Луна — спутник земли

Происхождение спутника

Столкновение Тейи с Землёй, в результате которого, как предполагается, возникла Луна

Среди множества невероятных и вполне реальных гипотез происхождения спутника нашей планеты, популярностью пользуется одна, согласно которой в космическом пространстве произошло столкновение Земли с другим телом (Тейей), в результате чего в космос отделилось планетное вещество, но не улетело далеко из-за гравитационных сил Земли. Это вещество со временем приняло привычный нам облик Луны.  Японские ученые, работавшие над изучением происхождения спутника, выдвинули предположение, что этим веществом была магма, из которой более 4 млрд лет состояла внешняя оболочка Земли.

Физические поля Луны

Ус­ко­ре­ние си­лы тя­же­сти у по­верх­но­сти Л. в 6 раз мень­ше зем­но­го и со­став­ля­ет 1,623 м/с2. Осн. ме­то­дом изу­че­ния гра­ви­тац. по­ля Л. яв­ля­ет­ся ис­сле­до­ва­ние воз­му­ще­ний ор­бит её ис­кусств. спут­ни­ков. Эти ис­сле­до­ва­ния по­зво­ли­ли ус­та­но­вить об­щую асим­мет­рию рас­пре­де­ле­ния масс в те­ле Л., а так­же вы­де­лить ме­ст­ные кон­цен­тра­ции масс (т. н. мас­ко­ны), рас­по­ло­жен­ные в пре­де­лах верх­ней ман­тии в об­лас­ти кру­го­вых мо­рей ви­ди­мо­го по­лу­ша­рия Лу­ны.

Темп-ра по­верх­но­сти Л. в под­сол­неч­ной точ­ке со­став­ля­ет ок. 130  °C, на ночной сто­ро­не опус­ка­ет­ся до –160…–170  °C. Низ­кая от­ра­жа­тель­ная спо­соб­ность лун­но­го по­верх­но­ст­но­го слоя при­во­дит к то­му, что ок. 90% па­даю­щей на Л. сол­неч­ной ра­диа­ции пе­ре­хо­дит в те­п­ло­ту. По­это­му Л. име­ет собств. те­п­ло­вое из­лу­че­ние в ИК-об­лас­ти спек­тра и час­тич­но в ра­дио­диа­па­зо­не. Мак­си­мум собств. из­лу­че­ния Л. ле­жит в об­лас­ти длин волн 7 мкм. Мак­си­мум от­ра­жён­но­го из­лу­че­ния Л. при­хо­дит­ся на дли­ну вол­ны 0,6 мкм (мак­си­мум рас­пре­де­ле­ния энер­гии в сол­неч­ном спек­тре на­хо­дит­ся ок. дли­ны вол­ны 0,47 мкм). Из­ме­ре­ния теп­ло­во­го из­лу­че­ния не­ос­ве­щён­ной час­ти лун­но­го дис­ка, про­во­ди­мые в про­цес­се сме­ны фаз или во вре­мя лун­ных за­тме­ний, по­зво­ля­ют оце­нить те­п­ло­вую инер­цию по­кров­но­го ве­ще­ст­ва, ко­то­рая у лун­но­го грун­та ока­зы­ва­ет­ся на два по­ряд­ка мень­ше, чем у зем­ных гор­ных по­род. Столь низ­кое зна­че­ние те­п­ло­вой инер­ции свой­ст­вен­но толь­ко силь­но из­мель­чён­ным по­ро­дам, по­ме­щён­ным в ус­ло­вия вы­со­ко­го ва­ку­ума. Из­ме­ре­ния яр­ко­ст­ной темп-ры ра­дио­из­лу­че­ния по­зво­ля­ют оп­ре­де­лить теп­ло­вой ре­жим сло­ёв, рас­по­ло­жен­ных под по­верх­но­стью Л. на глу­би­не не­сколь­ких длин волн из­лу­че­ния. В ча­ст­но­сти, ус­та­нов­ле­но, что на глу­би­не ок. 1 м темп-ра ре­го­ли­та не пре­тер­пе­ва­ет су­ще­ст­вен­ных из­ме­не­ний в течение лунных суток. Этот вы­вод был под­твер­ждён при бу­ре­нии грун­та эки­па­жа­ми КА «Апол­лон».

