia výška lunárnych hôr dosahuje 9 km.

Väčšina lunárnych kráterov je meteoritového pôvodu. Sopečných je málo, no nájdu sa aj kombinované. Najväčšie mesačné krátery majú priemer až 100 km.

Na Mesiaci boli pozorované jasné erupcie, ktoré môžu súvisieť so sopečnými erupciami.

Mesiac nemá takmer žiadne tekuté jadro, o čom svedčí absencia magnetického poľa. Magnetometre ukazujú, že magnetické pole Mesiaca nepresahuje 1/10 000 zemského.

Atmosféra:

Hoci Mesiac obklopuje vákuum, ktoré je dokonalejšie ako to, ktoré sa dá vytvoriť v pozemských laboratórnych podmienkach, jeho atmosféra je obrovská a je predmetom veľkého vedeckého záujmu.

Počas dvojtýždňového lunárneho dňa sú atómy a molekuly vyrazené z mesačného povrchu na balistické trajektórie sériou procesov ionizované slnečným žiarením a potom poháňané elektromagnetickými efektmi ako plazma.

Poloha Mesiaca na obežnej dráhe určuje správanie atmosféry.

Rozmery atmosférických javov merali sériou prístrojov, ktoré na mesačný povrch umiestnili astronauti Apolla. Analýza údajov však bola brzdená skutočnosťou, že prirodzená mesačná atmosféra je taká tenká, že kontaminácia plynmi vychádzajúcimi z Apolla výrazne ovplyvnila výsledky.

Hlavnými plynmi prítomnými na Mesiaci sú neón, vodík, hélium a argón.

Okrem povrchových plynov sa našli aj malé množstvá prachu, ktoré cirkulovali až niekoľko metrov nad povrchom.

Počet atómov a molekúl na jednotku objemu atmosféry je menší ako bilióntina počtu častíc obsiahnutých v jednotke objemu zemskej atmosféry na úrovni mora. Gravitácia Mesiaca je príliš slabá na to, aby udržala molekuly blízko povrchu.

Každé teleso s rýchlosťou vyššou ako 2,4 km/s unikne gravitačnej kontrole Mesiaca. Táto rýchlosť je o niečo väčšia ako priemerná rýchlosť molekúl vodíka pri bežnej teplote. Disipácia vodíka nastáva takmer okamžite. K disipácii kyslíka a dusíka dochádza pomalšie, pretože tieto molekuly sú ťažšie. V astronomicky krátkych časových úsekoch je Mesiac schopný stratiť celú svoju atmosféru, ak ju niekedy mal.

Teraz sa atmosféra dopĺňa z medziplanetárneho priestoru.

M. Mendillo a D. Bomgardner (Boston University) po analýze výsledkov pozorovaní úplného zatmenia Mesiaca z 29. novembra 1993 dospeli k záveru, že mesačná atmosféra je 2-krát rozsiahlejšia (rovná sa 10 priemerom Mesiaca ), ako sa doteraz predpokladalo.

Je podporovaná nie dopadmi mikrometeoritov a elementárnych častíc slnečného vetra (protónov a elektrónov) na mesačnú pôdu, ale vplyvom svetla a tepelných fotónov zo slnečného žiarenia na ňu.

Hlavnými zložkami sú atómy a ióny sodíka a draslíka vyrazené z lunárnej pôdy. Atmosféra je veľmi riedka, ale atómy sodíka sa ľahko excitujú a silne vyžarujú, takže sa dajú ľahko odhaliť. (Príroda 5.10.1995).

Pôvod: Podľa prevládajúcich moderných teórií vznikol Mesiac spolu so Zemou z rovnakej planetezimály. Vedci sa domnievajú, že spočiatku bol Mesiac veľmi blízko Zeme a J. Darwin napísal, že Mesiac bol kedysi v kontakte so Zemou a obežná doba týchto dvoch telies bola približne 4 hodiny. Ale tento predpoklad sa zdá byť nepravdepodobný. Mnohí veria, že Mesiac vznikol vo vzdialenosti podstatne menšej ako polovica toho súčasného. V tomto prípade by prílivové vlny na Zemi museli dosiahnuť 1 km.

