Таємничий Місяць: що він може розповісти вченим?

Місяць

«На Місяці весь час хочеться стрибати вгору» (Нейл Армстронг).

Однаково таємниче світив і світить Місяць мислителям Еллади, для яких він був богинею Селеною, і неспокійним синам космічного століття. Оспіваний поетами і фантастами, які таємниці зберігає він? «Однокровна» частина Землі або «гість» з космосу, холодний або гарячий, молодий чи старий? Чи зволить повернутися до нас іншою стороною? Що «знає» Місяць про минуле Землі? Космічні польоти дозволили відповісти на частину з цих питань. І поставити безліч нових…

Людина хоче знати планету, на якій живе. З моменту, коли вона зрозуміла, що Земля не спочиває на трьох китах, вона багато чого збагнула. Визначила розміри Землі і накреслила карти не тільки суші, але й дна океанів, вилізла на найвищу вершину і опустилася на дно найглибшої океанської западини, організувала наукові станції на крижаному куполі Антарктиди.

Але пройшли століття великих географічних відкриттів на поверхні Землі. “Білі плями” невідомості зачаїлися глибоко, в наджатих та розпечених надрах. Мрія Жюля Верна про буровий снаряд, який може просвердлити Землю до центру, виявляється нездійсненною — тиск у ядрі в мільйони разів перевищує тиск на поверхні Землі, а температура в центрі досягає температури на поверхні Сонця. Найглибша свердловина пробурена поки лише на глибину трохи більшу тисячної частини земного радіуса.

Як відповісти на хвилюючі питання про таємниче життя надр Землі, яке проявляється в землетрусах, виверженнях вулканів, рухах цілих континентів? (До речі щодо вулканів, згадуючи їх тут ми маємо на увазі зовсім не сайт «Вулкан Оригинал», а самі справжні що не є вулкани).

На допомогу приходить наука геофізика. Сейсмічна хвиля, подібно променю прожектора, на короткий час висвітлює непізнані глибини. Але, на жаль, деякі проблеми життя Землі не можна вирішити, перебуваючи на її поверхні. Як це не парадоксально на перший погляд, зрозуміти власну Землю до кінця можна лише побувавши в космосі. Ззовні видно всі її основні оболонки: атмосфера, і в ній білі хмари; гідросфера — синь океанів і морів; коричнево-червоні материки — літосфера. Повітряні і водні потоки, рослинність і тваринний світ невпізнанно змінили і перетворили поверхню планети, змили з неї сліди «дитинства». На Землі не зустрінеш породи старше 3,8 млрд років – майже цілий перший мільярд років її життя вислизає від погляду вчених. Адже знати, якою Земля була спочатку, значить зрозуміти, і як вона буде розвиватися далі, і що чекає нас, її жителів.

Але ось є не так вже далеко від Землі (всього 10 разів обігнути екватор, правда, якщо розвинути другу космічну швидкість, — в цьому основна складність) космічне тіло, позбавлене повітря і води, вигляд якого змінений лише ударами метеоритів та потоком надшвидких протонів. Тіло це — Місяць, вічний і єдиний супутник Землі. Знайти на Місяці сліди перших кроків Землі у Всесвіті — ці сподівання людей виявилися не марними.

Згадаймо й про інші «переваги» перебування на Місяці: це ідеальна астрономічна обсерваторія — зірки там ніби «застиглі», вони не заходять цілий місяць, і небо прозоре — ні пилинки в телескопі.

Місяць

І ще: мале тяжіння робить Місяць зручним стартовим майданчиком для польотів до інших планет, зірок і світів. До речі, тривалий вплив космічного опромінення при таких польотах теж можна досліджувати на Місяці.

Ось для чого потрібен Місяць землянам.

Звідки взявся Місяць?

Про походження Місяця, як кажуть, «вчені сперечаються». Численні гіпотези різних авторів можуть бути грубо об’єднані в три групи.