Мно­го­числ. маг­ни­то­мет­рич. ис­сле­до­ва­ния (ор­би­таль­ная маг­нит­ная съём­ка и из­ме­ре­ния не­по­сред­ст­вен­но на по­верх­но­сти Л.) ус­та­но­ви­ли от­сут­ст­вие у Л. собств. маг­нит­но­го по­ля. В то же вре­мя в не­ко­то­рых рай­онах лун­ной по­верх­но­сти за­фик­си­ро­ва­ны ме­ст­ные маг­нит­ные ано­ма­лии. В рай­онах лун­ных мо­рей ви­ди­мо­го по­лу­ша­рия ве­ли­чи­на магнитной индукции у по­верх­но­сти ко­леб­лет­ся от 0,1 до не­сколь­ких нТл. Наи­бо­лее зна­чит. маг­нит­ные ано­ма­лии об­на­ру­же­ны на об­рат­ной сто­ро­не Л., где магнитная индукция в не­ко­то­рых мес­тах дос­ти­га­ет св. 300 нТл. Ис­сле­до­ва­ния ос­та­точ­ной на­маг­ни­чен­но­сти об­раз­цов лун­ных по­род, дос­тав­лен­ных на Зем­лю, по­зво­ля­ют пред­по­ло­жить, что за­мет­ное маг­нит­ное по­ле мог­ло су­ще­ст­во­вать у Л. 3,6–3,8 млрд. лет на­зад. При­ро­да воз­ник­но­ве­ния лун­но­го па­лео­маг­не­тиз­ма и на­блю­дае­мых в совр. эпо­ху маг­нит­ных ано­ма­лий пока не установлена.

Особенности лун

Поверхность лун

Многие луны в Солнечной системе имеют неровную поверхность, покрытую кратерами от метеоритов и вулканической активностью. Однако есть и такие луны, у которых поверхность покрыта лавовыми полями. Некоторые луны имеют геологически активные области с гейзерами, вулканическими извержениями и другими признаками вулканизма. Также у некоторых лун могут быть обширные каньоны и горные цепи.

Орбита лун

Орбиты лун могут быть различными в зависимости от их массы и расположения относительно планеты. Некоторые луны имеют круговые орбиты, в то время как другие могут иметь эксцентрические орбиты, которые могут быть подвержены влиянию гравитационных сил других спутников планеты. У некоторых лун также есть спутники, которые обращаются вокруг них, что может создавать интересные гравитационные взаимодействия и влиять на орбиту луны.

Состав лун

Состав лун может быть различным в зависимости от их происхождения и возраста. Некоторые луны могут быть сделаны из льда, камней или металлов, а другие могут иметь сложный состав атмосферы и гейзеров. Этот разнообразный состав имеет большое значение для научных исследований лун и создания теорий о том, как они могли возникнуть и какова их роль в Солнечной системе.

Исследование лун

Луны всегда привлекали внимание ученых и любителей космоса. Их исследование помогает нам понять лучше космос и происхождение жизни на Земле

Интерес к лунам привел к созданию специальных миссий, направленных на их изучение. Некоторые луны были исследованы роботами, другие — пилотируемыми космическими кораблями. Результаты научных исследований помогли расширить наши знания о лунах и Солнечной системе в целом.

Строение Луны и ее особенности

Луна состоит из коры, верхней мантии, средней мантии, нижней мантии и ядра. Толщина коры Луны в среднем составляет около 68 км, изменяясь от 0 км под лунным морем Кризисов до 107 км в северной части кратера Королёва на обратной стороне. Лунная мантия имеет несколько слоев: верхняя мантия (до 200 – 300 км), средняя мантия (до 500 – 600 км), нижняя мантия (до 800 – 900 км). Оболочка внутреннего ядра Луны имеет радиус около 240 км, а жидкое внешнее ядро имеет радиус примерно 300 – 400 километров.

