Удивительная Солнечная система
Шрифт:
Земли увеличивалась с глубиной. Удар выбил вещество преимущественно из мантии, не затронув формирующегося ядра. Разумеется, это мантийное вещество все-таки было обогащено железом. Некоторое представление об этом веществе могут дать современные метеориты из класса хондритов – силикаты, нашпигованные железными «каплями». Этого железа хватило, чтобы у Луны с течением времени сформировалось собственное железное ядро.
(Впрочем, необходимо еще раз подчеркнуть: гипотеза о формировании Луны вследствие соударения Земли с крупным планетоидом – все-таки лишь гипотеза. Альтернативную гипотезу о самостоятельном формировании Луны из вещества протопланетного диска пока ни в коем случае не следует считать отброшенной.)
Так или иначе, Луне досталось меньше элементов группы железа, чем Земле. Соответственно, ее железное ядро относительно меньше и легче, чем ядро Земли. И масса, общая масса и размеры Луны! Конечно, движение мантийного вещества происходило
Иное дело – космические аппараты. Прибор для измерения концентрации лунной атмосферы [18] , оставленный на поверхности Луны экспедицией «Аполлон-14», спустя около двух недель после отлета астронавтов зафиксировал четыре загадочных газовых облака. По скорости роста концентрации атмосферы специалистам удалось оценить расстояние до ближайшего источника выделения газа (несколько километров) и массу выброшенного вещества (10 кг). Масса как будто ничтожная, но она есть! А значит, геологически Луна все-таки не вполне пассивна – правда, она гораздо спокойнее Земли, но все же еще не до конца успокоилась. Зафиксированные лунотрясения только подтверждают такой вывод. Правда, большинство лунотрясений носит приливной характер и наблюдается во время прохождения Луной апогея и перигея своей орбиты.
18
Говорить об атмосферах малых небесных тел довольно странно с непривычки. Однако если вокруг тела имеется газовая оболочка с плотностью молекул, превышающей плотность молекул в окружающем космическом пространстве, то как же назвать такую оболочку? Конечно, атмосферой, пусть даже ее плотность в 1013 раз меньше плотности атмосферы Земли на уровне моря. – Примеч. авт.
Впрочем, существуют и альтернативные теории происхождения спутников Марса; по одной из них, Фобос и Деймос состоят из сравнительно слабо аккумулированных выбросов вещества марсианской поверхности вследствие астероидных ударов. – Примеч. авт.
Заметим, что сам термин «спутники планет» был введен в обиход Иоганном Кеплером в 1618 году. – Примеч. авт.
Из чего же состоит Луна?
В разрезе это примерно такой же «слоеный колобок», как Земля, но, разумеется, с иными числовыми данными. Лунная кора толще земной: 60 км на видимой стороне Луны и свыше 100 км на обратной. Глубже располагается верхняя мантия мощностью 800 км, где фиксируются глубокофокусные лунотрясения, под ней до глубины 1400–1500 км лежит частично расплавленная нижняя мантия, а еще глубже – ядро, состоящее из железа с примесью других металлов.
Ядро Луны, в отличие от земного ядра, не делится на внешнее и внутреннее. Оно едино и находится в твердой фазе. Как следствие, у Луны нет глобального магнитного поля, аналогичного земному. Оно существовало у Луны 3,6–3,9 млрд лет назад, но сейчас магнитные свойства нашего естественного спутника связаны лишь с остаточной намагниченностью лунных горных пород. Правда, считается, что ядро Луны должно было остыть до затвердения свыше 4 млрд лет назад. В качестве объяснения такого несоответствия предлагается гипотеза повторного разогрева лунного ядра радиоактивным распадом урана и тория, которые в большом количестве входили в 200-километровое «одеяло» из тяжелых горных пород, окружившее ядро. Однако через несколько сотен миллионов лет разогрев «одеяла» привел к повышению его плавучести, и «одеяло» было сорвано с ядра, что дало тому возможность наконец-то отвердеть. Так это или нет, пока не вполне ясно, но факт есть факт: у Луны нет жидкого ядра, которое могло бы продуцировать магнитное поле, зато есть слой расплавленной мантии, которая не дает сейсмическим волнам свободно проходить сквозь глубинные слои Луны.
