Луна

gordon0030@yandex.ru

Архив выпусков | Участники

↓№ 292↑

09.09.2003 Хронометраж

50:07

Стенограмма эфира

Изучая фотографии поверхности Луны, полученные с космических аппаратов, ученые обнаружили след древнейшей катастрофы на ее поверхности. До сих пор популярна гипотеза об ударном происхождении самой Луны, когда тело величиной с Марс косым ударом вырвало «кусок» Земли. О научных исследованиях естественного спутника Земли — астрофизик Владислав Шевченко.

Участник:

Шевченко Владислав Владимирович — доктор физико-математических наук, заведующий Отделом исследований Луны и планет Государственного Астрономического Института им. П. К. Штернберга (ГАИШ), член Международного астрономического союза, председатель Рабочей группы «Луна и Меркурий» Астросовета РАН, член редколлегии журнала РАН «Астрономический вестник», член редколлегии журнала «Земля и Вселенная». Область научных интересов: исследования тел Солнечной системы с помощью наземных наблюдений и изучения планет и спутников на основе данных, полученных с помощью космических аппаратов.

Материалы к программе:

Общие сведения:

Луна — единственный естественный спутник Земли, находится от нее на расстоянии 384,4 тыс. км. Наклон орбиты к плоскости эклиптики 5°8'. Масса Луны составляет 0,0123 массы Земли или 7,6 · 10²² кг. Диаметр Луны чуть больше четверти земного (0,273) или 3 476 км. Луна — это большой спутник, 5-ое место среди известных естественных спутников в Солнечной системе. Луна — единственный естественный спутник Солнечной системы, который притягивается Солнцем сильнее (в 2 раза!), чем «своей» планетой. Если быть точными, то, скорее, Земля искажает путь Луны вокруг Солнца, чем наоборот. Ускорение силы тяжести на поверхности 1,62 м/с². Светит отраженным солнечным светом, визуальное сферическое альбедо 0,067.

Уже при беглом взгляде на спутники планет Солнечной Системы становится ясно, что их легко можно разделить на две группы. Семь из них можно назвать «гигантскими лунами». Их диаметры заключены в пределах 3000–6000 км, т. е. по величине эти спутники сравнимы с планетой Меркурий. Все остальные спутники, напротив, совсем крошечные — обычно меньше 1000 км в поперечнике. Диаметры многих из них составляют всего несколько десятков километров. Астрономы иногда даже называют их «летающими горами». Интересно заметить, что шесть из семи «гигантских лун» принадлежат трем крупнейшим планетам: Юпитеру, Сатурну и Нептуну. Эти три планеты настолько громадны, что по сравнению с ними даже самые большие их спутники кажутся крошечными. Характерно, что массы этих шести лун обычно меньше 0,001 массы планеты, вокруг которой они обращаются. Седьмая «гигантская луна» обращается вокруг Земли, которая принадлежит к числу самых малых планет в Солнечной системе. Поэтому Земля и ее спутник — Луна — не очень сильно отличаются по размеру и массе. Действительно, Земля только в 81 раз массивнее Луны. Это необычное явление, так как большинство других спутников в Солнечной системе является просто карликами по сравнению с их родительскими планетами. Земля и Луна вполне сравнимы по своим размерам. Поэтому Землю и ее спутник, строго говоря, можно назвать двойной планетой.

Из статьи В. В. Шевченко «Наша уникальная Солнечная система»:

Радиометрический возраст наиболее древнего вещества Солнечной системы, из которого состоят падающие на Землю метеориты, достигает в среднем 4,6 млрд лет. Примерно тот же возраст имеют и наиболее древние породы Луны, доставленные на Землю космическими аппаратами и экспедициями. Естественный спутник нашей планеты по массе в 80 раз меньше центрального тела.

Спутники планет Солнечной системы имеют разную природу образующего их вещества. За исключением нашей Луны, средняя плотность которой 3,34 г/см³, и спутников Юпитера Ио и Европа (плотность которых 3,57 и 2,97 г/см³, соответственно), большинство спутников планет-гигантов состоят изо льда с различными по массе примесями силикатных пород и характеризуются плотностью 1–2 г/см³. Резким исключением выглядят и спутники Марса, массы и размеры которых более соответствуют астероидам, чем типичным спутникам больших планет. Возможно, Фобос и Деймос были захвачены Марсом из пояса астероидов.