Строение Луны в разрезе

Поверхность Луны покрыта реголитом — смесью тонкой пыли и скалистых обломков, образующихся в результате столкновений метеоритов с лунной поверхностью. Ударно-взрывные процессы, сопровождающие метеоритную бомбардировку, способствуют взрыхлению и перемешиванию грунта, одновременно спекая и уплотняя частицы грунта.

В лунном реголите много кислорода, входящего в состав оксидов, причём самым распространённым из последних является диоксид кремния— 42,8 %.

Таблица: Химический состав лунного реголита в процентах

Элементы	Доставлен «Луной-20»	Доставлен «Луной-16»
Si	20	20
Ti	0,28	1,9
Al	12,5	8,7
Cr	0,11	0,2
Fe	5,1	13,7
Mg	5,7	5,3
Ca	10,3	9,2
Na	0,26	0,32
K	0,05	0,12

Поверхность Луны можно разделить на два типа:

1. Очень старая гористая местность (лунные материки).
2. Относительно гладкие и более молодые лунные моря.

Лунные «моря», которые составляют приблизительно 16 % всей поверхности Луны, — это огромные кратеры, возникшие в результате столкновений с небесными телами, которые были позже затоплены жидкой лавой. Из-за влияния гравитационного момента при формировании Луны, её «моря», под которыми лунными зондами обнаружены более плотные, тяжёлые породы, сконцентрированы на обращённой к Земле стороне спутника.

Большинство кратеров на обращённой к Земле стороне Луны названо по имени знаменитых людей в истории науки, таких как Тихо Браге, Коперник и Птолемей. Детали рельефа на обратной стороне имеют более современные названия типа Аполлон, Гагарин и Королёв.

На обратной стороне Луны расположена огромная впадина Бассейн Южный полюс — Эйткен диаметром 2250 км и глубиной 12 км — это самый большой бассейн в Солнечной системе, появившийся в результате столкновения. Море Восточное в западной части видимой стороны (его можно видеть с Земли) является отличным примером многокольцевого кратера.

Также выделяют второстепенные детали лунного рельефа — купола, хребты, борозды — узкие извилистые долиноподобные понижения рельефа.

На Луне имеется вода. В регионе северного полюса обнаружено не менее 600 млн. тонн воды, большая часть которой находится в виде ледяных глыб, покоящихся на дне лунных кратеров. Всего вода была обнаружена в более чем 40 кратерах, диаметр которых варьирует от 2 до 15 км.

На Луне присутствуют сейсмические колебания поверхности, называемые Лунотрясениями, которые можно разделить на 4 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.

Жесткость.

Различные данные позволяют заключить, что Луна значительно более жесткий объект, чем Земля, а значит, температура в недрах Луны была относительно невысокой. Изучение орбиты Луны и ее либраций показало, что фигура Луны представляет собой трехосный эллипсоид. Эта форма не соответствует той, которую должна была бы принять Луна под действием собственной силы тяжести, гравитационного поля Земли и центробежных сил, вызванных вращением Луны. Для поддержания этой неправильной формы требуется, чтобы Луна была жесткой, по крайней мере в своих внешних слоях.

Области большой концентрации массы – масконы, открытые в 1968 под лунной поверхностью, также указывают на достаточную жесткость внешних оболочек Луны. Масконы располагаются под круглыми морями, сформировавшимися в результате мощных столкновений (например, Море Дождей, Море Ясности, Море Кризисов, Море Нектара и Море Влажности), а также под областями, которые в прошлом могли быть морями, но затем оказались покрыты ударными кратерами. Масконы демонстрируют, что на Луне, по крайней мере в областях, лежащих над масконами, отсутствует изостазия – известное на Земле явление, при котором массивные блоки коры медленно тонут до тех пор, пока не достигнут равновесия с остальными участками коры.