Гіпотези «відриву» вважають, що Місяць був раніше частиною речовини Землі. В одному варіанті — колись поблизу Землі промайнула комета, яка силою свого тяжіння вирвала шматок з Маріанської западини Тихого океану. В іншому варіанті, запропонованому Джорджем Дарвіном, спочатку єдина рідка маса в ході обертання деформувалася в два кулеподібні тіла, що стали Місяцем і Землею після розриву перемички.

Гіпотези «захоплення» припускають, що Місяць був готовою планетою Сонячної системи (Р. К. Юрі), але в якийсь момент перейшов на навколоземну орбіту, можливо, під реактивною дією вулканічного виверження надзвичайної сили (Н. Бонєв).

Нарешті, третій погляд, якого дотримуються слідом за О. Ю. Шмідтом багато вчених, — Місяць і Земля утворилися в єдиному процесі об’єднання, злипання частинок з холодної газопилової протопланетної хмари, що оберталася навколо Сонця.

Космічна пара Земля — Місяць здавна дивувала астрономів. У планет Сонячної системи, як правило, кілька супутників з крихітними масами. Місяць у Землі — єдиний, маса його аномально велика, відстань до планети велика, приливна взаємодія сильна. Прямо-таки Земля — Місяць — «подвійна планета».

Земля і Місяць

…Нещодавно в Інституті фізики Землі Е. Л. Рускол запропонувала більш детальну модель акумуляції Місяця в навколоземному просторі. Колись на відстані 3-25 земних радіусів навколо Землі оберталося два або три супутники – протомісяці, сумарна маса яких становила масу теперішнього Місяця. Під дією приливного тертя протомісяці відсувалися від Землі і в той же час зближувалися між собою. В результаті понад 4 млрд років тому відбулося їх злиття, краще сказати — грандіозне зіткнення на швидкостях більше 2 км/сек. Камені руйнуються при ударах на швидкостях в 10 разів менших. Не дивно, що “новонароджений” Місяць виявився не просто тепленьким, а прямо-таки гарячим, нагрітим до температури вище 1000°К.

Цей час в житті Землі і Місяця (він тривав більше 500 млн років) важко уявити. Їх безперервно шмагала «злива» метеоритів різного калібру. Одне тіло розміром більше 150 км врізалося в Місяць в районі Моря Дощів 3,9 млрд років тому і утворило пробоїну в корі, розплавивши ударним теплом базальт. Він почав виливатися і, повільно остигаючи, заливав знижені ділянки Місяця, утворюючи кам’яні рівнини темного кольору. Спостерігаючи ці плями в телескопи з Землі, астрономи, починаючи з Галілея, за аналогією з тим, як виглядає вода з висоти в порівнянні із сушею, назвали їх «морями».

Були вони, астрономи, великими романтиками, тому імена морів дуже красиві: Ясності, Спокою, Родючості, Дощів, Нектару, Криз і цілий Океан Бур. Моря — основна особливість ландшафту видимої сторони Місяця. Поки його не облетіла перша космічна ракета, резонно було думати, що зворотна сторона схожа на видиму. Яке ж було здивування астрономів: з того боку практично не виявилося рівнин — «морів», суцільні гори. Чому це так, до кінця не ясно. Може бути, тому, що утворення морів – подія унікальна, пов’язана з рідкісними, катастрофічними зіткненнями.

Вчені вважають, що колись, мільярди років тому, Місяць був удвічі ближче до Землі (тепер він знаходиться в середньому на відстані 400 000 км) і орбіта його була більш витягнутою. Тепер сили приливного тертя змушують Місяць повертатися навколо своєї осі рівно за той же час, що і навколо Землі, — 27 земних діб. Цей ефект образно описує Жюль Верн у творі «з гармати на Місяць».

