Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

9.2: Місячна поверхня

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    78200

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання

    До кінця цього розділу ви зможете:

    • Розрізняють основні поверхневі риси Місяця
    • Опишіть історію місячної поверхні
    • Опишіть властивості місячного «грунту»

    Загальний зовнішній вигляд

    Якщо подивитися на Місяць через телескоп, то можна побачити, що вона покрита ударними кратерами всіх розмірів. Найбільш помітні особливості поверхні Місяця - ті, які можна побачити неозброєним оком і які складають функцію, яку часто називають «людиною на Місяці» - це величезні плями темних потоків лави.

    Століття тому ранні місячні спостерігачі думали, що Місяць має материки і океани і що це можлива обитель життя. Вони називали темні області «морями» (maria в перекладі з латинської, або mare в однині, вимовляється «mah ray»). Їх назви, Mare Nubium (Море Хмар), Mare Tranquillitatis (Море Спокою) і так далі, використовуються і сьогодні. Навпаки, «сухопутні» ділянки між морями не названі. Тисячі окремих кратерів були названі, однак, в основному для великих вчених і філософів (рис.\(\PageIndex{1}\)). Серед найбільш видатних кратерів - ті, що називаються на честь Платона, Коперника, Тихо та Кеплера. Галілей має лише невеликий кратер, однак, відображаючи його низьке становище серед вчених Ватикану, які зробили деякі з перших місячних карт.

    Сьогодні ми знаємо, що схожість місячних ознак з земними поверхнево. Навіть коли вони виглядають дещо схожими, походження місячних ознак, таких як кратери та гори, сильно відрізняються від їх земних побратимів. Відносна відсутність внутрішньої активності Місяця разом з відсутністю повітря і води роблять більшу частину її геологічної історії на відміну від усього, що ми знаємо на Землі.

    Схід сонця на центральних гірських піках кратера Тихо, як зображено на орбіталі місячної розвідки НАСА.

    альт
    Малюнок\(\PageIndex{1}\) Схід сонця на центральних гірських вершині кратера Тихо, як зображено на орбіті місячної розвідки НАСА. Тихо, діаметром близько 82 кілометрів, є одним з наймолодших з дуже великих місячних кратерів. Центральна гора височіє на 12 кілометрів над дном кратера.

    Місячна історія

    Щоб простежити детальну історію Місяця або будь-якої планети, ми повинні вміти оцінювати вік окремих порід. Після того, як місячні зразки були повернуті астронавтами «Аполлона», до них застосовувалися радіоактивні методи датування, які були розроблені для Землі. Вік затвердіння зразків коливався приблизно від 3,3 до 4,4 мільярда років, значно старше, ніж більшість порід на Землі. Для порівняння, як ми бачили в розділі про Землю, Місяць і Небо, і Земля, і Місяць утворилися між 4,5 і 4,6 мільярдами років тому.

    Велика частина земної кори Місяця (83%) складається з силікатних порід, які називаються анортозитами; ці регіони відомі як місячне нагір'я. Вони виготовлені з гірської породи відносно низької щільності, яка затверділа на охолоджуючій Місяці, як шлак, що плаває на вершині плавильного заводу. Оскільки вони утворилися так рано в місячній історії (між 4,1 і 4,4 мільярдами років тому), нагір'я також надзвичайно сильно кратеризовані, несучи шрами всіх цих мільярдів років впливів міжпланетного сміття (рис.\(\PageIndex{2}\)).

    альт
    Малюнок\(\PageIndex{2}\) Місячне нагір'я. Старі, сильно кратерні місячні нагір'я складають 83% поверхні Місяця.

    На відміну від гір на Землі, нагір'я Місяця не має в своїх діапазонах різких складок. Нагір'я мають низькі округлі профілі, які нагадують найдавніші, найбільш розмиті гори на Землі (рис.). Оскільки на Місяці немає атмосфери чи води, не було вітру, води чи льоду, щоб вирізати їх у скелі та гострі вершини, так, як ми бачили, як вони формуються на Землі. Їх гладкі риси приписують поступової ерозії, в основному за рахунок удару кратерів від метеоритів.

    альт
    Малюнок\(\PageIndex{3}\) Місячна гора. Це фото Mt. Хедлі на краю Mare Imbrium був узятий Дейвом Скоттом, одним з астронавтів «Аполлона-15». Зверніть увагу на плавні контури місячних гір, які не були виліплені водою або льодом.

    Марії набагато менш кратерні, ніж нагір'я, і покривають лише 17% місячної поверхні, в основному на стороні Місяця, яка звернена до Землі (рис.\(\PageIndex{4}\)).

    альт
    Малюнок\(\PageIndex{4}\) Місячна Марія. Близько 17% поверхні Місяця складається з марії—рівнинних рівнин базальтової лави. Цей вид на Mare Imbrium також показує численні вторинні кратери та докази матеріалу, викинутого з великого кратера Коперника на верхньому горизонті. Коперник - це ударний кратер діаметром майже 100 кілометрів, який утворився задовго після того, як лава в Імбріумі вже була відкладена.