Химический состав тел Солнечной системы. Вещество, из которых сложены тела Солнечной системы, можно условно разделить на три группы. Во-первых, это горные породы, состоящие из различных минералов, которые нам хорошо известны на Земле. Современные знания позволяют прогнозировать характер глубинных пород, из которых состоят земные недра. Анализ доступного в настоящее время внеземного вещества показал его общее подобие веществу земному по химическому и минералогическому составу. Основными минералообразующими элементами во всех случаях являются кремний, железо, алюминий, магний и титан в окисленном состоянии, то есть при значительном включении кислорода в химические соединения. Средняя температура плавления этих материалов достигает около 2000 К. Условно эту группу можно назвать «земным веществом».

Углерод, азот, кислород и в меньшем количестве водород, входящий в некоторые химические соединения, составляют распространенную группу планетных летучих веществ. В виде газов эти элементы образуют атмосферы отдельных планет или крупных спутников. Но чаще летучие компоненты вещества Солнечной системы существуют при температурах ниже 273 К в твердом состоянии, то есть в виде льда. Поэтому эту группу назовем условно «льдами».

Наконец, такие газы, как водород и гелий, наиболее обильно встречающиеся на Солнце, с небольшими примесями неона, аргона и некоторых других элементов отнесем к группе «солнечного вещества». Температура кипения подобной смеси составляет около 15 К.

В химическом составе основных тел Солнечной системы и Луны «земное вещество» составляет 99% и более, оно образует планеты земного типа, астероиды и отдельные спутники. Большая часть спутников, относящихся к системам планет-гигантов состоят в основном из «льдов» (группа 2) с некоторой примесью «земного вещества». Те же составляющие, но в другой пропорции, характерны для комет. Юпитер и Сатурн в основном состоят из «солнечного вещества» (группа 3), с примесями «льдов» и «земного вещества».

Ранние стадии развития планет. Для первых сотен миллионов лет в истории Солнечной системы решающим фактором формирования планет и спутников была астероидная и кометная бомбардировка. Достаточно сказать, что современное «лежачее» положение Урана, ось вращения которого наклонена к эклиптике на 980, по-видимому, является результатом столкновения с достаточно крупным телом.

В этот период на Земле и других планетах земного типа формировалась первичная кора. В настоящее время на нашей планете не сохранилось каких-либо следов той эпохи. Вместе с тем, на малых телах, в том числе и на Луне, остановившихся на ранних стадиях своего развития, можно обнаружить хорошо отождествляемые признаки первичной коры.

Если говорить о возрасте и продолжительности в млрд лет глобальных вулканических и тектонических процессов на поверхности Луны и планет земной группы, характеризующих историю эволюции этих тел, то для Земли и Луны временные границы эпох определены по измеренным значениям возраста образцов пород, относящихся к соответствующим периодам. Возраст соответствующих формаций на Марсе определен по кратерной статистике. При этом рассматривались только глобальные образования. Такие отдельные формы рельефа, как, например, гора Олимп имеют более молодой возраст — несколько сотен миллионов лет. Шкала абсолютного возраста для планетарных формаций на Меркурии получена также по кратерной статистике в предположении соответствия метеоритного потока на поверхность Меркурия и на поверхность Луны в аналогичные геологические эпохи.

Следы наиболее ранних процессов планетной эволюции, протекавших более 4,0 млрд лет назад, проявляются в древних формах рельефа на Меркурии, Луне и Марсе. По современным представлениям механизм переноса тепла в недрах Луны, Меркурия и Марса в основном происходил в виде конвекции. Наглядным примером является многофазное формирование лунной коры, при котором более поздние слои выплавлялись из мантии в виде глобальных лавовых потоков, перекрывая уже существовавшие формы рельефа. При весьма близком внешнем сходстве Луны и Меркурия (сильно кратерированная поверхность, лавовые поля и т. п.), должно существовать принципиальное отличие в глобальных процессах, поскольку установлено, что по внутреннему строению Меркурий отличается от Луны огромным ядром. Радиус ядра Меркурия составляет около 75% от радиуса планеты, что соответствует 42% объема (у Луны ядро занимает только 4% объема). В сочетании с высокой средней плотностью Меркурия (5,3 г/см³) это отличие пока ждет своего объяснения.