Уявімо собі людину, що обходить круглий обідній стіл з апетитною стравою в центрі. Вона йде, облизуючись, не в силах відірвати погляд від їжі, а інша людина, що спостерігає за нею з кутка кімнати, зауважує, що, обійшовши стіл один раз, вона обернулася навколо себе теж рівно один раз. Тому-то земляни бачать і завжди будуть бачити (в осяжний для життя цивілізації час) лише половину Місяця. Строго кажучи, трохи більше, існує так звана «лібрація», похитування Місяця під дією сил тяжіння Сонця, завдяки якій ми спостерігаємо ще 10 відсотків місячної території…

Місяць

Місяць продовжує віддалятися від Землі — цим компенсується уповільнення обертання Землі за рахунок сил тертя приливів, створюваних Місяцем. Дуже не скоро, через 50 млрд років, відстань між ними зросте в півтора рази, земна доба подовжиться в 50 разів, і з Місяця буде видно тільки одну півкулю Землі.

Чи можна розвести на Місяці багаття? (Спойлер – ні)

Дивний, дивний світ оточив перших посланців Землі. Ні повітря, ні води, ні життя. У 80 разів менша в порівнянні з Землею маса не дозволяє Селені утримати атмосферу, її тяжіння виявляється менше, ніж швидкості теплового руху молекул газів, вони відриваються і відлітають у космос.

Незахищена, але і не змінена атмосферою поверхня Місяця має вигляд, обумовлений зовнішніми космічними факторами: ударами метеоритів, сонячним «вітром» і космічними променями. За денний час кілька верхніх сантиметрів місячної поверхні прогріваються вище температури кипіння води (+ 120°С), а за час ночі остигають до -170°С. Такі термічні перевантаження викликають розтріскування порід. Ще більше розпушують їх удари метеоритів.

В результаті місяць виявився покритим пухким шаром, так званого реголіту товщиною кілька метрів. Але шар власне пилу невеликий: від 1 до 5 см. Тверді пилові частинки, не змочені вологою і не «прокладені» повітряними прокладками, вони володіють дивною властивістю: м’який порошок завзято пручається поглибленню бурової трубки (не вдалося отримати колонку понад 2,7 м) і в той же час не утримує її у вертикальному положенні.

Місяць

Вражаюча мінливість кольору поверхні, вона дуже залежить від висоти Сонця. При низькому Сонці поверхня Селени похмуро-зелена. Ближче до полудня фарби набувають теплі коричневі тони, Місяць стає «дружелюбніше».

Надійним захистом від вакууму і теплових перевантажень служить астронавтам скафандр. Його «місячна вага» менше 10 кг, але центр ваги зміщений вгору і назад, так що людині доводиться приймати позу «втомленої мавпи» — пряму стійку в напівприсядці.

Перші «гості» Місяця, американські астронавти — Армстронг та Олдрін — відзначали, що місячне тяжіння приємніше як земного, так і невагомості і що «Місяць являє собою досить зручне і приємне місце для роботи». Вони використовували три способи пересування: ходіння, підскоки при ходьбі і біг підтюпцем. При цьому швидкість пересування становила від півметра до 2 метрів в секунду; вільні стрибки з збереженням контролю за рухом можливі на висоту до 1 метра. «На Місяці весь час хочеться стрибати вгору» (Нейл Армстронг).

Тут можна сильніше, ніж на Землі, нахилитися в будь-яку сторону без втрати рівноваги, а падіння не мають неприємних наслідків — їх швидкість мала.

Перші астронавти так захопилися процедурою пересування по Місяцю, що отримали нагадування з Х’юстона: головна мета експедиції – збір зразків і перш за все “аварійної дози” на випадок, якби довелося злетіти достроково. Але все йшло за планом. Армстронг та Олдрін пробули на поверхні Селени близько 22 годин, у тому числі поза кабіни — 2 години, зібрали 22 кг зразків і поставили селенофізичні прилади: лазерний відбивач, уловлювач благородних газів в сонячному вітрі та сейсмометр. Слідом за першими на Місяці побувало ще 5 експедицій, 12 осіб в скафандрах залишили навічно свої сліди в місячному пилу.