Луна в сравнении с Землёй

… Каждое небесное тело замечательно по-своему. Древние греки назвали Луну Селеной. По греческой мифологии, Селена — это богиня, сестра Гелиоса (Солнца), покровительница ведьм и колдунов. Вот такое неприятное и грозное содержание в
слове «Селена». Но людям Луна ничего плохого не несёт. Единственно, в чём её можно «упрекнуть», так это в том, что она ежедневно на берегах океанов Земли
устраивает приливы и отливы. Ничего не поделаешь: таково гравитационное воздействие Луны на поверхность океана, ведь масса Луны огромна. Ещё одна загадка состоит в том, почему Земля имеет такой большой спутник как Луна. Таких крупных спутников не имеет ни одна планета Солнечной системы, включая планеты-гиганты Юпитер и Сатурн.

Долгое время загадкой считался тот факт, что скорость вращения Луны вокруг собственной оси в 27,3 раза меньше, чем скорость вращения Земли, отчего Луна и «смотрит» постоянно на
Землю одной стороной. И сейчас у любого человека этот феномен вызывает вопросы и наводит на размышления. Много гипотез было высказано по этому
поводу, начиная с предположения, что Луну «КТО-ТО специально поставил таким образом» и заканчивая электрической гипотезой торможения собственного вращения
Луны посредством сил от протекающих в недрах Луны мощных электрических токов. Но наиболее разумное и принятое учёными физическое объяснение феномена «остановки»
вращения Луны связано с работой взаимных приливных сил системы «Земля-Луна». Именно приливные силы способствовали замедлению вращения нашего спутника вокруг собственной оси и затем его «синхронизации» с вращением вокруг Земли.

Доказанным является и тот факт, что Луна понемногу, примерно на 3 см. в год, удаляется от Земли. И
виновны в этом опять приливные силы. На первый взгляд это может вызвать недоумение, ведь из физики известно, что для того чтобы перевести объект на более дальнюю орбиту, необходимо затратить энергию. Откуда в данном случае она берётся? Решение этой загадки следующее. Суммарная энергия системы «Земля-Луна»
не меняется. Луна понемногу удаляется от Земли, а Земля, в свою очередь, замедляет своё вращение. На протяжении миллиардов лет Луна существенно удалилась от Земли. Её удаление продлится до тех пор, пока продолжительность суток не сравняется с продолжительностью лунного месяца. В то время Луна удалится от Земли на расстояние примерно вдвое дальше, чем теперь.

Над поверхностью Луны нет ни одной молекулы того газа, который мы называем воздухом. Не будем уточнять, что воздух — это смесь газов. Таким образом, над поверхностью Луны нет никакой среды, никакой погоды, никаких звуков, т.е. почти абсолютный вакуум. Нет в лунных «морях» ни капли воды. Невообразимый контраст с Землёй, поверхность которой на 3/4 покрыта водой, а глубины океанов доходят до десяти и более километров!

А вот в рельефе Луны и Земли небольшое сходство имеется. Конечно, это горы. На Луне есть вершины до 8 тысяч метров, как на Земле. Но на Земле такие вершины покрыты снегом или льдом; на Луне такой красоты не увидишь, к тому же ничего живого вокруг: ни травинки, ни кустика, ни пения птиц. В целом,
Луна отличается очень неровным рельефом. Разница в высоте между нижней точкой Бассейна Айткена и верхней кромкой края Бассейна Королёва (на обратной стороне Луны) составляет более 16 километров! На Земле подобное различие составляет 20 километров.

Состав и поверхность

Луна повторяет Землю и также располагает внутренним и внешним ядром, мантией и корой. Ядро – сплошная железная сфера, простирающаяся на 240 км. Вокруг нее сосредоточено внешнее ядро из жидкого железа (300 км).

Далее идет наполовину расплавленный слой (500 км). Полагают, что он сформировался из-за кристаллизации глобального океана магмы 4.5 млрд. лет назад. Этот процесс создал мантию с магнием и железом.