Процессы глобальной эндогенной (внутренней) активности на Меркурии и Луне прекратились на рубеже 3,0–2,5 млрд лет назад, на Марсе они продолжались еще около одного миллиарда лет.

Процессы формирования вторичной планетной коры можно проследить по их следам на Луне, где вторичная кора образовалась в результате плавления пород верхней и средней мантии. Несмотря на то, что по объему вторичная кора на Луне составляет лишь 1% от общего объема современной лунной коры, эта структура хорошо выражена в глобальных формах рельефа.

Ударные процессы в Солнечной системе. Уникальное образование, относящееся к эпохе завершения процесса дифференциации планетных тел (разделения недр на ядро, мантию и кору), обнаружено на обратной стороне Луны. Речь идет о гигантской многокольцевой впадине (или бассейне) вблизи южного полюса. Диаметр внешнего кольца этой структуры достигает 2500 км, что в 1,4 раза больше лунного радиуса. По данным измерений высот на снимках, полученных автоматическими станциями серии «Зонд» (1968–1970 гг.), глубина впадины достигает 10–12 км относительно окружающего материка. По результатам лазерной альтиметрии с борта спутника Луны «Клементина» (1994 г.) средняя разница высот между гребнем внешнего вала и дном этой многокольцевой структуры превышает 13 км.

Внутри кольца уместились такие довольно крупные образования более позднего происхождения как кратеры Аполлон (диаметр 491 км), Шредингер (320 км), Планк (355 км) и даже небольшое Море Мечты. Судя по количеству мелких кратеров на единицу площади внутри впадины, время его образования относится к раннему периоду лунной истории. Оценки этого возраста сходятся на периоде между 4,3 и 3,9 миллиарда лет.

Спектрозональные изображения, полученные на основе снимков, сделанных космическими аппаратами «Галилео» и «Клементина», обнаружили внутри впадины область мафических (темных) глубинных пород диаметром около 1400 км. Поверхностные породы в этой области выделяются аномально низким для материковых районов значением отношения отражательной способности на 0,41мкм и 0,76мкм.

Обращает на себя внимание тот факт, что с этой депрессией совпадает протяженная отрицательная аномалия силы тяжести. Последнее обстоятельство крайне необычно, поскольку круговые депрессии на поверхности видимого полушария Луны, заполненные мафическими породами (круговые моря), наоборот совпадают с областями, имеющими крупные положительные гравитационные аномалии. Область гигантской депрессии окружена кольцом пород, имеющих иные спектральные характеристики. По фотометрическим измерениям на снимках серии «Зонд» эта область характеризуется большей зрелостью грунта, т. е. высокой степенью переработки покровного вещества в результате микрометеоритной бомбардировки. Зрелость лунного грунта тесно коррелирует с его экспозиционным возрастом (временем пребывания лунного вещества в самом верхнем слое, открытым воздействию окружающего космического пространства). Возможно, рассматриваемая область соответствует выходу на поверхность слоя пород, располагавшегося между глубинным мафическим материалом и верхним слоем полевошпатового материала типичных лунных материков.

Обобщая все известные теперь сведения об одном из самых крупных и самых древних образований Луны, можно предположить, что мы видим след гигантского столкновения молодой Луны с довольно крупным телом. Событие столь грандиозного масштаба должно было в буквальном смысле слова потрясти весь лунный шар: ведь размеры оставшейся после удара впадины превышают лунный радиус. Даже если глубина такого кратера составляла существенно меньше одной десятой его диаметра, удар должен был проникнуть до границы коры и мантии. В этом случае объяснимо появление внутри впадины значительного количества мафических пород, составляющих верхнюю мантию Луны, и обнажение вышележащих слоев литосферы.