Existujú aj iné teórie. Našli sa nové dôkazy pre hypotézu, že Mesiac vznikol zrážkou nejakého telesa so Zemou.

Podľa údajov z mesačného satelitu Clementine, spracovaných na Havajskej univerzite

Tí (USA), bola zostavená mapa percenta železa na povrchu Mesiaca. Môže sa pohybovať od 0 % v horách do 14 % na dne morí. Ak by mal Mesiac rovnaké mineralogické zloženie ako Zem, potom by železa bolo oveľa viac. To znamená, že bolo nepravdepodobné, že by vznikol z rovnakého protoplanetárneho oblaku so Zemou.

Obrovské oblasti na odvrátenej strane Mesiaca neobsahujú vôbec žiadne železo, ale sú pokryté anorthozitom, horninou bohatou na hliník. Čistý anortozit je na Zemi vzácny.

Vplyv na Zem: Američania R. Bolling a R. Červený študovali údaje o

globálne rozloženie teploty získané zo satelitov v rokoch 1797 až 1994. Z údajov vyplýva, že Zem je teplá, keď je Mesiac v splne, a studená, keď je Mesiac v nove. Mesiac svojim svetlom počas splnu zohreje Zem o 0,02 0 C. Aj takéto teplotné zmeny môžu ovplyvniť klímu Zeme. (Astronomy Now, máj 1995).

Mesiac je nebeské teleso najbližšie k Zemi, a preto je najlepšie prebádané. Najbližšie planéty k nám sú asi 100-krát ďalej ako Mesiac. Priemer Mesiaca je štyrikrát menší ako Zem a jeho hmotnosť je 81-krát menšia. Jeho priemerná hustota je, t.j. menšia ako hustota Zeme. Mesiac pravdepodobne nemá také husté jadro ako Zem.

Vždy vidíme len jednu pologuľu Mesiaca, na ktorej nie sú nikdy badateľné mraky ani najmenší opar, čo slúžilo ako jeden z dôkazov absencie vodnej pary a atmosféry na Mesiaci. Neskôr to potvrdili aj priame merania na mesačnom povrchu. Obloha na Mesiaci by aj cez deň bola čierna ako v priestore bez vzduchu, no tenká škrupina prachu obklopujúca Mesiac mierne rozptyľuje slnečné svetlo.

Na Mesiaci nie je atmosféra, ktorá by zjemňovala spaľujúce slnečné lúče, nedovoľovala röntgenovému a korpuskulárnemu žiareniu Slnka, ktoré je nebezpečné pre živé organizmy, dostať sa na povrch, znižuje uvoľňovanie energie do vesmíru v noci a chráni pred kozmickým žiarením a prúdmi mikrometeorov. Nie sú tam žiadne mraky, žiadna voda, žiadna hmla, žiadna dúha, žiadny východ slnka. Tiene sú ostré a čierne.

Pomocou automatických staníc sa zistilo, že nepretržité dopady malých meteoritov, ktoré drvia povrch Mesiaca, ho akoby obrusujú a vyhladzujú reliéf. Malé úlomky sa nemenia na prach, ale vo vákuu sa rýchlo spekajú do poréznej troskovej vrstvy. Molekulárna adhézia prachu nastáva do niečoho ako pemza. Táto štruktúra lunárnej kôry jej dáva nízku tepelnú vodivosť. Výsledkom je, že pri silných výkyvoch teploty vonku v útrobách Mesiaca aj v malých hĺbkach zostáva teplota konštantná. Obrovské rozdiely teplôt mesačného povrchu zo dňa na noc sa vysvetľujú nielen absenciou atmosféry, ale aj dĺžkou trvania lunárneho dňa a lunárnej noci, čo zodpovedá našim dvom týždňom. Teplota v subsolárnom bode Mesiaca je +120 ° C a v opačnom bode nočnej pologule - 170 ° C. Takto sa mení teplota počas jedného lunárneho dňa!