американці на Місяці

Дослідження Селени, звичайно ж, будуть продовжені. На супутнику Землі ще будуть побудовані ракетодроми – для польоту до інших планет, адже брати старт з Місяця багато простіше і енергетично економніше через менше тяжіння.

Настане час, коли політ на Місяць стане буденною подорожжю і, можливо, продаватимуть туди двотижневі туристські путівки.

Але майбутнім селенопроходцям потрібно буде здобувати спеціальні навички туризму. На Місяці не розведеш багаття, там немає кисню, ні в чому горіти поліну (та й поліно-то треба везти з собою). Любителів співати під гітару теж чекає розчарування. Можна, звичайно, привезти її і навіть перебирати струни, але «селенаду» цю не почуєш. Звукові хвилі – це ж механічні коливання частинок повітря, а повітря на Селені немає. І ночівлі на Місяці особливі. Ніч триває 2 земних тижні, і температура грунту знижується до рекорду, не знайомого навіть на полюсі холоду Землі – станції “Восток” в Антарктиді.

на Місяці

У нічному небі Селени нерухомо стоїть яскрава (у 80 разів яскравіше, ніж Місяць) Земля, зірок набагато більше і світять вони, не мерехтячи, ковзаючи по небу в 30 разів повільніше, ніж зірки в земному небі. Не допоможе там і вірний супутник туриста — компас. На Місяці немає такого стабільного і сильного магнітного поля, як на Землі. Воно там в тисячу разів слабкіше і нестійке.

Такий він, дивний і незвичний місячний світ. Такий він, похмурий, пустельний і холодний в порівнянні з теплою біло-блакитною Землею, якою вона виглядає з космосу.

«Місяць — дивовижна планета, і для геологів вона справжній скарб. Але Землю я не проміняю ні на що на світі», — сказав пілот «Аполлона-11» Коллінз.

Сюрпризи місячної сейсміки

Вчений, який поставив сейсмограф в новому місці, подібний до лікаря, який приймає нового хворого. Та ж невідомість і очікування — про що розповість биття пульсу пацієнта? Сейсмограф-стетоскоп, сейсмограма-електрокардіограма. Але пацієнт у сейсмолога незвичайний — ціла планета. Та ще яка – нова, незаймана, невідома.

Перший сейсмічний сигнал з Місяця був отриманий 21 липня 1969 року. З того часу накопичено десятки тисяч сейсмограм. І найдивовижніше сейсмічне життя його виявилося дуже незвичайним.

Після польоту «Аполлона-16» на видимій стороні Місяця виявилося 4 однотипних сейсмічних станції. У порівнянні з земними вони незвично чутливі, здатні помітити зміщення грунту, не тільки не відчутні людиною, але прямо-таки порівнювані з розмірами атома. На Землі з такою апаратурою не попрацюєш — заважають шуми: океан, вітер, промислові механізми. Млява Селена — благодатний полігон для найтонших вимірювань.

Перший сюрприз — надзвичайна тривалість місячних сигналів. Від удару метеорита або космічного апарату, від поштовху місяцетрусу поверхня колишеться… години. Нічого подібного на Землі не зустрінеш. Вірніше, подоба є, але зовсім інший масштаб і причина. Існує, наприклад, ефект реверберації в морі, коли звукові хвилі виявляються «спійманими» в шарі з низькою швидкістю і біжать в ньому, багаторазово відбиваючись від покрівлі і підошви хвилеводу. Але земний «дзвін» не виходить за межі декількох хвилин.