Также в мантии можно обнаружить магматические породы, где железа больше чем у нас. Кора простирается на 50 км. Ядро охватывает всего 20% от всего объекта и вмещает не только металлическое железо, но и небольшие примеси серы и никеля. Можете увидеть, как выглядит строение Луны на схеме.

Внутреннее строение Луны

Ученым удалось подтвердить наличие на спутнике воды, большая часть которой сосредоточена на полюсах в затененных кратерных формированиях и подповерхностных водохранилищах. Думают, что она появилась из-за контакта спутника с солнечным ветром.

Лунная геология расходится с земной. Спутник лишен плотного атмосферного слоя, поэтому на нем нет погоды и ветровой эрозии. Небольшой размер и низкая гравитация приводят к быстрому охлаждению и отсутствию тектонической активности. Можно отметить огромное количество кратеров и вулканов. Повсюду хребты, морщины, нагорья и впадины.

Сильнее всего замечается контраст между яркими и темными территориями. Первые именуют лунными возвышенностями, а вот темные – моря. Нагорья сформировались магматическими породами, представленными полевым шпатом и следами магния, пироксена, железа, оливина, магнетита и ильменита.

Камера LROC отобразила лунную территорию Южного полюса с протяжностью в 600 км

Базальтовая порода легла в основу морей. Часто эти участки совпадают с низинами. Можно отметить каналы. Они бывают дугообразными и линейными. Это лавовые трубы, охлажденные и разрушенные с момента вулканической спячки.

Борозда Ариадеус, запечатленная миссией Аполлон-10. Темная территория справа сверху – половина кратера Босковича

Примечательная особенность нашего спутника – ударные кратеры, формирующиеся при падении крупных космических камней. Кинетическая ударная энергия формирует ударную волну, приводящую к депрессии, из-за чего вырывается много материала.

Кратеры простираются от небольших ям до 2500 км и глубины 13 км (Айткен). Самые крупные появились в ранней истории, после чего начали уменьшаться. Можно отыскать примерно 300000 углублений с шириной в 1 км.

Кроме того, интерес представляет лунная почва. Она сформировалась из-за ударов астероидов и комет миллиарды лет назад. Камни раскрошились в мелкую пыль, которая покрыла всю поверхность.

Снимок исторического следа от ботинка, оставленного астронавтами Аполлона-11

Химический состав реголита отличается в зависимости от позиции. Если в горах много алюминия и двуокиси кремния, то моря способны похвастаться железом и магнием. Геологию исследовали не только телескопическими наблюдениями, но и анализом образцов.

Плотность и химический состав.

Средняя плотность Луны 3,34 г/см 3 . Это близко к плотности метеоритов хондритов, т.е. солнечного вещества, за исключением наиболее летучих его компонентов, таких, как водород и углерод. Плотность Луны близка и к плотности земной мантии; по крайней мере, это не противоречит гипотезе о том, что Луна некогда оторвалась от Земли. Значительно более высокая средняя плотность Земли (5,5 г/см 3 ) в основном обусловлена плотным железным ядром. Низкая плотность Луны означает отсутствие у нее заметного железного ядра. Более того, момент инерции Луны свидетельствует о том, что это шар однородной плотности, покрытый анортозитовой (богатый кальцием полевой шпат) корой толщиной 60 км, что подтверждается сейсмическими данными.См. ЗЕМЛЯ; МЕТЕОРИТ.

Основными лунными породами являются: 1) морские базальты, более или менее богатые железом и титаном; 2) материковые базальты, богатые камнем, редкоземельными элементами и фосфором; 3) алюминиевые материковые базальты – возможный результат ударного плавления; 4) магматические породы, такие, как анортозиты, пироксениты и дуниты.

