Главная Фотогалерея Рефераты Новости Видеогалерея Статьи  
 
 
Содержание
 
   

Луна - спутник земли

     Луна – одно из самых прекрасных созданий космоса в Солнечной системе наряду с Землей и Солнцем. Это один единственный спутник Земли во многом очень похожий на Землю до такой степени, что многие ученые предлагают рассматривать систему Луны и Земли как двойную планету. Размеры нашего спутника не намного меньше размеров Меркурия и поэтому спутник можно рассматривать и как планету Земного типа. Древние греки называли Луну Селеной в честь прекрасной греческой богини о которой слагались красивые мифы. Луна единственное космическое тело, о котором астрономы с древних времен знали, что она движется вокруг земли. Особенно эту теорию развил знаменитый александрийский ученый Клавдий Птоломей в сочинении «Альмагест», а впоследствии после открытия закона о всемирном тяготении Ньютоном управляющего движение всех небесных тел, теория движения спутник вокруг Земли значительно уточнилась и усовершенствовалась. На сегодняшний день основой расчетов движения Луны считается метод Брауна. Современная наука при помощи лазерной локации рассчитывает расстояния до Луны с точностью до сантиметра. Теория образования нашего спутника учеными высказывается в основном в двух версиях: первая из протопланетного облака сразу после образования нашей планеты. Вторая версия это образование из отколотого куска нашей планеты в результате космического столкновения Земли и другого космического тела размером примерно как Марс. Отколотая часть Земли и некоторые ее осколки стали вращаться вокруг земли по орбите и постепенно сформировали спутник Земли. Ученые считают что вероятность образования в результате столкновения составляет 5-10 процентов у одной из 400 звезд, так что случай этот довольно редкий .Так или иначе возраст Луны чуть меньше Земли и после своего образования она прошла несколько этапов своего развития.
     Многие ученые считают, что Луна образовалась сравнительно быстро при высокой первоначальной температуре. Ученые института физики Земли Российской академии наук а также и другие определяют ее возраст Луны примерно в 4,5 млрд.лет, то есть почти сразу после образования нашей планеты Земля из космического газа и частичек протопланетного облака. Если Луна образовалась из остатков протопланетного облака после образования Земли, то этим можно объяснить недостаток железа и легкоплавких элементов по отношению с нашей планетой. Итак, сразу после образования спутник наверняка представлял собой расплавленную огненную лаву каменных пород при активной бомбардировке метеоритов и смешению всего в огромной бурлящей огненной массе. Материнское вещество Луны долго переплавлялось, смешивалось, дегазировалось и закалялось. При этом происходило одновременно и раздел на фракции. Постепенно возможно происходило и расслоение тела на планетные оболочки: кору, мантию и ядро. Считается, что магматическая активность Луны длилась примерно 1,5млрд.лет при постепенном остыванием с наружи, затвердеванием поверхностного слоя и наращиванием мощности литосферы и образовании ядра. (ядро Луны для многих ученых под вопросом). Во время того как внешняя кора Луны остывала, а метеоритные бомбардировки продолжались, на поверхности стал постепенно образовываться кратерный рельеф который мы можем наблюдать и сегодня. От ударов метеоритов о лунную поверхность образовывались кратеры и часто появлялись огромные трещины, появился поверхностный слой на коре называемый реголитом. Постепенно Падение метеоритов и других космических тел на поверхность Луны стало уменьшаться, но примерно 4 -3 млрд.лет назад в образовании коры произошли еще какие-то изменения наподобие вулканов, возможно это было завершение подъема и кристаллизации оболочки. Во время этого, в результате радиоактивного распада, сопровождавшегося большой температурой, были залиты огромные Лунные впадины и бассейны извергающимися из под коры лавами темных базальтов и образовались огромные так называемые моря, залитые этими базальтовыми лавами. Такие катаклизмы скорее всего происходили в слабых участках коры где от метеоритных бомбардировок появлялись большие и глубокие трещины и разломы
     Период образование базальтовых морей длился примерно от 4 до 3 млрд. лет назад и происходил в основном на обращенной к нам стороне Луны. Как объясняют ученые данное явление происходило из-за того, что земля своим притяжением направляла метеориты на обращенную к ней сторону Луны. На обратной стороне лунных морей практически нет и кора значительно мощнее. Около 3 млрд.лет назад этап формирования лунной поверхности в основном завершился и с тех пор Луна практически не меняется, если не считать изменения из-за притяжения Земли и солнечного ветра. По всей вероятности ее внутренние энергетические ресурсы исчерпаны, этап формирования завершен и она потихонечку остывает.