    Сьогодні ми знаємо, що марії складаються здебільшого з темного базальту (вулканічної лави), закладеного у виверження вулканів мільярди років тому. Зрештою, ці потоки лави частково заповнили величезні западини, звані ударними басейнами, які були отримані зіткненнями великих шматків матеріалу з Місяцем порівняно на початку своєї історії. Базальт на Місяці (рис.\(\PageIndex{5}\)) дуже схожий за складом на кору під океанами Землі або на лави, що вивергаються багатьма наземними вулканами. Наймолодшим з місячних ударних басейнів є Mare Orientale, показаний на малюнку\(\PageIndex{6}\).

    альт
    Малюнок\(\PageIndex{5}\) Рок з місячної кобили. У цьому зразку базальту з поверхні кобили можна побачити отвори, залишені газовими бульбашками, які характерні для породи, утвореної з лави. Всі місячні породи хімічно відрізняються від земних порід, факт, який дозволив вченим визначити кілька місячних зразків серед тисяч метеоритів, які досягають Землі.
    альт
    Малюнок\(\PageIndex{6}\) Кобила Східна. Наймолодшим з великих місячних басейнів є Східний, утворений 3,8 мільярда років тому. Його зовнішнє кільце становить близько 1000 кілометрів в діаметрі, приблизно відстань між Нью-Йорком і Детройтом, штат Мічиган. На відміну від більшості інших басейнів, Orientale не був повністю заповнений потоками лави, тому зберігає свій вражаючий вигляд «яблучного ока». Він розташований на краю Місяця, як видно з Землі. (кредит: NASA)

    Вулканічна активність, можливо, почалася дуже рано в історії Місяця, хоча більшість доказів перших півмільярдів років втрачено. Що ми знаємо, це те, що головний вулканізм кобил, який передбачав викид лави з сотень кілометрів під поверхнею, закінчився приблизно 3,3 мільярда років тому. Після цього нутрощі Місяця охололи, і вулканічна активність обмежилася зовсім нечисленними невеликими ділянками. Первинні сили, що змінюють поверхню, надходять ззовні, а не з внутрішньої сторони.

    На місячній поверхні

    «Поверхня дрібна і порошкоподібна. Я можу взяти його вільно носком. Але я бачу сліди своїх чобіт і протектори в дрібних піщаних частинках». —Ніл Армстронг, астронавт «Аполлона-11», одразу після першого наступу на Місяць.

    Поверхня Місяця похована під дрібнозернистим грунтом крихітних, зруйнованих уламків гірських порід. Темний базальтовий пил місячної марії піднімав кожен крок астронавта, і, таким чином, врешті-решт пробився у все обладнання космонавтів. Верхні шари поверхні пористі, що складаються з нещільно упакованої пилу, в яку їх чоботи опустилися на кілька сантиметрів (рис.\(\PageIndex{7}\)). Цей місячний пил, як і багато іншого на Місяці, є продуктом ударів. Кожне кратерингове подія, велике чи маленьке, розбиває скелю місячної поверхні і розсіює уламки. Зрештою, мільярди років ударів зменшили значну частину поверхневого шару до частинок розміром з пил або пісок.

    альт
    Малюнок\(\PageIndex{7}\) слід на Місячний пил. Аполлон фото черевика космонавта друку в місячному грунті. (кредит: NASA)

    При відсутності будь-якого повітря місячна поверхня відчуває набагато більші перепади температур, ніж поверхня Землі, навіть незважаючи на те, що Земля знаходиться практично на однаковій відстані від Сонця. Близько місцевого полудня, коли Сонце найбільше на небі, температура темного місячного грунту піднімається вище температури кипіння води. Протягом довгої місячної ночі (яка, як і місячний день, триває два земні тижні 1) температура опускається приблизно до 100 К (—173° C). Екстремальне охолодження є результатом не тільки відсутності повітря, але і пористої природи запиленого грунту Місяця, який охолоджується швидше, ніж тверда гірська порода.

    Дізнайтеся, як утворилися кратери Місяця та Марія, переглянувши відео, створене командою NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) про еволюцію Місяця, відстежуючи її від її походження близько 4,5 мільярдів років тому до Місяця, яку ми бачимо сьогодні. Дивіться моделювання того, як кратери Місяця та Марія утворилися через періоди удару, вулканічної активності та важких бомбардувань.

    Ключові поняття та резюме

    Місяць, як і Земля, утворилася близько 4,5 мільярда років тому. Високі кратерні нагір'я Місяця складаються з гірських порід віком понад 4 мільярди років. Темніші вулканічні рівнини Марії вивергалися насамперед між 3,3 і 3,8 мільярдами років тому. Як правило, на поверхні переважають удари, включаючи триваючі невеликі удари, які спричиняють її дрібнозернистий ґрунт.

    Виноски

    1 Ви можете побачити цикл дня і ночі на стороні Місяця, зверненої до нас, у вигляді фаз Місяця. Потрібно близько 14 днів, щоб сторона Місяця, звернена до нас, пройшла від повного місяця (все освітлено) до молодика (все темне). Більше про це можна дізнатися в розділі 4: Земля, Місяць і Небо.

    Глосарій

    нагір'я
    легші, сильно кратерені області Місяця, які, як правило, на кілька кілометрів вище, ніж Марія
    кобила
    (множина: maria) латинською мовою «море»; назва застосовується до темних, відносно гладких рис, які покривають 17% поверхні Місяця