2. Reliéf Mesiaca.

Už od čias Galilea sa začali zostavovať mapy viditeľnej pologule Mesiaca. Tmavé škvrny na povrchu Mesiaca sa nazývali „more“ (obr. 47). Sú to nížiny, kde nie je ani kvapka vody. Ich dno je tmavé a relatívne ploché. Väčšinu povrchu Mesiaca zaberajú horské, svetlejšie priestory. Existuje niekoľko pohorí nazývaných, ako sú tie na Zemi, Alpy, Kaukaz atď. Výška hôr dosahuje 9 km. Ale hlavnou formou reliéfu sú krátery. Ich prstencové hrebene, vysoké až niekoľko kilometrov, obklopujú veľké kruhové priehlbiny s priemerom až 200 km, ako sú Clavius a Schiccard. Všetky veľké krátery sú pomenované po vedcoch. Takže na Mesiaci sú krátery Tycho, Copernicus atď.

Ryža. 47. Schematická mapa najväčších útvarov na pologuli Mesiaca privrátená k Zemi.

Na úplňku mesiaca na južnej pologuli je cez silný ďalekohľad dobre viditeľný kráter Tycho s priemerom 60 km vo forme jasného prstenca a od neho sa rozchádzajúce radiálne jasné lúče. Ich dĺžka je porovnateľná s polomerom Mesiaca a tiahnu sa naprieč mnohými ďalšími krátermi a tmavými depresiami. Ukázalo sa, že lúče boli tvorené zhlukom mnohých malých kráterov so svetlými stenami.

Je lepšie študovať lunárny reliéf, keď zodpovedajúci terén leží blízko terminátora, t. j. hranice dňa a noci na Mesiaci. Potom najmenšie nepravidelnosti, osvetlené Slnkom zo strany, vrhajú dlhé tiene a sú ľahko viditeľné. Je veľmi zaujímavé hodinu ďalekohľadom sledovať, ako sa v blízkosti terminátora na nočnej strane rozsvietia svetelné body – to sú vrcholy šácht mesačných kráterov. Postupne sa z tmy vynára svetlá podkova - časť okraja krátera, no dno krátera je stále ponorené do

Ryža. 48. Schematická mapa odvrátenej strany Mesiaca, neviditeľná zo Zeme.

úplná tma. Lúče Slnka, kĺzajúce nižšie a nižšie, postupne obkresľujú celý kráter. Je jasne vidieť, že čím menšie sú krátery, tým ich je viac. Často sú usporiadané v reťaziach a dokonca „sedia“ na sebe. Na šachtách starších sa vytvorili neskoršie krátery. V strede krátera je často viditeľný kopec (obr. 49), v skutočnosti je to skupina pohorí. Steny krátera končia terasami strmo dovnútra. Dno kráterov leží pod okolitým terénom. Pozorne si prezrite vnútro šachty a centrálny kopec kráteru Copernicus, ktorý zboku odfotografoval umelý satelit Mesiaca (obr. 50). Zo Zeme je tento kráter viditeľný priamo zhora a bez takýchto detailov. Vo všeobecnosti sú krátery s priemerom do 1 km za najlepších podmienok sotva viditeľné zo Zeme. Celý povrch Mesiaca je posiaty malými krátermi - jemnými prehĺbeninami - to je výsledok dopadov malých meteoritov.