Реголит (см. выше) состоит из фрагментов основной породы, стекла и брекчии (порода, состоящая из сцементированных угловатых обломков), образовавшихся из основных типов пород. Лунные породы не полностью схожи с земными. Обычно лунные базальты содержат больше железа и титана; анортозиты на Луне более обильны, а летучих элементов, таких, как калий и углерод, в лунных породах меньше. Лунные никель и кобальт, вероятно, были замещены расплавленным железом еще до окончания формирования Луны.См. БАЗАЛЬТ; БРЕКЧИЯ; ГЕОЛОГИЯ; МИНЕРАЛЫ И МИНЕРАЛОГИЯ.

Карта

Первое изображение лунной поверхности на бумаге появилось в начале 17 века. Его автором стал англичанин У. Гильберт. Однако самой известной картой ночного светила стала работа Тобиаса Майера.

Создание первых лунных карт стало возможным благодаря появлению астрономического оборудования, в частности телескопов, однако они не отличались особенной детальностью, в отличии от современных карт. В настоящее время космическое оборудование шагнуло далеко вперед и благодаря современной аппаратуре астрономы выделяют следующие виды рельефа на Луне: болота, борозды, горы, гряды, долины, заливы, кратеры, моря, мысы, озера, океаны, равнины, сбросы и цепочки. Их отличительные черты можно изучить на новых картах лунной поверхности. При этом любому желающему доступны не только бумажные версии карт, но и электронные, в том числе трехмерная карта рельефа спутника, размещенная в интернете.

Гипотезы возникновения Луны

Космическая коллизия. Согласно одной из широко распространенных гипотез, Луна могла образоваться из части Земли в результате столкновения с огромным небесным телом типа Марса.

При изучении сложных проблем всегда возникает много гипотез. Немало гипотез, иногда просто фантастических предположений относится к происхождению Луны.

✦ По одной из них, Луна первоначально была частью Земли, но потом оторвалась от
Земли, оставив на ней глубокую впадину на месте нынешнего Тихого океана. Какие причины, какие силы могли оторвать от Земли такой кусок как Луна? Одни астрономы воздерживаются от ответа
на этот вопрос, другие находят разные объяснения. Например, по предположению американских астрономов Хартмана и Дэвиса, когда-то, примерно четыре миллиарда
лет назад, какое-то огромное космическое тело, никак не меньше Марса, столкнулось на большой скорости с Землёй. А дальше всё просто: неизвестное
космическое тело разбилось на мелкие куски, и от Земли тоже полетели осколки и пыль… Из этих осколков, которые начали вращаться вокруг Земли, и
сформировалась за эти четыре миллиарда лет наша спутница Луна. Заодно авторы гипотезы объяснили и такой факт: на Земле, т.е. в её коре много железа (Fe),
а на Луне его почти нет, потому и магнитного поля нет. Почему? Оказывается, всё просто: при ударе гипотетического космического тела о Землю железо из ядра этого
тела растеклось по Земле и осталось в её коре, а Луне железа почти не досталось. Огромная тепловая энергия, высвободившаяся при столкновении Земли с крупным
космическим телом (это тело даже получило название протопланеты Тейя), привела также к сильному разогреву и выпариванию легкоплавких веществ в формируемой
Луне, что и объясняет их меньшую относительную концентрацию на Луне по сравнению с Землёй.

✦ Ещё одна гипотеза: Луна, как одинокая планета, блуждая по бесконечному космосу, приблизилась к Земле, была захвачена полем её тяготения и стала спутником Земли. В этой гипотезе всё довольно просто. Гипотеза о «захвате» маловероятна с точки зрения динамики. Небесное тело, подобное Луне, проходя недалеко от Земли, вряд ли было бы захвачено, оно могло бы просто изменить свою траекторию.

✦ Согласно ещё одному сценарию, Луна возникла в одно время с Землёй и «росла» вместе с ней. Луна сформировалась из различных веществ и обломков, которые находились на орбите рядом с Землей. С помощью этой гипотезы нельзя объяснить разницу в химическом составе двух небесных тел. Если принять её, два тела должны иметь и очень сходное строение.