Почти наверняка крайне медленные конвективные движения вещества лунной мантии еще продолжаются, но в целом – в целом! – Луна дает
Понятно, что все выводы, сделанные учеными о внутреннем строении Луны, получены из данных лунной сейсмологии, поскольку максимальная глубина, с которой были взяты образцы лунной породы, составляет смехотворные 2,5 м. (Впрочем, и примерно 10-километровая глубина, с которой были подняты глубинные породы Земли, точно так же смехотворна по сравнению с радиусом нашей планеты.) Никто не спорит с тем, что всегда лучше «пощупать руками», но если можно хотя бы измерить (скажем, скорость ударной волны в породах на разной глубине), то это уже много.
Поверхность Луны, лишенная ветровой и водной эрозии, сохранила весьма наглядные свидетельства бурного геологического прошлого нашего спутника. Даже невооруженным глазом прекрасно видны темные пятна на ее поверхности – так называемые лунные моря: Море Дождей, Море Ясности, Море Спокойствия, Море Изобилия, Море Кризисов, Море Нектара и др. Особенно крупными размерами выделяется Океан Бурь. Три лунных «моря» – Паров, Облаков и Влажности – являются его обширными «заливами». Само собой, слова «моря» и «заливы» приходится брать в кавычки, так как воды там нет. Но жидкость была! Ведь базальтовая лава основного и ультраосновного состава – жидкость с малой вязкостью, способная быстро течь. На Земле такие лавы выбрасываются из гавайских вулканов (например, Килауэа) и текут к океану быстрыми огненными реками. На Луне базальтовые лавы, излившиеся в промежутке от 3 до 4 млрд лет назад, образовали «моря», которые правильнее называть ударными бассейнами. Самые крупные из них находятся на видимой стороне Луны. Всего на Луне имеется более 40 ударных бассейнов. Темные – лавовые – области занимают 17 % лунной поверхности.
Между ними тянутся горные хребты, получившие имена земных горных систем: Альпы, Апеннины, Кавказ, Пиренеи и др. Высота отдельных горных вершин достигает 5,5 км. Но первое, что бросается в глаза при взгляде на Луну даже в самый скромный телескоп, – это, конечно, многочисленные кратеры. Почти все они названы именами ученых и общественных деятелей Земли. Наибольший кратер Байе имеет диаметр 300 км.
Давно уже нет никаких сомнений в том, что лунные кратеры (во всяком случае, подавляющее большинство их) носят ударный характер, но еще 100 и даже 50 лет назад во взглядах ученых на происхождение кратеров не было единодушия. Отголоски этих споров попали в замечательную детскую книжку Н. Носова «Незнайка на Луне». Там Знайка развенчивал теории «вулканистов» тем очевидным фактом, что лунные кратеры не похожи на кратеры земных вулканов, а теории «метеоритчиков» – тем, что наклонно упавший метеорит должен-де был оставить овальный кратер, а не круглый, между тем как лунные кратеры по преимуществу круглые, а не овальные.
Но поверхность космического тела – не картонная мишень, в которой пуля оставляет дырку небольшого размера. Кратер, выбитый в поверхности Луны (или Земли, не важно это!) метеоритом, имеющим космическую скорость, минимум на порядок превосходит размерами поперечник врезавшегося в поверхность тела. Вероятно, тело, выбившее кратер Байе, имело поперечник от 10 до 30 км (тут конкретика зависит от скорости и состава тела), то есть было типичным небольшим астероидом. Моделирование, как математическое, так и натурное, четко проясняет два обстоятельства: во-первых, под каким бы углом тело ни столкнулось с поверхностью, в результате всегда появляется более или менее круглый кратер – низина, окруженная валом, и, во-вторых, в геометрическом центре кратера часто образуется горка. Если лунный кратер лишен центральной горки, то почти всегда его дно состоит из застывшей лавы, то есть удар космического тела состоялся еще в те времена, когда лунная кора была тонка, а верхняя мантия находилась в полурасплавленном состоянии. Без этих «входящих» энергия удара космического тела о лунную поверхность оказалась бы недостаточна для плавления огромной массы базальта, заполнившего чашу кратера. Ведь энергия удара уходит главным образом на перемещение колоссального количества горных пород, порой на значительные расстояния.
Уже в сильный бинокль или подзорную трубу в нижней части лунного диска видны светлые лучи, расходящиеся веером от кратера Тихо. Эти лучи суть не что иное, как выброшенная при ударе порода и небольшие вторичные кратеры, образованные падающими обломками. При большем увеличении заметны лучи, расходящиеся и от других больших кратеров: Коперник, Кеплер, Аристарх, Анаксагор. На обратной стороне Луны ярко выраженными лучами окружены кратеры Ом и Джордано Бруно. На крупные круговые ударные образования приходятся и основные гравитационные аномалии.