Вызывает удивление и другое — «запас прочности» молодой Луны, благополучно пережившей этот почти смертельный удар и сумевшей уцелеть, не развалившись на множество осколков. Подобные следы гигантских ударов (меньших масштабов) были обнаружены и на поверхности некоторых спутников планет-гигантов. Разнообразные исследования наиболее близкого к Земле небесного тела подтвердили существование следа древнейшей катастрофы на поверхности нашей соседки — Луны. Оценки энергии взрыва, необходимой для образования столь крупной ударной структуры, показывают, что упавшее космическое тело могло достигать в поперечнике около 200 км.

Некоторое время назад была высказана и получила широкое распространение интересная гипотеза об ударном происхождении самой Луны, когда тело величиной с Марс косым ударом вырвало «кусок» Земли, раздробившийся на множество осколков, из которых путем последующей аккреции и возник единственный, необычно крупный спутник нашей планеты. Возможно, что бассейн в южной части обратной стороны Луны появился, когда один из последних осколков-спутников Земли перестал существовать, столкнувшись с Луной.

Лед на Луне? Безводная среда Луны является фактом достаточно очевидным и подтверждаемым не только косвенными, но и прямыми исследованиями, включая лабораторный анализ многих образцов лунного вещества, доставленных на Землю. В то же время, радиолокационные измерения, проведенные в апреле 1994 г. с борта аппарата «Клементина», находившегося на окололунной орбите, показали, что в постоянно затененной области на южном полюсе Луны присутствует поверхностный материал, радиолокационные характеристики которого соответствуют параметрам льда. Площадь области с необычными свойствами составляет 6361 км². Результаты этих исследований стали научной сенсацией.

Сохранение льда в лунных условиях можно объяснить только тем, что исследованная область располагается в зоне постоянного затенения, где температура поверхности не может быть выше 90 К. Но откуда первоначально появился лед на безводной, лишенной атмосферы Луне? Одним из гипотетических источников может быть дегазация лунных недр. Однако, все сведения о подобных процессах на Луне в основном ограничиваются очень скудными фактами, общими предположениями и догадками. Более реально рассмотреть вариант внешнего, экзогенного происхождения лунного льда.

В различных областях лунного шара можно наблюдать альбедные аномалии, так называемые диффузные структуры, которые абсолютно не выражены в рельефе и оставляют странное впечатление рисунка, образованного окраской самого поверхностного слоя. Странны для Луны и контуры этих структур. На поверхности тела, никогда не имевшего заметной газовой оболочки, остались яркие следы в виде петель, завитков и т. п. Не случайно в английском языке для обозначения диффузных образований был принят термин «swirls», что значит «завихрения», «клубы дыма».

Среди разных моделей происхождения подобных альбедных аномалий наиболее убедительной кажется версия контакта лунной поверхности с газопылевой комой пролетающих или падающих на Луну комет. В результате такого контакта происходит уплотнение верхнего слоя лунного грунта, что приводит к увеличению его отражательной способности. В этом случае причудливый рисунок на лунной поверхности могут оставить неоднородности в плотных областях комы и выбросы газовых струй из ядра (джеты). По-видимому, в большинстве случаев кометы, столкнувшиеся с Луной, первоначально пролетают вблизи Земли, что приводит к разрушению их ядер на множество фрагментов. Тогда на лунную поверхность падает не монолитное тело (пусть даже малой плотности), а только облако мелких осколков, окруженное газовой оболочкой. Чтобы уплотнить лунный поверхностный слой в достаточной степени для образования альбедной аномалии с достаточно крупными размерами, падающая комета должна иметь соответствующие размеры ядра и комы и соответствующую скорость соударения. Решая обратную задачу, по характеристикам конкретной диффузной структуры оценивают параметры упавшего кометного тела. Попытаемся оценить реальную массу льда, снега или инея, которая в виде распавшейся кометы падает на лунную поверхность.