Zo Zeme je viditeľná len jedna pologuľa Mesiaca. V roku 1959 sovietska vesmírna stanica, ktorá preletela okolo Mesiaca, prvýkrát odfotila mesačnú pologuľu neviditeľnú zo Zeme. Od viditeľného sa zásadne nelíši, no „morských“ priehlbín je na ňom menej (obr. 48). Podrobné mapy tejto pologule boli teraz zostavené na základe mnohých fotografií Mesiaca zhotovených zblízka automatickými stanicami vyslanými na Mesiac. Na jeho povrch opakovane padali umelo vytvorené zariadenia. V roku 1969 vesmírna loď s dvoma americkými astronautmi prvýkrát pristála na povrchu Mesiaca. K dnešnému dňu niekoľko expedícií amerických astronautov navštívilo Mesiac a bezpečne sa vrátilo na Zem. Chodili a dokonca jazdili so špeciálnym terénnym vozidlom po povrchu Mesiaca, inštalovali a nechali na ňom rôzne zariadenia, najmä seizmografy na zaznamenávanie „mesačných zemetrasení“ a priniesli vzorky mesačnej pôdy. Ukázalo sa, že vzorky sú veľmi podobné pozemským horninám, ale odhalili aj množstvo znakov charakteristických len pre mesačné minerály. Sovietski vedci získali vzorky mesačných hornín z rôznych miest pomocou automatických strojov, ktoré na príkaz zo Zeme odobrali vzorku pôdy a vrátili sa s ňou na Zem vyslaný na Mesiac, ktorý vykonal mnoho vedeckých meraní a pôdnych rozborov a prekonal na Mesiaci značné vzdialenosti – niekoľko desiatok kilometrov. Dokonca aj na tých miestach na mesačnom povrchu, ktoré vyzerajú zo Zeme hladko, je pôda plná kráterov a posiata skalami všetkých druhov veľkostí. Lunárny rover „krok za krokom“, ovládaný zo Zeme prostredníctvom rádia, sa pohyboval s ohľadom na charakter terénu, ktorého pohľad bol prenášaný

Cirkus Alphonse, v ktorom bolo pozorované uvoľňovanie sopečných plynov (snímku urobila automatická stanica pri Mesiaci).

(kliknutím zobrazíte sken)

na Zem v televízii. Tento najväčší úspech sovietskej vedy a ľudstva je dôležitý nielen ako dôkaz neobmedzených schopností ľudskej mysle a techniky, ale aj ako priame štúdium fyzikálnych podmienok na inom nebeskom telese. Je to dôležité aj preto, že potvrdzuje väčšinu záverov, ktoré astronómovia urobili len z analýzy svetla Mesiaca prichádzajúceho k nám zo vzdialenosti 380 000 km.

Štúdium mesačného reliéfu a jeho pôvodu je zaujímavé aj pre geológiu - Mesiac je ako múzeum dávnej histórie svojej kôry, keďže voda a vietor ho nezničia. Ale Mesiac nie je úplne mŕtvy svet. V roku 1958 si sovietsky astronóm N.A. Kozyrev všimol uvoľňovanie plynov z lunárneho vnútra v kráteri Alphonse.

Na vzniku mesačného reliéfu sa zrejme podieľali vnútorné aj vonkajšie sily. Úloha tektonických a vulkanických javov je nepopierateľná, keďže na Mesiaci sú zlomové línie, reťazce kráterov, obrovská stolová hora so sklonmi rovnakými ako majú krátery. Medzi mesačnými krátermi a lávovými jazerami na Havajských ostrovoch existujú podobnosti. Menšie krátery vznikli dopadmi veľkých meteoritov. Na Zemi je tiež množstvo kráterov vytvorených dopadmi meteoritov. Pokiaľ ide o mesačné „moria“, zjavne vznikajú roztavením mesačnej kôry a vyliatím lávy zo sopiek. Samozrejme, že na Mesiaci, rovnako ako na Zemi, sa hlavné fázy formovania hôr vyskytli v dávnej minulosti.

Početné krátery objavené na niektorých iných telesách planetárneho systému, napríklad na Marse a Merkúre, by mali mať rovnaký pôvod ako tie na Mesiaci. Intenzívna tvorba kráterov zrejme súvisí s nízkou gravitáciou na povrchu planét a so riedením ich atmosféry, čo len málo zmierňuje bombardovanie meteoritov.

Sovietske vesmírne stanice preukázali absenciu magnetického poľa a radiačných pásov na Mesiaci a prítomnosť rádioaktívnych prvkov na Mesiaci.