Відбивач на Місяці

Не один рік ламали голову і сперечалися сейсмологи і лише тепер отримали відгадку. Астронавти провели на Місяці цікаві досліди. Вони поставили сейсмографи через кілька десятків метрів і пройшли між ними, постукуючи по поверхні. Пружні хвилі від ударів просвітили верхні шари місячного грунту. Крім того, спеціально поставлені гранатомети вже після відльоту людей по команді з Землі здійснили вибухи зарядів. І от що «побачили» хвилі: верхня товща Місяця складається з декількох шарів, швидкість пробігу хвиль в них дуже мала. Лише глибше одного кілометра вона досягає значень, властивих корінним кристалічним породам. Шари ці дуже неоднорідні і розбиті тріщинами через нескінченне метеоритне бомбардування. Ось так і виникає дивний сейсмічний дзвін — хвилі, «спіймані» у низькоростній пухкій «ковдрі» Місяця, біжать, розсіюючись і розтягуючись на незліченних неоднорідностях. До того ж через відсутність повітря там мізерно малі непружні теплові втрати — в цьому переконалися в земній лабораторії, прозвучуючи породу в колбі, з якої відкачали повітря.

Сейсмологи вміють визначати одну властивість порід – механічні константи, швидкості пробігу хвилі. Щоб назвати породу, визначити її склад, вони порівнюють ці швидкості з лабораторними вимірами в різних зразках, поміщаючи їх в «природні» умови високих температур і тисків. У численних зразках місячного реголіту, привезених з різних районів, звукові хвилі бігли зі швидкостями від 1,25 км/сек. до 1,84 км/сек. Як же були вражені вчені, коли в зразках норвезького, італійського, вермонтського, швейцарського і вісконсинського сирів швидкості виявилися подібними: 1,57—1.83 км/сек. Виходить майже по Гоголю: «Місяць адже звичайно робиться в Гамбурзі і препогано робиться» («Записки божевільного») або по Е. Распе, у якого барон Мюнхаузен, як відомо, відкрив на Землі острів з сиру.

Аналогія-жарт може бути поширена і далі. Адже саме тріщинуватість порід Місяця викликає дивний «сейсмічний дзвін». І як раз багато сортів сиру поцятковані дірками.

Але, можливо, місячні сейсмічні хвилі через свою дивність втратили там “чарівну” здатність бачити глибини надр? На щастя, не втратили. Вони піднесли дослідникам наступний сюрприз – на Місяці існує кора, подібна земній. Строго кажучи, сказати точно це можна лише про південно-східну частину Океану Бур. Там на відстані 180 км поставлені дві сейсмічні станції «Аполлон-12 і 14». І сюди по команді з Землі були скинуті треті ступені ракети, що виводила «Аполлони» до Місяця. Ці удари, подібні вибуху 10 тонн тротилу, «просвердлили» надра на 150 км в глибину.

Це була дотепна ідея — використовувати в якості джерела сейсмічних хвиль удари відпрацьованих космічних апаратів, адже їх вага, швидкість, час і місце падіння точно відомі. Місячній кабіні, в якій астронавти сідали на поверхню, цьому славному трудівникові, після зльоту і переходу людей в «Аполлон» теж була уготована остання, драматична і дуже важлива для науки, роль — зіткнутися з Селеною на першій місячній космічній швидкості (1,7 км/сек), розбитися вщент, але породити пружну хвилю. Місячні сейсмограми були оброблені земними сейсмологами під керівництвом професора Техаського університету Гаррі Латема. Результат — перший, поки наближений, розріз місячної кори. Її товщина досить значна — 60 км, така товста кора на Землі є лише в горах, в океані вона не перевищує 10 км, на континентальних рівнинах — 40 км. Швидкість пробігу хвиль швидко зростає з глибиною: від значень, менших швидкості звуку у воді Землі, до звичайних, властивих «базальтам» місячних морів (5-5,5 км/с.) на глибині 10 км.

У мантії Місяця швидкість хвиль схожа з Земною (і одночасно першою космічною) – 8 км /сек. Схоже, що на глибині 300 км швидкість поперечних хвиль зменшується — речовина Місяця набуває інші механічні властивості.