Наиболее близко к южному полюсу расположена упомянутая выше диффузная структура в Море Мечты, общая площадь которой достигает 50 155 км². Для того, чтобы возникла подобная альбедная аномалия, падающая комета должна была бы иметь размеры ядра около 200 км и скорость падения около 40–50 км/с, при скорости газо-пылевой эмиссии из ядра, равной 4,5 · 10⁻⁵ г/см²/с, и первоначальной плотности ядра 0,6 г/см³. Эти реальные для кометных тел параметры были определены в процессе исследования кометы Галлея космическими аппаратами «Вега» и «Джотто». Несмотря на то, что размеры ядра кометы Галлея существенно меньше (примерно 14 × 7,5 × 7,5 км), для моделирования общих процессов, происходящих в кометах, можно воспользоваться приведенными выше значениями.

Даже если размеры ядра гипотетической кометы будут вдвое меньше, на лунную поверхность обрушится 3,15 · 10²⁰ г кометного вещества, в котором доля льда, по-видимому, составит 2,5 · 10²⁰ г (80%). Энергия взрыва, соответствующая кинетической энергии падающего тела, будет равна приблизительно 10³³ эрг. Этой энергии достаточно, чтобы не только полностью испарить вещество кометного ядра, но и разрушить межмолекулярные связи. Вместе с тем, произойдет образование ударно-синтезированных газов, в числе которых будут и водяные пары.

Примем экстремальные условия ударного процесса, когда температура в эпицентре взрыва может достигать, например, 2000 К. Но даже и в этом случае тепловая скорость молекул воды в облаке пара, в который превратится кометный лед, не превысит 1,6 км/с. Эта величина меньше параболической скорости для Луны (2,38 км/с) и почти равна круговой скорости (1,68 км/с). Следовательно, значительная масса возникшего водяного пара будет растекаться по поверхности, обволакивая лунный шар. Возникнет временная лунная атмосфера с возможным давлением до десятых долей бара. Время естественной тепловой диссипации подобной атмосферы может составлять 3–4 земных дня на освещенном Солнцем полушарии Луны. Но на темной, ночной стороне Луны (или в затененных местах), где температура поверхности не превышает 100 К, тепловые скорости молекул Н₂О упадут до величины около 0,3–0,4 км/с, то есть не исключено образование на поверхности слоя водного льда. Конечно, с наступлением лунного дня этот лед полностью испарится. Однако, в постоянно затененных местах ледяной слой не только сохранится, но будет постоянно наращиваться за счет новых падений комет. По различным оценкам на лунную поверхность может осесть от 0,1 до 0,001 массы упавшей кометы, что соответствует примерно миллиметровому слою льда, сохранившегося в постоянно затененных местах.

Исходя из анализа диффузных структур, сохранившихся на лунной поверхности, можно говорить приблизительно о десяти падениях гигантских комет на Луну за последние 10 млн лет. Но вечно затененная впадина на южном полюсе существует, возможно, около 4 млрд лет. Поэтому неудивительно, если обнаруженный на южном полюсе ледяной слой может иметь мощность на несколько порядков большую, чем та, что приведена выше.

Из анализа диффузных структур вытекает также вывод о посещении околоземного пространства роем необычных, гигантских комет, двигавшихся с большими скоростями. Большие размеры и высокая скорость характерны для «новых» комет, приходящих с окраин Солнечной системы, например, из Пояса Койпера — сравнительно недавно обнаруженного скопления кометоподобных транснептуновых тел на расстоянии от 30 до 50 а.е. от Солнца. В настоящее время открыто около 30 объектов, размеры которых превышают 100 км. По предварительным оценкам в Поясе Койпера могут находиться 10⁴–10⁵ гигантских комет с размерами ядер от 100 до 400 км.

Таким образом, не исключено, что неожиданно найденный лунный лед является веществом загадочных транснептуновых объектов, по странной прихоти совершивших путешествие через всю Солнечную систему.