Реголиты, кора, мантия и ядро Луны.

     Лунная поверхность на сегодняшний день практически не подвергается каким либо изменениям. Она не размывается так как нет воды и не разрушается от ветра так как его просто нет. Уже почти два миллиарда лет как закончилась эпоха метеоритов. Луна как и большинство планет Солнечной системы состоит из трех основных хорошо отличающихся друг от друга слоев: коры, мантии и ядра.
     Но вначале хотелось бы отметить самый верхний пылевой слой грунта на поверхности - это реголиты. Термин реголиты характерен только для Луны и некоторых планет и спутников, на которых нет атмосферы. В переводе с древнегреческого, обозначает каменное покрывало. Реголиты это рыхлая пыль из мелких обломочных осколков от ударов метеоритов о материковую лунную поверхность при условии вакуума и сильного космического излучения. Он состоит в основном из изверженных пород, минералов, из метеоритов и стекла и имеет ударно-взрывное происхождение пыли спаянной стеклом. Реголиты бывают от темно серого до черного цвета, с запахом гари. Большинство мелких частиц имеют размер примерно 0,03-1 мм и иногда включают частицы с зеркальным блеском. Ученые выделяют два типа реголитов: первые угловатые и более острые осколочные и вторые округленные и оплавленные, похожие на мелкие стекловидные песчаные капельки. У них высокая электризация и слипаемость, так как на их поверхности нет окисной пленки. строение луны
     Кора Луны как считают ученые, неоднородна и имеет среднюю толщину 60 км. По данным американских сейсмографов, кора по поверхности расположена неравномерно на стороне повернутой к Земле в пределах от нуля под морем Кризисов и морем Москвы и до 100 км на обратной стороне возле кратера Королева с севера. Считается, что средняя мощность коры на видимом нами полушарии равна 50 км, а на обратном полушарии 100 км. Открытие такой мощной лунной коры на обратной стороне стало настоящей сенсацией. Это говорит о том что в далеком прошлом на ней был океан магмы, где в его недрах в течении 100 млн.лет и происходило выплавление и образование толстого слоя коры. В основном вся выплавляющаяся базальтовая магма и шла на ее наращивание.. На долю Лунной коры приходится 1/30 часть размеров Луны и она примерно в 5 раз толще, чем кора Земли. Физические свойства коры в разных районах различны по плотности, по разному намагничены, с различной электропроводность и по данным сейсмографов имеют разные скорости сейсмических волн. В основном кора представлена двумя областями: темными базальтовыми морями и светлыми анортозитовыми материками. При анализе поверхностных пород было установлено что они очень похожи на земные, но имеют большее содержание тяжелых металлов таких как титан и хром. Очень интересны Лунные масконы, представляющие собой кору с повышенно большой плотностью и гравитационными аномалиями.
     Мантия Луны. Мантия это слой в недрах между корой и ядром, которая образуется в результате того, что при плавлении вверх выбрасываются более легкие продукты плавления, которые формируют кору, а в глубину от первичного вещества отделятся металлическая часть и уходит в ядро.. На Луне различают верхнюю мантию (от 100 до 300 км), среднюю (до 500-600 км.)и нижнюю мантию или переходной слой на расстоянии до 800-1000 км.. Лунная мантия изучалась в основном при помощи сейсмографов. У нее по сравнению с мантией Земли более низкая температура и больше жесткость. Лунная мантия не расплавлена как на Земле наверняка поэтому на нашем спутнике и нет вулканов На глубине 900-1000 км. отмечен слой сниженных сейсмических скоростей, что свидетельствует о возможном частичном плавлении мантии. Верхняя мантия состоит из очень компактных плотных кристаллических пород ультраосновного состава. Но чем ближе к ядру тем большая часть мантии имеет более высокую температуру и возможно находится в расплавленном состоянии.