✦ И, наконец, ещё одна, самая экзотическая и явно фантастическая гипотеза, а именно: Луна — это гигантский искусственный спутник Земли, который очень давно из дальнего космоса прислала к Земле какая-то высокоразвитая цивилизация и оставила его на околоземной орбите для будущих поколений людей, которые смогут когда-то осмыслить это событие и извлечь из него пользу.

Эта фантазия рождена не больным воображением, а явилась итогом размышлений над одним, на первый взгляд, вполне научным фактом. Фантазия авторов этой сверхгипотезы разыгралась после следующего события. Сейсмограф, оставленный на Луне первыми американскими астронавтами, зафиксировал слишком большую
длительность (несколько часов) колебаний поверхности Луны после падения на неё отделяющихся ступеней ракет «Аполлон-12» и «Сатурн-5». Так долго вибрировать
поверхность может только в том случае, если упавшие предметы ударились …о пустой шар. От первых робких, но достаточно обоснованных предположений, фантазия некоторых советских исследователей разыгралась настолько, что их мысленному взору Луна явилась в виде огромного стального шара со стенкой толщиной около 20
км., пустого внутри и обмазанного снаружи тонким, «всего» в несколько километров слоем грунта, который мы и наблюдаем по сей день. Но внутри шара не просто пустота, там располагаются различные сооружения со всей необходимой для жизни и
работы инфраструктурой (см. «Поиски внеземной жизни» на нашем сайте).

Известно, что фантазия, как и Вселенная, границ не имеет. Поэтому мы ограничимся этими гипотезами.

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.

Толщина лунной коры составляет в среднем 50 км. Она на 12-18 км тоньше на стороне, обращенной к Земле, чем на обратной. На некоторых участках спутника кора отсутствует, обнажая выходы на поверхность верхней мантии.

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.

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.

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.

Орбита Луны

Как уже было сказано выше, во все времена люди питали повышенный интерес к ночному светилу. Поэтому уже в древности астрономы предпринимали первые попытки «измерить» и «взвесить» Луну и оценить, на каком расстоянии от Земли она находится. При этом их расчеты довольно близки к современным данным.

В 3 веке до н.э. Аристарх Самосский рассчитал расстояние между Землей и ее спутником, а также определил размер последнего. Его измерения основывались на длительности лунного затмения и путем сложных математических исчислений, он пришел к выводу, что радиус Луны составляет 7/19 радиусов Земли, а расстояние между ними оценил в 80 земных радиусов. 

Теоретические расчеты древнегреческого ученого были подтверждены спустя 100 лет его последователем Гиппархом, который после наблюдений за тремя лунными затмениями получил те же результаты. 

Орбита земного спутника представляет собой эллипсоид, степень сжатости которого оценивается в 0,0549 единиц. Положение спутника на орбите определяет расстояние между ним и Землей. В самой ближайшей к планете точке расстояние составляет 364397 км, в самой удаленной — 406748 км. При этом это расстояние ежегодно меняется на 38 мм из-за медленного отдаления спутника от нашей планеты.

Еще один общеизвестный факт о спутнике нашей планеты заключается в том, что мы видим только одну его сторону. Это связано с совпадением периодов вращения Луны вокруг собственной оси и вокруг Земли.

Луна движется по орбите с некоторыми особенностями, которые достаточно подробно и точно определил в первой половине 20 века Э. Браун. Вычисления астронома из Британии до сих пор актуальны и широко применяются в современной науке.

Исследовательская деятельность

Луна, наряду с Солнцем, является самым крупным и ярким для жителей земли небесным телом. С давних времен люди любовались ею, а ученые и мыслители стремились изучить и познать. Древние астрономы проводили годы за ее изучением и наблюдениями. Сперва исследования заключались в наблюдении за спутником невооруженным глазом, а в дальнейшем начали применять в телескопы и космические аппараты.

Несколько слов о непилотируемых космических аппаратах

Первые шаги в покорении Луны космическими аппаратами сделали астрономы из СССР. В середине 20 века три космические летательные станции не только совершили полет вокруг Луны, но и приземлились на нее, сделав несколько снимков ее обратной стороны.