Если посещение окрестностей Земли гипотетическими транснептуновыми телами пока требует дополнительного подтверждения, то обмен веществом между Луной и Землей, а также между Марсом и Землей является уже свершившимся фактом. Помимо образцов лунных пород, доставленных на Землю с поверхности Луны автоматическими станциями и космическими кораблями, насчитывается 15 фрагментов лунного вещества общей массой 2074 г., попавших на нашу планету естественным путем в виде метеоритов. Лунное происхождение их подтверждается тем, что по структурным, минералогическим, геохимическим и изотопным характеристикам данные метеориты идентичны хорошо изученным в земных лабораториях лунным породам.

Из статьи Ж. Ф. Родионовой «Легко ли достать Луну с неба»:

Наше поколение выросло в удивительное время становления космонавтики и интереснейших открытий в Солнечной системе. Еще учась в старших классах школы мы были горды тем, что наша автоматическая станция «Луна 2» первой достигла лунной поверхности, а «Луна 3» сфотографировала невидимую с Земли сторону Луны в 1959 году. АМС «Зонд-3» в 1965 г. передала на Землю фотографии той части обратной стороны, которая еще не была сфотографирована. Таким образом, у нас впервые появилась возможность создания полной карты Луны. Моя дипломная работа была связана с обработкой снимков, полученных автоматической станцией «Зонд-3» и мне посчастливилось попасть на работу в отдел физики Луны и планет Государственного Астрономического Института им. П. К. Штернберга (ГАИШ).

Какое это было удивительное время — вторая половина шестидесятых годов: участие в подготовке Атласа обратной стороны Луны, в составлении и издании Полной карты Луны масштаба 1 : 5 000 000, фотокарты видимого полушария Луны, крупномасштабной карты экваториальной области Луны, карты сегментов глобуса Луны. Все было впервые. Многие коллективы ученых и картографов под руководством Юрия Наумовича Липского принимали участие в этих работах. За короткий период с 1966 по 1970 г.г. были успешно осуществлены замечательные проекты: первая мягкая посадка на Луну АМС «Луна-9», посадки станций «Сервейер 1» и «Луна-13» (1966 г.), в следующем году — три посадки КА «Сервейер» и завершение фотографирования лунной поверхности КА «Лунар Орбитер» с высоким разрешением, в 1969 г. посадка КК «Аполлон — 11» и «Аполлон — 12» с астронавтами, осуществление доставки лунного грунта АМС «Луна-16» и продолжительное путешествие «Лунохода-1», доставленного АМС «Луна-17» в 1970 г.

Двенадцать астронавтов побывали на Луне, а последняя АМС «Луна-24» опустилась на ее поверхность в августе 1976 г. Возвращаемый аппарат станции доставил на Землю лунный грунт с двухметровой глубины. И вот уже почти двадцать лет ни один космический аппарат не посещал Луну. Лишь КА «Галилео» и «Клементина» фотографировали ее поверхность. Но интерес ученых к Луне не угас. Разрабатываются многочисленные проекты создания долговременной базы на Луне, которые, по-видимому, будут осуществлены в начале будущего столетия. Немногим удастся побывать в этом удивительном мире, где нет воздуха и воды, а сила тяжести в шесть раз меньше, чем у нас на Земле.

Познакомимся с особенностями строения лунного ландшафта. Темные пятна на лунном шаре особенно хорошо видны в полнолуние. На телескопическом снимке можно рассмотреть эти темные области, представляющие собой лавовые равнины.

В системе наименований деталей рельефа Луны, используемой в настоящее время на картах, сохранились названия лунных гор, аналогичные земным названиям (Альпы, Апеннины, Кавказ и другие), данные польским астрономом Яном Гевелием в 1647 г., и система названий для кратеров и морей, предложенная итальянским астрономом Джованни Риччоли в 1651 г. Кратеры названы в честь ученых, а термин «море» сохранился для обозначения темных пятен, видимых невооруженным глазом, хотя уже давно известно, что на Луне нет воды. По-видимому, в то время полагали, что там есть вода, поскольку водная поверхность при взгляде с высокой горы, выглядит темной. В начале семнадцатого века также считали, что Луна влияет на погоду на Земле, и это отразилось в названиях лунных морей. Темные области, расположенные к западу от центрального меридиана носят названия: Океан Бурь, Море Дождей, Море Влажности, Море Облаков, Залив Росы, Залив Радуги, а к востоку от нулевого меридиана — Море Ясности, Море Спокойствия, Море Изобилия. Предполагалось, что появление Моря Дождей на лунном диске должно было означать наступление дождливой погоды, а появление после новолуния Моря Ясности — окончание дождливого периода.