кратер Джордано Бруно на Луне

Продовжимо нашу розмову про незвичайне. Увага, на Селену сідає «Аполлон-15». З установкою цієї, третьої за рахунком, сейсмічної станції з’явилася можливість визначати координати осередків місяцетрусів і вивчати їх більш детально. Місяцетруси приготували багато сюрпризів. Основний — місяцетруси нікому не можуть принести шкоди — вони дуже слабкі, їх енергія 109-1012 ергів. Це енергія 100 електричних лампочок — таких землетрусів на Памірі відбувається сотні в день, але їх відчувають тільки прилади. По-друге, місяцетруси відбуваються завжди в один час, як на замовлення, точніше “за наказом” Землі, через два тижні. Тоді приливні сили земного тяжіння виявляються екстремальними: звільняється «спусковий гачок» — Місяць тихенько «клацає», народжуючи сейсмічні хвилі, які тут не грізний бич, а лише «розвідники надр».

Дуже непросто було у всьому цьому розібратися. Перш за все-відрізнити місяцетруси від падінь метеоритів. Потім — уточнити швидкісну модель Місяця, щоб краще визначити вогнища. До сьогоднішнього дня на Селені намічено близько 40 епіцентральних зон. Вони утворюють два пояси, що перетинаються майже в центрі видимої сторони. Записи місяцетрусів з кожної зони дуже схожі за формою – повинно бути, осередкові зони невеликі за розмірами і стабільні в часі.

Сейсмічна станція «Аполлон-16» в континентальному районі Декарта виявилася найбільш чутливою і результативною — на ній реєструється понад 3000 місяцетрусів в рік, в 5 разів більше, ніж в Океані Бур. Повинно бути, тут верхній шар реголіту товстіше і пухкіше, ніж під станцією «Аполлон-12».

Великий трикутник станцій зі стороною близько 1000 км дозволив визначати глибини вогнищ. Першим визначенням сейсмологи майже не повірили — занадто це було незвично: глибина осередку 800 км, тобто майже на половині відстані від поверхні до центру Місяця. Згадаймо, що на Землі вогнища зосереджені в літосфері, на глибинах до 150 км і лише в окремих зонах (наприклад, Курило-Камчатській) «затягуються» в мантію до глибин 700 км. І до того ж радіус Землі майже в 4 рази більший від місячного. Дивно, але факт. Факт, підтверджений багаторазово: всі (поки їх 18) визначення глибини місячних вогнищ припали на пояс 600-800 км

місячний кратер

Як бачимо, Місяць підніс сейсмологам чимало сюрпризів. Можна б і звикнути. Але ось слово взяла «зворотна сторона»: 17 липня 1972 року в районі кратера Москви впав довгоочікуваний метеорит. Його маса перевищувала одну тонну, а швидкість зіткнення — 20 км/сек. Незахищена атмосферою поверхня здригнулася, як при вибуху термоядерної бомби. Сейсмічні хвилі, пронизавши планету, хитнули сейсмографи на видимій стороні. І що ж? Серед хвиль, що «заглянули» глибше 800 км, не виявилося поперечних, зсувних. Відомо, що вони не поширюються в рідині — саме ця особливість переконує сейсмологів в тому, що ядро Землі розплавлене.

Проте одного спостереження мало, щоб зробити такий відповідальний висновок з приводу Місяця. На щастя, «монолог» зворотного боку тривав. Дюжина місяцетрусів підтвердила висновок: центральна область Місяця не пропускає або надзвичайно послаблює поперечні хвилі. Якщо це ультраосновні породи силікатного складу, як і в мантії, то температура перевищує точку плавлення (1000°С). Тоді це аналог Земної “астеносфери” – частково розплавленого шару зниженої швидкості і в’язкості у верхній мантії Землі, за яким, можливо, плавають брили «літосфери».