     Ядро Луны. Хочется обратить особое внимание на ядро Луны так как некоторые ученые предполагали, что ядра у Луны может и вовсе не быть. На сегодняшний день установлено, что ядро Луны сравнительно небольшое и представляет собой внутреннее ядро 240 км, жидкое внешнее ядро состоящее из раскаленного, расплавленного железа 300-330 км и вокруг него есть пограничный слой ядра из частично расплавленного или сернистого железа радиусом примерно 450-500 км. Масса ядра Луны примерно составляет всего 1-2% от всей ее массы. Ядро луны находится на расстоянии приблизительно 1500 км от ее поверхности. Интересно, что центр массы ядра Луны смещен на 2 км от ее геометрического центра и направлен в сторону нашей планеты. Многие ученые из-за отсутствия однородного магнитного поля Луны считают, что в ядре Луны железа очень мало и в нем большое количество серы и частично никеля.рисунок фаз луны
     Фазы луны. Как мы знаем сама Луна своего света не излучает, а только отражает солнечный свет и в зависимости на сколько она его отражает и какой своей частью, такой мы и видим Луну на Земле. Вращаясь по своей орбите Луна меняет свою форму. В течении лунного месяца мы можем видеть ее то в виде совсем тоненького месяца, то в виде огромного круглого диска на небе. Чтобы ответить на вопрос, почему это так происходит, необходимо рассмотреть освещаемость Луны Солнцем в зависимости от ее места расположения на орбите и угла между Землей Луной и Солнцем. Как мы знаем, Луна всегда делает полный оборот вокруг Земли за 27 сут 7 час и 43 мин. Это ее сидеричесекий месяц, то есть звездный. Однако фазы луны зависят от синодического месяца («синодос» в переводе с греческого соединение), который зависит от положения Луны и Солнца. Синодический месяц на двое суток больше и длится 29 сут 12 час и 44 мин 2,8 сек. Через это время лунные фазы повторяются.
     На этом рисунке наглядно показана видимая часть луны в зависимости от солнечного освещения.
     Рассматривают обычно следующие фазы освещения:
- новолуние (на рис №1), когда видимая со стороны земли Луна не освещена;
-первая четверть (от№3 до 5) длится от освещения половины Луны до полнолуния;
-полнолуние (№5) видимая сторона Луны полностью вся освещена;
- последняя четверть (№7-8) освещение луны идет дальше на убыль, она становится видна как тоненький месяц и полностью исчезает.
     Так как у Луны сферическая форма, то во время частичного освещения сбоку мы видим ее в форме серпа или полумесяца. Освещенная сторона Луны показывает. с какой стороны находится солнце ночью, когда оно за горизонтом.
Новолуние, черная луна, мертвая луна - это время когда луна вообще никак не видна на небе даже при помощи самого сильного телескопа. Это происходит потому, что она расположена в том же самом направлении как и Солнце и смотрит на землю своим совсем не освещенным полушарием. Но буквально через один или два дня, когда она двигаясь по орбите немного отклонится и видимая нам сторона начнет освещаться Солнцем, то на западе на фоне вечерней зари мы сможем недолго перед заходом увидеть тончайший серп месяца. Древние греки это явление называли «неомения», то есть новый месяц. До и после новолуния в ясную погоду иногда виден пепельный свет Луны, который представляет собой слабое свечение отраженного от Земли света. С увеличением месяца на небе пепельный свет исчезает. По мере дальнейшего продвижения по своей орбите влево от Солнца она увеличивается и через 7 суток 10 часов отклоняется на 90 градусов, мы видим половину освещенного правого диска и начинается первая четверть. По мере перемещения Луны дальше по орбите мы видим уже ее появление на восточном небе, а заходит она все позже к полуночи.