Следующими стали американцы, реализовавшие 4 космические программы, посвященные исследованию спутника Земли. В дальнейшем на Луне побывали космические аппараты из ЕС, Японии, Китая, Индии и Израиля.

Основные формы рельефа Луны

Наблюдая за Луной с Земли, невооружённым глазом можно заметить наличие неоднородной поверхности. Эти тёмные вытянутые пятна были приняты за моря. Впоследствии выяснено, что ничего общего между ними и морями, расположенными на Земле, нет.

Рис. 1. Луна.

Позднее было установлено, что это равнины. Они занимают 40 % лунной поверхности. Низменности пересечены трещинами и валами. Многие из них окружены концентрическими образованиями — горами. При наблюдении оптическими приборами эти территории выглядят более тёмными.

Наряду с низменностями на поверхности Луны обнаружены континентальные горы, которые имеют вид кратеров. Они имеют разный диаметр. Кратеры, размер которых — 15–29 км, имеют простую чашеобразную форму.

Крупные кратеры, до 200 км в диаметре, по окраинам имеют округлый вал. Его внутренние склоны крутые, плоское дно, горка в центральной части. Абсолютные высоты образований определяются не точно.

Лунные кратеры имеют разный возраст. Древние образования едва заметны. На них наложены хорошо различимые молодые кратеры. Они могут располагаться и на территории морей-низменностей. Иногда последние заходят на территорию кратеров.

Рис. 2. Лунные кратеры.

Тектонические разрывы пересекают кратеры и низменности или сами перекрываются более молодыми образованиями.

Луна — планета или нет?

Весьма часто встречающийся вопрос, на которой порой не могут дать вразумительный ответ даже взрослые. Что ж, давайте попробуем разобраться, является Луна планетой или нет. В целом она соответствует вышеописанным параметрам, то есть в свой состав включает тяжелые вещества, имеет округлую форму и ядро, которое при этом богато железом

Но следует обратить внимание на то, что это небесное тело обладает особенностями, которые не присущи планетам. Прежде всего, у Луны внутреннее ядро довольно маленькое

Кроме того, она имеет невысокую силу притяжения.

Если у большинства данных космических тел ядро в радиусе составляет примерно 50% от общего размера, то у нашего ночного небесного светила оно занимает всего около 20%. Кроме того, отвечая на вопрос о том, Луна — это планета или нет, следует также выделить еще один важный признак. Он заключается в способности планет очищать собственную орбиту от других объектов из космоса. У Луны отсутствует данная способность, поэтому на ее поверхности часто можно встретить небесные крупные тела и разный космический мусор. Таким образом, можно окончательно сказать, что Луна планетой не является. А теперь стоит подробно ознакомиться с определением спутника.

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.

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.

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

Определение спутника

Мы с вами разобрались, что Луна планетой или звездой не является. Что можно сказать о спутниках? Так называются объекты, вращающиеся по некоторой траектории около других космических тел. Движение их происходит благодаря действию гравитации. При этом орбита может быть как изменяющейся, так и стабильной.

Небесное тело может стать спутником только в том случае, если оно было захвачено гравитационным полем своей космической соседки при своем движении в космосе или же сформировалось из того же газопылевого облака, из которого была образована сама планета. Ну что можно сказать о ночном светиле? Вокруг нашей планеты Луна действительно вращается по заданной орбите, но история ее происхождения будет немного иной. Полагается, что более четырех миллиардов лет назад Земля, бывшая еще протопланетой, в космосе столкнулась с себе подобным телом, называвшемся Тейей.

Данное столкновение произошло по касательной, а далее на околоземную орбиту попало множество обломков, из которых в будущем якобы и образовалась Луна. Несмотря на такую историю, астрономы считают, что Луна является спутником Земли.

Когда у вас спросят: «Луна — это спутник или планета?», вы сможете дать однозначный ответ, что данное тело является спутником Земли.