Впоследствии астрономы, составляя свои карты, добавляли новые названия, заменяли прежние. Чтобы навести порядок в обозначении лунных деталей рельефа Международный астрономический союз в 1935 г. утвердил список наименований, который после детального фотографирования поверхности космическими аппаратами и кораблями был исправлен и существенно дополнен новыми названиями для обозначения деталей рельефа на обратной стороне Луны.

Вы можете отождествить названия темных областей, изображенных на снимке с помощью карты-схемы, на которой очерчены границы морей. Используя обзорные карты, составленные в ГАИШ, мы измерили площади, занятые лавовыми равнинами, ошибочно названными морями. Эти данные приведены в таблице, где наряду с русскими названиями даны общепринятые латинские названия. На большинстве карт, изданных в США и Германии, используют именно латинские названия, а не их переводы. Кстати в некоторых книгах вы можете встретить такие названия, как Море Плодородия вместо принятого на картах Моря Изобилия, или Море Опасностей и даже Море Кораблекрушений вместо Моря Кризисов. Площадь, занимаемая Океаном Бурь, немного меньше, чем площадь Берингова Моря на Земле, а Море Спокойствия имеет такую же площадь, как Черное море.

Рассматривая Луну в телескоп можно видеть, что одни лунные моря выглядят глубокими, а у других края более пологие, однако следует иметь ввиду, что на терминаторе (границе света и тени) рельеф выглядит более контрастным, чем это есть на самом деле из-за длинных теней. Абсолютные высоты деталей рельефа на Луне определяют с помощью фотографий, полученных при максимальных значениях либраций, а также с помощью лазерных высотомеров, установленных на космических аппаратах. В таблице наряду с площадями приведены наши оценки среднего уровня крупных морей, вычисленные относительно центра масс Луны и сферы радиуса 1738 км. Море Дождей, например, глубже, чем Море Влажности, а самое глубокое — Море Смита. Имея эти данные, можно вычислить объёмы впадин морей. Относительную глубину можно определить, измеряя длину отбрасываемой тени. Этот способ был предложен еще Галилеем.

В хороший телескоп на дне морей можно рассмотреть кратеры купола и гряды. На фотографии южной части Океана Бурь, полученной КА «Лунар Орбитер» хорошо видны протяженные гряды и купола вулканического происхождения поперечником 5–7 км и высотой 200–400 м. Крупный кратер на верху снимка — Марий диаметром 43 км.

На фотографии западной части Моря Дождей, полученной КК «Аполлон 15», отчетливо виден Пик Ла Гир поперечником 35 км и высотой около 1 км. Склоны пика выглядят крутыми на фотографии, а на местности пик будет иметь пологие склоны. Нарисуйте профиль этой горы, отложив в основании его длину, а в середине по вертикали высоту. Соединив крайние точки, вы убедитесь, что углы наклона не превышают 5 градусов. На снимке также выделяются протяженные гряды, окружающие центральную часть моря, и даже можно рассмотреть отдельные потоки лавы.

Уже первые снимки обратной стороны показали, что там нет обширных лавовых равнин — морей. Согласно нашим данным, на видимом полушарии моря занимают площадь 5 937 тыс. кв. км, что составляет 31% площади видимого полушария, а на обратном полушарии лишь 474 тыс. кв. км, то есть менее 3% (площадь всей поверхности Луны — 38 млн кв. км).

Измерив площади, занятые лавовыми равнинами в пределах каждого десятиградусного широтного пояса, можно построить карту-диаграмму суммарной площади морских образований, по которой легко определить, что в северном полушарии моря занимают вдвое большую площадь, чем в южном. По диаграмме можно определить, какую площадь занимают моря в западном и восточном полушариях. Интересно, что на Меркурии, на Марсе и на Венере лавовые равнины в северном полушарии занимают большую площадь, чем в южном, в то время как на Земле похожее распределение имеют континенты. В «Атласе планет земной группы и их спутников» приведены эти диаграммы.