     Двигаясь дальше по орбите через 14 сут 8 час, Луна оказывается на противоположной стороне Солнца с угловым расстоянием от него на 180 град.. Луна светит очень ярко и всю ночь. Это полнолуние. Но уже на следующий день Луна снова начинает приближаться по орбите к Солнцу справа и расстояние уменьшается со 180 до 90 градусов. Постепенно уменьшается освещаемая уже левая часть Лунного диска. После достижения положения в 90 град через 22 дня и 3 часа от новолуния, начинается последняя четверть лунного месяца. Ширина месяца продолжает каждый день таять и Луна потихоньку приближается к Солнцу уже с правой западной стороны. Наступает момент когда она догоняет Солнце и мы снова не видим ее освещенную сторону. Закончился лунный месяц.
     Следует отметить что летом Луна не поднимается далеко над горизонтом, а Солнце на небе поднимается высоко. Зимой же наоборот – Луна поднимается выше и светит дольше, а Солнце светит по времени меньше и стоит ближе к горизонту.
     От новолуния до полнолуния (на рис №1-5), когда освещаемая часть увеличивается – то говорят что Луна нарастающая, а когда после полнолуния освещаемая часть уменьшается (№5-8), то Луна убывающая или как еще говорят ущербная.
     Лунные приливы на земле. Все космические тела в зависимости от их масс и расстояния между собой связаны силами притяжения. Благодаря силам гравитации Луна вращается вокруг Земли. Но не только Луна притягивается Землей, одновременно и Земля испытывает на себе гравитационное воздействие Луны и Солнца. Но так как расстояние до Солнца гораздо больше чем до Луны, то именно Луна оказывает большее значение на приливные силы Земли.. Она создает во внешней оболочке Земли приливную волну или как бы горб который движется по поверхности вслед за движением Луны. Особенно это хорошо видно на водной поверхности в океанах и морях во время приливов и отливов в полнолуние. В это время Луна, Земля и Солнце выстраиваются на одну прямую линию, их приливные волны складываются. Максимальный прилив можно наблюдать во время наибольшего сближения земли со спутником. Тогда уровень воды в океане поднимается на 30-40 см, но ударяясь о твердое дно поблизости у берега волна сильно увеличивается в высоте, так же как простые ветровые волны у прибоя.
     Кроме повышения уровня воды приливное воздействие может незаметно оказывать влияние и на поверхностный слой коры особенно в его слабых местах. Также необходимо отметить, что приливное действие тормозит вращение Земли вокруг своей оси, в следствии чего земные сутки постепенно удлиняются за 100 лет на 0,0015 сек.
     Когда в мае 2011 года луна во время полнолуния проходила точку перигея (это самая близкая точка лунной орбиты к земле), то она по своему размеру казалась что была увеличена на 14% больше чем обычно и светилась ярче на 30%. Это природное явление называют «супер-Луной» и ее приближение к Земле в точке перигея усиливает приливы, отливы и сейсмическую активность
.      Приливные воздействия на Луне.
Масса Земли почти в 81 раз больше массы Луны. Это уже говорит о том, что сила притяжения Земли во много раз больше и вызывает приливы на своем спутнике почти в 20 раз сильнее, чем Луна вызывает у нас. Поэтому если раньше наш спутник вращался быстрее, то постепенно его движение тормозится. Так как на спутнике нет воды как на Земле, то сильным приливным воздействия подвергается кора и мантия и происходят лунотрясения. Они отличаются от землетрясений по своему характеру и продолжительности. По данным сейсмографов установленных американскими астронавтами лунотрясения гораздо более однородные, продолжительнее и полностью точно регулируются гравитацией Земли и Солнца.

   
Поиск
Rambler's Top100