Ну ось, потроху, як то кажуть, “сходяться кінці з кінцями”. Тепер стає зрозуміліше, чому вогнища місяцетрусів локалізуються у вузькій перехідній зоні внизу жорсткої, пасивної літосфери, над розплавленою “астеносферою”. Саме в цій нестійкій зоні переходять в тепло зміни приливних сил, сюди проникають конвективні потоки з «астеносфери» Місяця.

Що стосується самого центру Місяця, тобто натяк на різке зменшення тут швидкостей сейсмічних хвиль. Можливо, Місяць має «ядро» з сірчистого заліза радіусом 300 км, що становить 1 відсоток маси планети.

Шекспір в «Королі Лірі» писав: “і кажуть, як в лихоманці, тряслася Земля”. Як бачимо, Селена трясеться інакше. Вона холодніше і пасивніше Землі. Енергія, що виділяється місяцетрусами в рік, в мільярди разів менше, ніж на Землі.

Найдавніший камінь світу

Близько 400 кілограмів місячних зразків доставлені на Землю з 8 точок видимої сторони, які знаходяться на великих відстанях один від одного. Найбільший важить 10,5 кг.

Всі вони досліджуються в земних лабораторіях найретельнішим чином. Жоден земний зразок не удостоювався такої пильної уваги.

Вивчені зразки показали, що породи Селени, різні на її морях і континентах, загалом, нагадують земні. Там немає жодного елемента, що виходить за рамки таблиці Менделєєва, і знайдено всього лише 4 нових мінерали.

на Місяці

Темні породи місячних морів — кристалічні базальти, їх невеликі відмінності для різних регіонів свідчать про спільність походження — виливи лави з жерла древніх вулканів або пробоїнах, створюваних при зіткненні з великими космічними тілами. Вони багато в чому схожі на земні, так звані примітивні базальти, що утворюють його кору. Базальти Місяця мають дещо підвищений вміст заліза і титану. Наприклад, в перших же пробах зразків з Моря Спокою титана виявилося 10 відсотків, так що деякі журналісти почали навіть прикидати економічну доцільність відкриття там розробок цього рідкісного елемента. Але в зразках базальту з інших районів титану виявилося менше. Золото і срібло як хімічні елементи на Місяці присутні, але місячному «клондайку» не бувати — занадто їх там мало. Всі морські базальти відрізняються малим вмістом летючих і легкоплавких елементів (лугів натрію, калію та інших) і, навпаки, збагачені тугоплавкими.

Світлі ділянки Місяця — високогірні області складають так звані анортозити, це породи, як і базальти, основного складу (з малим вмістом окису кремнію), але багаті польовим шпатом. На місячних морях їх не знайдено, а вершини гір зворотного боку, мабуть, суцільно анортозитові.

Анортозити зустрічаються і на Землі – на Балтійському, Алданському, Українському щитах, їх вік понад два мільярди років, але походження невідоме. Можливо, вивчення місячних анортозитів проллє світло на цю земну проблему.

Склад реголіту, що покриває порошком моря і гори Місяця, відповідає складу лежачих під ним корінних порід. Значить, він утворився при ударах і теплових вибухах, викликаних падінням метеоритів з космічними швидкостями.

Вік місячних зразків визначений двояким способом. За співвідношенням батьківських радіоактивних елементів торію, урану, калію-40, рубідію до їх дочірніх елементів визначається час затвердіння порід. Гори Апенніни “подарували” землянам найдавніший шматок анортозиту – 4,2 млрд років. А частинки реголіту мають абсолютний вік 4,6 млрд років, рівний віку метеоритного матеріалу, з якого скомплектувалися планети Сонячної системи. Вік реголіту визначили, підрахувавши число треків пробігу частинок, при “обдуванні” поверхні сонячним вітром. Перший і поки єдиний вчений, який побував на Місяці, геолог Шмітт з екіпажу “Аполлона-17” дуже зрадів, виявивши помаранчеву породу. Його припущення збулися – це сліди вулканізму, але віку більше 3 млрд років.