На обратном полушарии преобладают кратеры и крупные образования. Сначала их называли талассоидами, то есть мореподобными, а в последнее время для них используют термин бассейн. Карта-схема размещения таких бассейнов и морей на всей поверхности Луны позволяет выявить интересную закономерность: большая часть морей и бассейнов (талассоидов) расположены в пределах двух круговых поясов, отмеченных на схеме. Первый пояс, имеющий наклон к экватору +37 градусов, включает следующие образования: Оппенгеймер, Аполлон, Море Восточное, Океан Бурь, Море Дождей, Море Ясности, Озеро Сновидений, Море Кризисов, Море Краевое, Море Смита, Пастер, Ферми, Циолковский, Гагарин, Море Мечты, Лейбниц, Карман и Пуанкаре. Вдоль этого пояса расположены и основные масконы — концентрации масс, скрытых под поверхностью круговых морей, обнаруженные с помощью космических аппаратов в Море Дождей, Море Ясности, Море Кризисов, Море Смита и Море Восточном. Море Восточное — самое молодое многокольцевое образование, получившее свое название по занимаемому им положению на восточном лимбе при наблюдении в телескоп (в астрономической ориентировке), хотя в астронавтической ориентировке оно находится на западном лимбе и с Земли виден только краешек этого моря. Впервые оно полностью было сфотографировано АМС «Зонл-3». На фотографии Моря Восточного, представляющей фрагмент полутонового оригинала Полной карты Луны, хорошо видны Горы Рук и Кордильеры, окружающие море.

Второй пояс, расположенный перпендикулярно первому, имеет угол наклона −53 градуса и проходит через Биркгоф, Ландау, Лоренц, Жерар, Океан Бурь, Море Влажности, Болото Эпидемий, Море Облаков, Деландр, Море Южное, Гумбольдт, Море Москвы, Кемпбелл, Д’Аламбер. Более того, с помощью глобуса Луны или измерений координат крупных кратеров и бассейнов можно проследить замеченную нами особенность в размещении бассейнов обратного полушария и морей видимого полушария. Одиннадцати образованиям диаметром более 300 км, расположенным на обратной стороне в диаметрально противоположных областях видимой стороны, соответствуют образования морского типа. Другими словами, крупные бассейны обратной стороны являются антиподами морей видимой стороны.

В. Г. Сурдин и В. Ю. Теребиж показали, что такое распределение не отличается от случайного. Интересно, что известный астроном З. Копал предполагал наличие антиподов на Луне. В своей популярной книге «Луна — наш ближайший небесный сосед», изданной у нас в 1963 г, он писал, что поскольку длина окружности лунного шара составляет только 10 921 км, то поверхностные волны, возникшие в результате удара метеорита, должны сойтись из всех направлений в диаметрально противоположных точках...» Мы еще не достаточно хорошо знаем о том, как на самом деле происходило формирование поверхности нашего естественного спутника. И все же думается, что реальная причина такого антиподального распределения крупных образований на Луне должна существовать.

Библиография

Бронштэн В. А. Планеты и их наблюдения. М., 1979

Голдсмит Г., Оуэн Т. Поиски жизни во Вселенной. М., 1983

Жарков В. Н., Трубицин В. П. Физика планетных недр. М., 1980

Кауфман У. Планеты и луны. М., 1982

Ксанфомалити Л. В. Планеты, открытые заново. М., 1978

Ксанфомалити Л. В. Парад планет. М., 1997

Маров М. Я. Планеты Солнечной системы. М., 1986

Спутники планет. М., 1980

Уипл Ф. Л. Семья Cолнца. М., 1984

Шевченко В. В. Современная селенография. М., 1980

Шевченко В. В. Луна и ее наблюдение. М., 1983

Шевченко В. В., Родионова Ж. Ф. Глобус Марса — еще одна планета у вас на столе. М., 1993

Тема № 292

Эфир 09.09.2003

Хронометраж 50:07

www.ntv.ru

Сайт управляется системой uCoz