Дуже істотно, що на Місяці не було знайдено порід молодше 3 млрд років. Це означає, що так давно там припинилася активна тектонічна, магмічна і вулканічна діяльність. А в тому, що Місяць був активним і гарячим, вчені не сумніваються. Про це говорять безпосередньо спостережувані астронавтами застиглі потоки лави, що проривали стінки кратерів. Мабуть, багато великих кратерів мають вулканічне походження. Але навіть в період “зрілості” Селени її внутрішнє життя відрізнялося від земного; наприклад, хоча на Місяці і відзначаються гори, і навіть високі (до 4 км), але немає складок, що утворилися при горизонтальному переміщенні пластів. А гори – результат або здіймання окремих блоків кори Місяця, або, і це частіше, – стінки між великими кратерами ударного і вулканічного походження, саме тому гори там тільки кільцеві.

Згадаймо, що джерело тектонічної активності Землі багато геологів бачать в поділі речовини за вагою і в складних фазових перетвореннях, в русі легких елементів вгору, до кори, а важких — вглиб, до ядра. Ці конвективні потоки здіймають гори, розривають надра, навіть рухають цілі континенти. Планета жива, поки в ній вистачає речовини для поділу. Маса Місяця багато менше земної, так і умови для перетікання гірше, надра там холодніше, радіоактивні речовини, мабуть, підтягнуті до кори, і Місяць не розігрівається, а втрачає тепло…

Згідно теплової моделі Токсозу, професора Массачусетського технологічного інституту, в перші 1-2 млрд років історії Місяця його речовина була розплавлена від поверхні до глибини декількох сот кілометрів. Згодом зона часткового розплаву відсунулася глибше 800 км.

Прояснилася, хоча і не до кінця, і загадка походження Місяця. Екзотичні гіпотези «відриву» супутника з Маріанської западини Тихого океану або його «захоплення» з поясу астероїдів не підтверджуються законами небесної механіки.

Найкраще, мабуть, відповідає істині гіпотеза спільного утворення Землі і Місяця з протопланетної хмари холодних газово-пилових частинок. Але і вона пояснює не все. Вчені жартують, що на перші дві гіпотези можна відпустити по 10 відсотків ймовірності, а на третю – 20 відсотків. Решта 60 залишаються на ще не висловлені ідеї.

Мільярди років неухильно віддаляючись від Землі, в останні роки Селена стала ближче і зрозуміліше людям.

З’ясувалося, що вона багато в чому схожа на Землю, складається з подібних порід і розслоєна на кору, мантію і ядро, але на відміну від Землі — тектонічно пасивна.

Розкрито причини і “календар” утворення місячних морів, породжених зіткненням Селени з найбільшими космічними об’єктами. Саме до морів приурочені аномально великі сили тяжіння, так звані «маскони». Можливо, вони викликані вторгненням сторонніх мас космічного походження або перетіканням щільного матеріалу.

Поверхня Місяця дійшла до нас в тому вигляді, в якому вона утворилася мільярди років тому. Її не змінили ні вітри, ні течії, ні рослини. Зате вона схильна до своєрідного впливу космічної радіації, і її дослідження допоможе людям краще планувати міжзоряні перельоти.

Ми прощаємося з Селеною, над обрієм сяє тепла, рідна і неповторна Земля, для розуміння якої людина і зробила настільки захоплюючі, але і настільки ризиковані експедиції.

Люди не марно прагнули на Місяць. Первозданна Селена дочекалася прильоту розумних автоматів і людини і трохи розповіла про свою історію. Вірніше, тільки натякнула – загадок ще багато. Але час працює на науку, на людину. Вивчення Селени триває.

Автор: І. Галкін.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *