Главнаянадувные моторные лодкиКарта сайта
The English version of site
rss Лента Новостей
В Контакте Рго Новосибирск
Кругозор Исследователи природыПолевые рецепты Архитектура Космос Экспедиционный центр


Наука | Диалоги о науке | Луна


9.09.03 (хр. 00:50:07)


Участник:

     

Шевченко Владислав Владимирович

Родился 18 июня 1940 года в гор. Москве

Окончил Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии, отделение астрономо-геодезии в 1964 году по специальности "астроном-геодезист". С 1964 года - в Государственном астрономическом институте им. П.К.Штернберга МГУ

Доктор физико-математических наук (1982г.), заведующий Отделом исследований Луны и планет ГАИШ МГУ (с 1978 г. по настоящее время).

Член Международного астрономического союза (МАС), Комиссия 16, председатель подгруппы лунной номенклатуры, член Рабочей группы МАС по номенклатуре планетной системы; председатель Рабочей группы "Луна и Меркурий" Астросовета РАН; член редколлегии журнала РАН "Астрономический вестник.



Владислав Шевченко:К сожалению надо сказать, что это совсем не так. И виной здесь, пожалуй, сам тот интерес, о котором вы только что сказали. Потому что, когда начались первые наблюдения с помощью телескопа (вспомним Галилея), одним из первых объектов естественно была Луна. Начались космические исследования – Луна опять-таки стала первым объектом за пределами земных орбит, к которому устремились космические аппараты. Луна стала и первым объектом, куда ступила нога человека.


Но этот прорыв случился в очень сжатые сроки. Действительно, от первого спутника, от первых фотографий обратной стороны Луны до того, как по Луне стали ходить люди, прошло порядка десятилетия – очень мало времени. Утвердилось мнение: все, Луна известна, по Луне уже люди ходили – неоднократно я слышал эту фразу от людей, которые принимают кардинальные решения о том, какие будут программы, какие исследования, на что надо тратить средства. По Луне гуляли люди – ну, что еще? Что еще надо? И из-за этого получилось так, что, например, Марс изучен куда лучше, подробнее, детальней, чем наша Луна.


Хотя Луна, наверное, заслуживает большего, ведь Луна все-таки, возвращаясь к нашей формулировке, ближайшее к нам тело. Но если даже не говорить о фундаментальных проблемах – Луна это естественная инфраструктура Земли, которая вот-вот, через 10, 20, 30, 40 лет станет инфраструктурой Земли. Но прежде чем она станет таковой, ее нужно изучать.


Ну, а что собой представляет собой Луна именно в фундаментальном плане? Прежде всего, она, конечно, интересна тем, что это космический музей, естественный музей, хранящий экспонаты очень давнего времени. Такие экспонаты, которые нигде больше не существуют. За исключением, может быть, Меркурия, мы немножко этого коснемся потом. Но Меркурий далек, во-первых, во-вторых, труден для полета к нему, потому что нужно лететь в сторону Солнца. А Луна вот, рядом. Три дня, которые мы летим до Луны, это время, которое мы тратим, передвигаясь по Земле. Даже в пределах территории нашей страны, и то дольше бывает.


Если мы попытаемся наглядно представить, что собой представляет Луна, можно обратиться, скажем, к астероидам, которые падают на Землю. Это внеземное вещество, доставляемое самым экономичным путем – само прилетает. И в то же время осколки астероидов – метеориты, то, что в результате мы находим – показывают историю Солнечной системы. Вот на экране один из образчиков очень древнего астероида. И стрелочками указаны светлые включения, это породы, обогащенные кальцием и алюминием. По оценкам происхождения эти светлые включения примерно на 50-100 миллионов лет старше, чем наша Земля. Но это, конечно, условно, потому что Земля родилась не в один момент, проходили миллионы лет, пока она сформировалась и стала Землей. Но за 100 или за 50 миллионов лет до того, как появилась наша планета, эти фрагменты уже существовали.


Следующий слайд покажите, пожалуйста, это кусок породы, доставленный с Луны. На Земле собственно земных пород (а не тех, что прилетают с астероидами) старше, чем примерно 3 миллиарда лет, не находится. Во-первых, Земля прошла длинный путь развития, своей эволюции как планеты. Во-вторых, на Земле такие агрессивные среды, как гидросфера, атмосфера разрушали, перекраивали поверхность, работал вулканизм, происходили тектонические движения. В общем, все очень сильно переработано. На Луне все это происходило в гораздо меньшей степени. И здесь, на этой картинке вы тоже видите светлые включения. Если Солнечная система, в том числе и наша Земля, и другие планеты, имеют возраст приблизительно 4,6 миллиарда лет, то представленный здесь кусок породы возник на Луне 4,4 миллиарда лет назад. Этот кусок, его ровесники и многое-многое другое – вот экспозиция Луны как музея.


Из чего же состоит Луна? Экзотического здесь не так много. На Землю доставили какое-то количество образцов автоматические станции, запущенные в нашей стране. Большое количество, конечно, было доставлено экипажами «Аполлонов», там были больше весовые возможности. И во всех этих образцах нашли всего лишь 2-3 минерала, которые не похожи на земные. В частности, один из них был назван «армаколит». Это в честь трех первых космонавтов, по первым буквам их фамилий – Армстронг, Олдрин, Коллинз. Правда, Коллинз не был на Луне, он был на орбите и руководил всей экспедицией. А Армстронг с Олдрином в это время находились на поверхности.


Поэтому по большому счету Луна состоит из тех же горных пород, которые находятся и на Земле. Покажите следующую иллюстрацию, пожалуйста. Геохимики могут, конечно, все, что я скажу, детализировать. И называть составы, изотопные отличия и прочее. Я думаю, мы сейчас на этом не будем останавливаться. А в целом можно, наверное, три крупных класса выделить.


Это породы, которые составляют светлые области, называемые материками. Породы, которые составляют темные области, называемые морями. И переходные породы. Здесь представлены два видимых полушария, то есть обращенные к Земле, и обратные полушария. И представлена карта распределения железа в поверхностном слое. Более красные области – это то, что обогащено железом, ржавчина. Конечно, это абсолютно условные цвета. Но поскольку ржавчина и железо как-то ассоциируются, то здесь красные цвета соответствуют большему количеству железа, а противоположные, синие, – меньшему количеству железа. Железо – это один из элементов, которые входят в состав лунных пород.


Лунные моря составлены из базальтов. Базальты находятся и на Земле. Лунные материки составлены из анортозитов, они также есть на Земле. А промежуточные породы – это так называемые нориты или крип-породы (крип – это англоязычное сокращение – редкоземельные элементы, то есть породы, которые обогащены редкоземельными элементами).


Кстати, очень интересно, почему эти области были названы морями и материками. Для меня, например, это остается загадкой, хотя и несколько из другой области. Впервые такое название дали современники Галилея, которые в первые телескопы увидели на Луне темные области. И почему-то они темные области назвали морями, а светлые – материками. Причем Галилей мог уже в телескоп видеть, что это не так, а его предшественники думали, что моря это и есть моря, вода. И когда были получены первые глобальные снимки Земли из космоса, то оказалось, что действительно земные моря и океаны темнее, у них отражательная способность составляет всего лишь несколько процентов, а отражательная способность земных материков – до 30 процентов. На Луне то же самое. Моря отражают несколько процентов, а материки отражают до 20 процентов. Но на Земле это понятно, свет падает, поглощается водой, рассеивается в воде, и поэтому вода сверху выглядит темной. Но почему тогдашние люди решили, что моря должны быть темнее? Они же никогда не видели Землю со стороны.


Александр Гордон:Да, удивительно.


В.Ш.Но это так, к слову. Следующий слайд, пожалуйста.


А.Г.Здесь бросается в глаза очень неравномерное распределение и железа, и материков, и морей по поверхности Луны. Обратная сторона Луны практически лишена железа, по крайней мере, если судить по этой схеме?


В.Ш.Мы через одну картинку еще вернемся к этому.


А здесь показано распределение титана, в той же гамме – где краснее, там больше титана. И, соответственно, это базальты, так называемые ильмениты, то есть базальт, обогащенный титаном.


Теперь об асимметрии двух полушарий. Это можно на следующем слайде продемонстрировать. Но предварительно несколько замечаний. Это объект, не имеющий отношения к Луне, это астероид, один из первых астероидов, который был сфотографирован. Вы видите, что вся его поверхность испещрена кратерами. Даже такие небольшие объекты Солнечной системы все покрыты кратерами. Когда мы получили эти изображения, то еще раз убедились, что одним из основных процессов в формировании поверхности является соударение – падение, соударение, встречи и так далее. Поэтому, когда формировалось первоначальное лицо Луны, оно формировалось за счет тех же кратеров, следов соударения. Так же, как, между прочим, и Земля. Возьмем внешний вид ранней Земли, 500 миллионов лет после того, как сформировалась поверхность и немножко дальше. Вся поверхность будет сплошь покрыта кратерами.


На Луне вы видите два полушария, с левой стороны – обращенное к Земле, и обратное полушарие. Обращенное к Земле покрыто такими круговыми образованиями, а поскольку это топографическая карта, то разные цвета показывают высоты и низины. Более красные – это возвышенности, переход в синюю гамму, это впадины. Первоначально Луна состояла из огромного количества впадин, оставленных в результате ударов тел самых различных размеров, когда на поздней стадии формирования Солнечной системы более крупные тела «вычерпывали», как говорят, более мелкие тела. То есть в своем вращении они сталкивались с более мелкими телами и вбирали их в себя через удар. Удар оставлял впадину.


По прошествии примерно полутора миллионов лет после того, как сформировалась Луна как сфера и возникли эти впадины, под влиянием давления началась внутренняя деятельность на Луне. Здесь разные схемы предлагаются, пока еще не до конца проработанные, но так или иначе, они все упоминают наличие радиоактивных элементов, то есть начался радиоактивный разогрев, который породил жидкую внутреннюю лаву.


Луна тогда вращалась довольно быстро по сравнению с настоящим временем, она не была ориентирована так, как сейчас. Но поскольку она все-таки вращалась вокруг Земли и все время испытывала гравитационное притяжение Земли, то это не могло не сказаться на распределении недр. Скажем, как в яйце, внутри более плотный желток, окруженный менее плотным белком. И если его вращать, кстати говоря, тут можно вспомнить, как в быту определяют сырое яйцо или вареное – его вращают.


В тот момент Луна была, скажем так, сырым яйцом. И ядро тянулось к Земле. Причем все это происходило в динамике, на фоне того, что Луна остывала, то есть породы становились более вязкими, а потом и более твердыми. Это привело к тому, что верхняя кора застыла, естественно, прежде всего, потому что тепло отдавалось сразу в открытый космос – не передавалось по механизму теплопередачи внутрь, а сразу уходило в открытый космос. Это привело к тому, что кора на одном полушарии стала тоньше, на другом – толще. На видимом полушарии в конце концов кора образовалась толщиной где-то 60 километров, а на обратном полушарии – 100 километров.


И в то же время существовали жидкие лавы в мантии. А тяжелое ядро тянулось к Земле. Это все привело к тому, что, во-первых, Луна затормозилась, и период ее вращения вокруг своей оси стал равен периоду вращения вокруг Земли. То есть к Земле все время обращалось одно и то же полушарие. Такой постоянный вектор тяготения к Земле привел к тому, что лавы стали выходить на поверхность и вскрывать кору на том полушарии, что обращено к Земле. И поэтому мы сейчас видим, что к Земле обращено полушарие, покрытое темными областями, морями. А на обратной стороне вы видите большой овал. Это самый большой – по крайней мере, из известных на сегодняшний день в Солнечной системе – кратер или кольцевое образование. Его диаметр – около 3 тысяч километров. С учетом того, что диаметр Луны около 3400 километров, то радиус этого ударного образования сравним с размерами самой Луны. И тут еще одна загадка…


А.Г.Что же это за тело такое было и почему оно не разрушило Луну…


В.Ш.Баллистики, те, кто занимается ударными процессами, умеют это рассчитывать. И они рассчитали, что это тело могло быть примерно 200 километров в диаметре. То есть, возможно, это был один из последних спутников, который вместе с Луной вращался вокруг Земли. Луна его схватила, поймала (поскольку была по массе больше, естественно, что и поле тяготения было больше), естественно, что они пересеклись.


Тут, может быть, даже более удивительно то, что Луна осталась цела от такого удара. Наверное, Луна в тот момент была еще достаточно вязкой, то есть достаточно упругой и поэтому не раскололась.


Но, так или иначе, это образование до сих пор не имеет собственного названия. И называется по двум крайним точкам – «Южный полюс–Эйткен». Эйткен – это один из сравнительно небольших кратеров на севере этого образования. Но сделаю еще одну небольшую присказку по ходу дела.


Одной из моих общественных обязанностей является председательство в международной комиссии по наименованиям образований на Луне в Международном астрономическом союзе. И до сих пор в этой комиссии ведутся споры, которые не приводят к консенсусу. Потому что на Луне образования, как правило, называются (это было принято еще со времен Галилея, потом традиция так и осталась) именами выдающихся ученых, исследователей – начиная с самого Галилея. И чтобы что ли соблюсти субординацию так повелось (может, это естественно для людей), что чем более велик ученый, тем больше кратер на Луне. А поскольку это самый большой кратер, то встает вопрос: если называть его именем какой-то личности, персонифицировать, то нужно выбрать самую великую личность. И здесь очень разные мнения, поэтому кратер до сих пор остается безымянным.


Но вернемся к морям и материкам. На этом слайде мы видим темные базальты на видимой стороне Луны и практически полное отсутствие таких морей на обратной стороне Луны. В верхней части обратной стороны Луны, в северном полушарии слева можно видеть небольшое лунное образование, носящее название Море Москвы. Это след наших первых успехов в космосе, поскольку первые фотографии обратной стороны Луны были сделаны советской станцией. Авторы открытий обладают приоритетом, и, соответственно, единственное, по сути дела, море на обратной стороне Луны было названо Море Москвы.


Далее вы видите на видимом полушарии разливы лавы. Они имеют или кольцевую, круговую форму, – когда лава заполняла какое-то ударное образование до пределов, до краев. Или форму более неправильную, когда лава переливалась через край, заполняла соседние низины.


Таким путем шло формирование большинства тел земной группы. Мы не берем сейчас планеты-гиганты, газовые, ледяные тела – там несколько другая история. А планеты и спутники земной группы состоят, как я уже сказал, из тех же, в основном, горных пород, что и Земля. Это кремний, в основном, и включения железа, титана, магния, которые разделяют основные породы базальта, анортозитов и крип-породы. Так же шло формирование и других тел, например, того же Меркурия, о чем мы уже упоминали.


Следующий, пожалуйста, слайд. Это типичный вид Луны, кратерные формы в более крупном масштабе. А следующий слайд – это типичный вид поверхности Меркурия. Вы видите, что это тоже поверхность, изрытая кратерами. Практически полная аналогия того, что на Луне – таким же путем шла и Земля до известной степени. Но Луна остановилась на этом этапе в силу того, что масса Луны в 81 раз меньше массы Земли. Соответственно, ее энергетические способности, способности к вулканизму ограничиваются меньшим давлением на недра и так далее. Луна остановилась на этом этапе, а Земля пошла дальше. То, что мы сейчас видим на Земле, это уже последующие этапы развития. А на Луне самые глобальные видоизменения, когда низины стали заполняться лавами, произошли где-то 2–3 миллиарда лет тому назад. Самые древние лавы, которые находятся на Луне, имеют возраст 2 с небольшим миллиарда лет, это довольно молодые для Луны породы. То есть по своему формированию это самые молодые на Луне породы, а все остальное более древнее.


А.Г.А на каком этапе своего существования Луна стала спутником Земли?


В.Ш.По сегодняшним гипотезам Луна стала спутником с самого начала.


Следующий слайд, пожалуйста. Я уже говорил, что этот кратер – самый большой на Луне и в Солнечной Системе. Исследования этого объекта до сих пор очень актуальны. Скажем, если посмотреть, о чем пишут исследователи Луны, то где-то примерно 30 процентов всех работ, выходящих о Луне, касаются исследования вот этого объекта – «Южный полюс–Эйткен».


Он интересен многим еще, кроме того, что он большой. У него странное внутреннее строение. О внутреннем строении говорить сложно, к сожалению, Луну бурили только на 2 метра – это прямые сведения. Все остальное получается косвенными путями.


Прежде всего, о внутреннем строении можно судить по структуре гравитационного поля. Еще в 60-х, начале 70-х годов было обнаружено следующее. Если мы обратимся к видимой стороне, здесь красным оттенком изображены области с напряженным гравитационным полем. То есть под морями находятся какие-то избытки масс, проявляющихся через структуру гравитационного поля. Они так и были названы «массконами», от «масс-концентрейшн», то есть концентрации масс под этими круговыми морями.


А если мы перейдем к обратной стороне и посмотрим на этот самый большой кратер, то увидим, что там не положительная аномалия, а наоборот отрицательная. Голубым цветом показано, что там напряженность гравитационного поля даже меньше, чем над материками. Вот такая странность. Но как я уже говорил, мощность взрыва зависит от скорости, массы и состава тела, если падала комета, то из-за ее рыхлости даже огромные ее размеры не приведут к сильному взрыву. А если падал чистый камень…


Здесь художник изобразил тот вид, который мы могли бы наблюдать, скажем, с Земли, когда образовывался этот бассейн (иногда такие круговые области называют бассейнами) – «Южный полюс–Эйткен».


Но от этой картинки мы можем перейти, собственно, к образованию Луны. Раньше существовало несколько гипотез. Скажем, одна из распространенных в прошлом гипотез была та, что Луна формировалась вместе с Землей из того же самого солнечного газопылевого облака, только возникло 2 центра – большой и маленький. И так постепенно путем аккреции росла Земля, росла Луна. Но поскольку Луна была более массивной, Луна стала спутником.


Но когда появилась возможность исследовать состав горных пород и более подробно говорить о Луне, то получилось, что здесь есть некая неувязка. Потому что, если бы Земля и Луна росли из одного и того же материала, они должны были повторять друг друга – не по размерам, а по характеристикам. Между тем, даже не внедряясь в глубь Луны, можно сказать, что у них разное внутреннее строение. Средняя плотность Земли – 5 с лишним единиц, то есть грамм на сантиметр в кубе. Аналогичная средняя плотность всего шара Луны – всего лишь 3,3 единицы. То есть налицо большая разница. Естественно, можно предположить, прежде всего, что причина этой разницы в том, что в Земле, как мы знаем, есть железное металлическое ядро, довольно массивное, а на Луне такого ядра нет. Тогда вопрос: а почему же так получилось? И гипотеза того, что они образовывались одновременно и посредством одного и того же механизма, упиралась в этот непреодолимый вопрос – почему так?


Существовали и другие гипотезы, я сейчас не буду их упоминать. Коротко говоря, где-то лет 20 тому назад возникла гипотеза ударного происхождения Луны. Следующий кадр показывает компьютерную модель того, как это могло произойти. Там 1, 2, 3 и так далее последовательности предполагают, что была ранняя Земля, которая уже прошла процесс дифференциации, то есть образовалось тяжелое металлическое ядро, тяжелые элементы опустились к центру, а легкие составляли верхние оболочки Земли.


И в этот момент тело размером примерно с Марс по касательной ударило в Землю, и произошел как бы срез верхних слоев. Дальше это вещество рассеялось вокруг Земли, образовалось что-то вроде кольца, которое есть вокруг Сатурна, например. Возможно, потом в этом кольце образовывались отдельные сгустки. И в результате, конечно, через довольно длительный промежуток времени возникла Луна. Такая модель, такой механизм объясняет разницу в строении этих двух тел. Потому что Луна образовалась не точно из тех же материалов, что и Земля, а только из материалов верхних слоев Земли, то есть материалов, обедненных тяжелыми элементами, что мы и наблюдаем на Луне.


Но это, конечно, гипотеза. Ее можно признавать или не признавать. Есть и противники у нее. Но одним из путей ее доказательства было бы обнаружение лунного ядра.


И вот одно из последних открытий в отношении Луны. Последний по времени лунный спутник, который вращался вокруг Луны, произвел ряд исследований. Были исследования гравитационные, были исследования магнитометрические. И когда и то, и другое вместе сопоставили, то оказалось, что можно определить радиус ядра – конечно, с какой-то точностью. Эти определения приводят к тому, что диаметр лунного ядра составляет где-то от 400 до 200 километров, то есть это очень маленькое ядро. А масса его еще меньше. Если земное ядро составляет где-то 30 процентов от массы Земли, то масса лунного ядра составляет всего лишь десятые доли процента или несколько процентов общей массы Луны. Тут тоже есть разброс по понятным причинам, это еще предварительные результаты. Но, во всяком случае, принципиально можно считать, что эта схема близка к истине, то есть у Луны оказалось очень маленькое ядро, маленькое и по размерам, и по массе.


Таково одно из последних достижений в исследованиях Луны. Хотя многие специалисты, в том числе и наши отечественные, считают, что более точным методом была бы выброска на лунную поверхность серии пенитраторов, которые имели бы сейсмометры, образовали сейсмометрическую сеть, и по прохождению волн через центр Луны (если в такое перекрестье этих сейсмометров поставить лунное ядро) можно было бы более точно рассчитать параметры лунного ядра, соответственно, ответить более точно на вопрос о происхождении Луны.


А.Г.А волны откуда будут браться? Ведь естественной вулканической деятельности на Луне сейчас нет?


В.Ш.Да, но не забывайте о том, что падающие на Луну тела продолжают ее бомбардировать. Они, конечно, не такие большие, чтобы образовать такой бассейн, как «Южный полюс–Эйткен», но, тем не менее, все-таки кратеры размером, скажем, в несколько километров на Луне появляются. А более мелкие появляются, конечно, еще более часто – это одно. А второе вот что. Когда американцы на своих «Аполлонах» поставили первые сейсмометры, они увидели, что на Луне сейсмосигнал длится очень долго. Где-то там упал метеорит, скажем, волна прошла. И она долго очень не затихает. То есть Луна как бы звенит. Это происходит за счет того, во-первых, что в ней мало вязкого вещества, где бы тухли волны. Во-вторых, считают, что ее трещины проходят очень глубоко. И когда происходит волна, блоки друг о друга стучат, и они как бы передают друг другу эти волны…


А.Г.Резонансная система получается.


В.Ш.Точно, получается многорезонансная система. Поэтому недостатка в сейсмических волнах на Луне нет. Вопрос в том, как их исследовать. Но пока нет таких планов. Вернее, планы у ученых есть …


А.Г.Нет денег.


В.Ш.Нет, денег, да. Ну и последнее из того, что я хотел бы сказать о загадках и странностях Луны.


Это обнаружение лунных льдов, лунных полярных льдов. Следующий слайд, пожалуйста. Этот кадр очень интересен. Вы видите одного из астронавтов экипажа «Аполлона», который бродит по Луне, а вокруг него – облако. Понятно, что газит скафандр, газят все системы. На Луне очень высокий вакуум. Он, конечно, немножко плотнее, чем вакуум открытого космоса. Почему? Потому что какая-то доля газа все-таки присутствует. Упал метеорит, скажем, – это высокотемпературный взрыв, образуется газопылевое ударное облако, то есть газ присутствует. Иногда появляются какие-то следы внутренней дегазации, но это тоже до конца не установлено. Но это все очень мало отличается от вакуума открытого космоса. И поэтому, когда искусственный объект начинает газить, вы видите искусственную атмосферу вокруг человека на Луне.


И возникает тогда вопрос, откуда же на Луне, на которой нет атмосферы, и, естественно, нет воды, появляются льды? Следующий слайд, пожалуйста. А между тем это довольно определенно было обнаружено. Здесь мы видим монтаж из снимков самого Южного полюса. Я хочу напомнить, что у Луны есть такая особенность, что лунный экватор по своему положению в пространстве практически совпадает с плоскостью эклиптики. То есть с плоскостью, в которой Земля вместе с Луной обращается вокруг Солнца. И солнечные лучи на экваторе практически падают на лунную поверхность. Соответственно, на полюсах они идут по касательной – полтора градуса есть наклон, это очень незначительно. Поэтому любая ямка на полюсе становится постоянно затененной, там существует постоянная тень, что и видно на этом снимке. Правда, у Луны есть 18-летний с лишним период, когда ось Луны немножко колеблется, на это надо делать поправку, но если глубокая яма, то она уже абсолютно точно находится в тени.


Там, где области заштрихованы синим, это так называемые холодные ловушки, то есть они постоянно затененные. Было поставлено два эксперимента. Один эксперимент на американском спутнике «Клементина», другой эксперимент на спутнике «Лунар проспектор». Оба эксперимента показали, что в этих ловушках, где постоянная температура может быть даже меньше, чем 40 кельвинов или 90 кельвинов, но все равно, это очень низкая температура – там могут собираться, концентрироваться водяные пары. И даже водород оттуда не диссипирует, поскольку там очень низкая температура, а у него тепловое движение атомов слишком маленькое.


Дальше вопрос: откуда на Луне возникли водяные пары, пусть даже в очень маленьком количестве? Здесь загадка в загадке. Как в известной китайской головоломке – шарик в шарике. Вы видите типичный кратер, а слева абсолютно для Луны нетипичное образование, которое имеет какие-то диффузные формы, не связанные с лунными, не связанные с движением лав, ударами и прочим. Они были названы английским словом «swirls» – «клубы дыма», например, клубы дыма из трубки и тому подобное. Я в том числе принимал участие своими работами в развитие той гипотезы, что эти следы – это следы, оставленные газовой оболочкой комет, контактами комет.


Я, когда студентам читаю лекцию, предлагаю им подсчитать, что будет, если на Луну упадет комета «Хэйл-Бопп» – вот она перед вами. Она, как вы помните, недавно, несколько лет назад, посетила окрестности Земли, не саму Землю, к счастью…


А.Г.Не дай Бог.


В.Ш.…А только ее окрестности. Она отличается тем, что у нее очень большое ядро – от 40 до 80 километров. А у обычной кометы, кометы Галлея, всем известной, всего несколько километров.


И вот если такая комета упадет на Луну, в результате взрыва у Луны образуется какая-то короткоживущая атмосфера, которая, конечно, быстро рассеется под влиянием солнечных лучей. И даже те газы, которые осядут на лунную поверхность на ночной стороне, когда начнется день, сразу рассеются. Но те газы, которые попадут в холодные ловушки, где 90 кельвинов, вот им уже некуда будет деться, они уже остаются. По всей видимости, так и образовались лунные льды. Следующий, пожалуйста.


С учетом того, что на лунной поверхности мы видим эти «свирлс», можно обратить внимание еще на один момент. Мы видели образование, которое носит название «Рейнер-гамма» и находится на видимой стороне, его наблюдали еще в телескоп. А на обратной стороне мы только недавно увидели другую группу образований: витки, завихрения и прочее. Структурно они имеют такие же формы, такие же формы, как и та. И очень велика вероятность, по крайней мере, по моему мнению, что это именно кометы и были.


А.Г.Какова вероятность Луны встретиться с кометой за время своей жизни?


В.Ш.Вы знаете, это очень острый вопрос. Потому что Луна в качестве мишени очень невелика. В нее очень сложно попасть. Даже когда наши первые ракеты пытались в нее попасть, как вы помните, первая прошла мимо, не удалось не промахнуться. Тем менее вероятно случайное попадание. Но здесь мы имеем два фактора.


Во-первых, длительность – большие периоды, и во-вторых (я сейчас не могу подробно останавливаться на определениях), время жизни этих образований – всего лишь 10 миллионов лет. Мы можем взять сведения из другой области, скажем, кривую, которую строили палеонтологи – кривую массовых вымираний на земной поверхности. Учтем и то, что эти массовые вымирания, их стратиграфические слои несут в себе следы космических пришельцев, например, повышенное содержание иридия и тому подобного. То есть эти массовые вымирания довольно широко принято…


А.Г.Соотносить…


В.Ш.Да, соотносить с падение комет. Так вот, последний пик вымираний на этой кривой, это тоже 10 миллионов лет. И есть такое понятие, как «кометный ливень». То есть у нас не просто периодически появляются кометы, а из окрестностей Солнечной системы в массированном порядке к центру устремляется повышенное количество комет. В период такого кометного ливня ситуация меняется. Тогда маленькая Луна может оказаться мишенью, в которую могут попасть кометы.


Ну, и может быть, что все эти образования, возраст которых 10 миллионов лет, образованы одной кометой. Просто она подошла к Луне, развалилась, как, например, комета Шумейкер–Лебедь–9 при подходе к Юпитеру, и эти отдельные осколки каким-то образом распределились по лунной поверхности. Но то, что другим путем лунные льды не могли образоваться – это, по-моему, очевидно.


А.Г.Да, у меня была еще тысяча вопросов, которые связаны с существованием системы Земля – Луна. Но это, видимо, уже другая тема и для другой передачи.
Луна



9.09.03


(хр. 00:50:07)



Участник:


Владислав Владимирович Шевченко– доктор физико-математических наук



Владислав Шевченко:К сожалению надо сказать, что это совсем не так. И виной здесь, пожалуй, сам тот интерес, о котором вы только что сказали. Потому что, когда начались первые наблюдения с помощью телескопа (вспомним Галилея), одним из первых объектов естественно была Луна. Начались космические исследования – Луна опять-таки стала первым объектом за пределами земных орбит, к которому устремились космические аппараты. Луна стала и первым объектом, куда ступила нога человека.


Но этот прорыв случился в очень сжатые сроки. Действительно, от первого спутника, от первых фотографий обратной стороны Луны до того, как по Луне стали ходить люди, прошло порядка десятилетия – очень мало времени. Утвердилось мнение: все, Луна известна, по Луне уже люди ходили – неоднократно я слышал эту фразу от людей, которые принимают кардинальные решения о том, какие будут программы, какие исследования, на что надо тратить средства. По Луне гуляли люди – ну, что еще? Что еще надо? И из-за этого получилось так, что, например, Марс изучен куда лучше, подробнее, детальней, чем наша Луна.


Хотя Луна, наверное, заслуживает большего, ведь Луна все-таки, возвращаясь к нашей формулировке, ближайшее к нам тело. Но если даже не говорить о фундаментальных проблемах – Луна это естественная инфраструктура Земли, которая вот-вот, через 10, 20, 30, 40 лет станет инфраструктурой Земли. Но прежде чем она станет таковой, ее нужно изучать.


Ну, а что собой представляет собой Луна именно в фундаментальном плане? Прежде всего, она, конечно, интересна тем, что это космический музей, естественный музей, хранящий экспонаты очень давнего времени. Такие экспонаты, которые нигде больше не существуют. За исключением, может быть, Меркурия, мы немножко этого коснемся потом. Но Меркурий далек, во-первых, во-вторых, труден для полета к нему, потому что нужно лететь в сторону Солнца. А Луна вот, рядом. Три дня, которые мы летим до Луны, это время, которое мы тратим, передвигаясь по Земле. Даже в пределах территории нашей страны, и то дольше бывает.


Если мы попытаемся наглядно представить, что собой представляет Луна, можно обратиться, скажем, к астероидам, которые падают на Землю. Это внеземное вещество, доставляемое самым экономичным путем – само прилетает. И в то же время осколки астероидов – метеориты, то, что в результате мы находим – показывают историю Солнечной системы. Вот на экране один из образчиков очень древнего астероида. И стрелочками указаны светлые включения, это породы, обогащенные кальцием и алюминием. По оценкам происхождения эти светлые включения примерно на 50-100 миллионов лет старше, чем наша Земля. Но это, конечно, условно, потому что Земля родилась не в один момент, проходили миллионы лет, пока она сформировалась и стала Землей. Но за 100 или за 50 миллионов лет до того, как появилась наша планета, эти фрагменты уже существовали.


Следующий слайд покажите, пожалуйста, это кусок породы, доставленный с Луны. На Земле собственно земных пород (а не тех, что прилетают с астероидами) старше, чем примерно 3 миллиарда лет, не находится. Во-первых, Земля прошла длинный путь развития, своей эволюции как планеты. Во-вторых, на Земле такие агрессивные среды, как гидросфера, атмосфера разрушали, перекраивали поверхность, работал вулканизм, происходили тектонические движения. В общем, все очень сильно переработано. На Луне все это происходило в гораздо меньшей степени. И здесь, на этой картинке вы тоже видите светлые включения. Если Солнечная система, в том числе и наша Земля, и другие планеты, имеют возраст приблизительно 4,6 миллиарда лет, то представленный здесь кусок породы возник на Луне 4,4 миллиарда лет назад. Этот кусок, его ровесники и многое-многое другое – вот экспозиция Луны как музея.


Из чего же состоит Луна? Экзотического здесь не так много. На Землю доставили какое-то количество образцов автоматические станции, запущенные в нашей стране. Большое количество, конечно, было доставлено экипажами «Аполлонов», там были больше весовые возможности. И во всех этих образцах нашли всего лишь 2-3 минерала, которые не похожи на земные. В частности, один из них был назван «армаколит». Это в честь трех первых космонавтов, по первым буквам их фамилий – Армстронг, Олдрин, Коллинз. Правда, Коллинз не был на Луне, он был на орбите и руководил всей экспедицией. А Армстронг с Олдрином в это время находились на поверхности.


Поэтому по большому счету Луна состоит из тех же горных пород, которые находятся и на Земле. Покажите следующую иллюстрацию, пожалуйста. Геохимики могут, конечно, все, что я скажу, детализировать. И называть составы, изотопные отличия и прочее. Я думаю, мы сейчас на этом не будем останавливаться. А в целом можно, наверное, три крупных класса выделить.


Это породы, которые составляют светлые области, называемые материками. Породы, которые составляют темные области, называемые морями. И переходные породы. Здесь представлены два видимых полушария, то есть обращенные к Земле, и обратные полушария. И представлена карта распределения железа в поверхностном слое. Более красные области – это то, что обогащено железом, ржавчина. Конечно, это абсолютно условные цвета. Но поскольку ржавчина и железо как-то ассоциируются, то здесь красные цвета соответствуют большему количеству железа, а противоположные, синие, – меньшему количеству железа. Железо – это один из элементов, которые входят в состав лунных пород.


Лунные моря составлены из базальтов. Базальты находятся и на Земле. Лунные материки составлены из анортозитов, они также есть на Земле. А промежуточные породы – это так называемые нориты или крип-породы (крип – это англоязычное сокращение – редкоземельные элементы, то есть породы, которые обогащены редкоземельными элементами).


Кстати, очень интересно, почему эти области были названы морями и материками. Для меня, например, это остается загадкой, хотя и несколько из другой области. Впервые такое название дали современники Галилея, которые в первые телескопы увидели на Луне темные области. И почему-то они темные области назвали морями, а светлые – материками. Причем Галилей мог уже в телескоп видеть, что это не так, а его предшественники думали, что моря это и есть моря, вода. И когда были получены первые глобальные снимки Земли из космоса, то оказалось, что действительно земные моря и океаны темнее, у них отражательная способность составляет всего лишь несколько процентов, а отражательная способность земных материков – до 30 процентов. На Луне то же самое. Моря отражают несколько процентов, а материки отражают до 20 процентов. Но на Земле это понятно, свет падает, поглощается водой, рассеивается в воде, и поэтому вода сверху выглядит темной. Но почему тогдашние люди решили, что моря должны быть темнее? Они же никогда не видели Землю со стороны.


Александр Гордон:Да, удивительно.


В.Ш.Но это так, к слову. Следующий слайд, пожалуйста.


А.Г.Здесь бросается в глаза очень неравномерное распределение и железа, и материков, и морей по поверхности Луны. Обратная сторона Луны практически лишена железа, по крайней мере, если судить по этой схеме?


В.Ш.Мы через одну картинку еще вернемся к этому.


А здесь показано распределение титана, в той же гамме – где краснее, там больше титана. И, соответственно, это базальты, так называемые ильмениты, то есть базальт, обогащенный титаном.


Теперь об асимметрии двух полушарий. Это можно на следующем слайде продемонстрировать. Но предварительно несколько замечаний. Это объект, не имеющий отношения к Луне, это астероид, один из первых астероидов, который был сфотографирован. Вы видите, что вся его поверхность испещрена кратерами. Даже такие небольшие объекты Солнечной системы все покрыты кратерами. Когда мы получили эти изображения, то еще раз убедились, что одним из основных процессов в формировании поверхности является соударение – падение, соударение, встречи и так далее. Поэтому, когда формировалось первоначальное лицо Луны, оно формировалось за счет тех же кратеров, следов соударения. Так же, как, между прочим, и Земля. Возьмем внешний вид ранней Земли, 500 миллионов лет после того, как сформировалась поверхность и немножко дальше. Вся поверхность будет сплошь покрыта кратерами.


На Луне вы видите два полушария, с левой стороны – обращенное к Земле, и обратное полушарие. Обращенное к Земле покрыто такими круговыми образованиями, а поскольку это топографическая карта, то разные цвета показывают высоты и низины. Более красные – это возвышенности, переход в синюю гамму, это впадины. Первоначально Луна состояла из огромного количества впадин, оставленных в результате ударов тел самых различных размеров, когда на поздней стадии формирования Солнечной системы более крупные тела «вычерпывали», как говорят, более мелкие тела. То есть в своем вращении они сталкивались с более мелкими телами и вбирали их в себя через удар. Удар оставлял впадину.


По прошествии примерно полутора миллионов лет после того, как сформировалась Луна как сфера и возникли эти впадины, под влиянием давления началась внутренняя деятельность на Луне. Здесь разные схемы предлагаются, пока еще не до конца проработанные, но так или иначе, они все упоминают наличие радиоактивных элементов, то есть начался радиоактивный разогрев, который породил жидкую внутреннюю лаву.


Луна тогда вращалась довольно быстро по сравнению с настоящим временем, она не была ориентирована так, как сейчас. Но поскольку она все-таки вращалась вокруг Земли и все время испытывала гравитационное притяжение Земли, то это не могло не сказаться на распределении недр. Скажем, как в яйце, внутри более плотный желток, окруженный менее плотным белком. И если его вращать, кстати говоря, тут можно вспомнить, как в быту определяют сырое яйцо или вареное – его вращают.


В тот момент Луна была, скажем так, сырым яйцом. И ядро тянулось к Земле. Причем все это происходило в динамике, на фоне того, что Луна остывала, то есть породы становились более вязкими, а потом и более твердыми. Это привело к тому, что верхняя кора застыла, естественно, прежде всего, потому что тепло отдавалось сразу в открытый космос – не передавалось по механизму теплопередачи внутрь, а сразу уходило в открытый космос. Это привело к тому, что кора на одном полушарии стала тоньше, на другом – толще. На видимом полушарии в конце концов кора образовалась толщиной где-то 60 километров, а на обратном полушарии – 100 километров.


И в то же время существовали жидкие лавы в мантии. А тяжелое ядро тянулось к Земле. Это все привело к тому, что, во-первых, Луна затормозилась, и период ее вращения вокруг своей оси стал равен периоду вращения вокруг Земли. То есть к Земле все время обращалось одно и то же полушарие. Такой постоянный вектор тяготения к Земле привел к тому, что лавы стали выходить на поверхность и вскрывать кору на том полушарии, что обращено к Земле. И поэтому мы сейчас видим, что к Земле обращено полушарие, покрытое темными областями, морями. А на обратной стороне вы видите большой овал. Это самый большой – по крайней мере, из известных на сегодняшний день в Солнечной системе – кратер или кольцевое образование. Его диаметр – около 3 тысяч километров. С учетом того, что диаметр Луны около 3400 километров, то радиус этого ударного образования сравним с размерами самой Луны. И тут еще одна загадка…


А.Г.Что же это за тело такое было и почему оно не разрушило Луну…


В.Ш.Баллистики, те, кто занимается ударными процессами, умеют это рассчитывать. И они рассчитали, что это тело могло быть примерно 200 километров в диаметре. То есть, возможно, это был один из последних спутников, который вместе с Луной вращался вокруг Земли. Луна его схватила, поймала (поскольку была по массе больше, естественно, что и поле тяготения было больше), естественно, что они пересеклись.


Тут, может быть, даже более удивительно то, что Луна осталась цела от такого удара. Наверное, Луна в тот момент была еще достаточно вязкой, то есть достаточно упругой и поэтому не раскололась.


Но, так или иначе, это образование до сих пор не имеет собственного названия. И называется по двум крайним точкам – «Южный полюс–Эйткен». Эйткен – это один из сравнительно небольших кратеров на севере этого образования. Но сделаю еще одну небольшую присказку по ходу дела.


Одной из моих общественных обязанностей является председательство в международной комиссии по наименованиям образований на Луне в Международном астрономическом союзе. И до сих пор в этой комиссии ведутся споры, которые не приводят к консенсусу. Потому что на Луне образования, как правило, называются (это было принято еще со времен Галилея, потом традиция так и осталась) именами выдающихся ученых, исследователей – начиная с самого Галилея. И чтобы что ли соблюсти субординацию так повелось (может, это естественно для людей), что чем более велик ученый, тем больше кратер на Луне. А поскольку это самый большой кратер, то встает вопрос: если называть его именем какой-то личности, персонифицировать, то нужно выбрать самую великую личность. И здесь очень разные мнения, поэтому кратер до сих пор остается безымянным.


Но вернемся к морям и материкам. На этом слайде мы видим темные базальты на видимой стороне Луны и практически полное отсутствие таких морей на обратной стороне Луны. В верхней части обратной стороны Луны, в северном полушарии слева можно видеть небольшое лунное образование, носящее название Море Москвы. Это след наших первых успехов в космосе, поскольку первые фотографии обратной стороны Луны были сделаны советской станцией. Авторы открытий обладают приоритетом, и, соответственно, единственное, по сути дела, море на обратной стороне Луны было названо Море Москвы.


Далее вы видите на видимом полушарии разливы лавы. Они имеют или кольцевую, круговую форму, – когда лава заполняла какое-то ударное образование до пределов, до краев. Или форму более неправильную, когда лава переливалась через край, заполняла соседние низины.


Таким путем шло формирование большинства тел земной группы. Мы не берем сейчас планеты-гиганты, газовые, ледяные тела – там несколько другая история. А планеты и спутники земной группы состоят, как я уже сказал, из тех же, в основном, горных пород, что и Земля. Это кремний, в основном, и включения железа, титана, магния, которые разделяют основные породы базальта, анортозитов и крип-породы. Так же шло формирование и других тел, например, того же Меркурия, о чем мы уже упоминали.


Следующий, пожалуйста, слайд. Это типичный вид Луны, кратерные формы в более крупном масштабе. А следующий слайд – это типичный вид поверхности Меркурия. Вы видите, что это тоже поверхность, изрытая кратерами. Практически полная аналогия того, что на Луне – таким же путем шла и Земля до известной степени. Но Луна остановилась на этом этапе в силу того, что масса Луны в 81 раз меньше массы Земли. Соответственно, ее энергетические способности, способности к вулканизму ограничиваются меньшим давлением на недра и так далее. Луна остановилась на этом этапе, а Земля пошла дальше. То, что мы сейчас видим на Земле, это уже последующие этапы развития. А на Луне самые глобальные видоизменения, когда низины стали заполняться лавами, произошли где-то 2–3 миллиарда лет тому назад. Самые древние лавы, которые находятся на Луне, имеют возраст 2 с небольшим миллиарда лет, это довольно молодые для Луны породы. То есть по своему формированию это самые молодые на Луне породы, а все остальное более древнее.


А.Г.А на каком этапе своего существования Луна стала спутником Земли?


В.Ш.По сегодняшним гипотезам Луна стала спутником с самого начала.


Следующий слайд, пожалуйста. Я уже говорил, что этот кратер – самый большой на Луне и в Солнечной Системе. Исследования этого объекта до сих пор очень актуальны. Скажем, если посмотреть, о чем пишут исследователи Луны, то где-то примерно 30 процентов всех работ, выходящих о Луне, касаются исследования вот этого объекта – «Южный полюс–Эйткен».


Он интересен многим еще, кроме того, что он большой. У него странное внутреннее строение. О внутреннем строении говорить сложно, к сожалению, Луну бурили только на 2 метра – это прямые сведения. Все остальное получается косвенными путями.


Прежде всего, о внутреннем строении можно судить по структуре гравитационного поля. Еще в 60-х, начале 70-х годов было обнаружено следующее. Если мы обратимся к видимой стороне, здесь красным оттенком изображены области с напряженным гравитационным полем. То есть под морями находятся какие-то избытки масс, проявляющихся через структуру гравитационного поля. Они так и были названы «массконами», от «масс-концентрейшн», то есть концентрации масс под этими круговыми морями.


А если мы перейдем к обратной стороне и посмотрим на этот самый большой кратер, то увидим, что там не положительная аномалия, а наоборот отрицательная. Голубым цветом показано, что там напряженность гравитационного поля даже меньше, чем над материками. Вот такая странность. Но как я уже говорил, мощность взрыва зависит от скорости, массы и состава тела, если падала комета, то из-за ее рыхлости даже огромные ее размеры не приведут к сильному взрыву. А если падал чистый камень…


Здесь художник изобразил тот вид, который мы могли бы наблюдать, скажем, с Земли, когда образовывался этот бассейн (иногда такие круговые области называют бассейнами) – «Южный полюс–Эйткен».


Но от этой картинки мы можем перейти, собственно, к образованию Луны. Раньше существовало несколько гипотез. Скажем, одна из распространенных в прошлом гипотез была та, что Луна формировалась вместе с Землей из того же самого солнечного газопылевого облака, только возникло 2 центра – большой и маленький. И так постепенно путем аккреции росла Земля, росла Луна. Но поскольку Луна была более массивной, Луна стала спутником.


Но когда появилась возможность исследовать состав горных пород и более подробно говорить о Луне, то получилось, что здесь есть некая неувязка. Потому что, если бы Земля и Луна росли из одного и того же материала, они должны были повторять друг друга – не по размерам, а по характеристикам. Между тем, даже не внедряясь в глубь Луны, можно сказать, что у них разное внутреннее строение. Средняя плотность Земли – 5 с лишним единиц, то есть грамм на сантиметр в кубе. Аналогичная средняя плотность всего шара Луны – всего лишь 3,3 единицы. То есть налицо большая разница. Естественно, можно предположить, прежде всего, что причина этой разницы в том, что в Земле, как мы знаем, есть железное металлическое ядро, довольно массивное, а на Луне такого ядра нет. Тогда вопрос: а почему же так получилось? И гипотеза того, что они образовывались одновременно и посредством одного и того же механизма, упиралась в этот непреодолимый вопрос – почему так?


Существовали и другие гипотезы, я сейчас не буду их упоминать. Коротко говоря, где-то лет 20 тому назад возникла гипотеза ударного происхождения Луны. Следующий кадр показывает компьютерную модель того, как это могло произойти. Там 1, 2, 3 и так далее последовательности предполагают, что была ранняя Земля, которая уже прошла процесс дифференциации, то есть образовалось тяжелое металлическое ядро, тяжелые элементы опустились к центру, а легкие составляли верхние оболочки Земли.


И в этот момент тело размером примерно с Марс по касательной ударило в Землю, и произошел как бы срез верхних слоев. Дальше это вещество рассеялось вокруг Земли, образовалось что-то вроде кольца, которое есть вокруг Сатурна, например. Возможно, потом в этом кольце образовывались отдельные сгустки. И в результате, конечно, через довольно длительный промежуток времени возникла Луна. Такая модель, такой механизм объясняет разницу в строении этих двух тел. Потому что Луна образовалась не точно из тех же материалов, что и Земля, а только из материалов верхних слоев Земли, то есть материалов, обедненных тяжелыми элементами, что мы и наблюдаем на Луне.


Но это, конечно, гипотеза. Ее можно признавать или не признавать. Есть и противники у нее. Но одним из путей ее доказательства было бы обнаружение лунного ядра.


И вот одно из последних открытий в отношении Луны. Последний по времени лунный спутник, который вращался вокруг Луны, произвел ряд исследований. Были исследования гравитационные, были исследования магнитометрические. И когда и то, и другое вместе сопоставили, то оказалось, что можно определить радиус ядра – конечно, с какой-то точностью. Эти определения приводят к тому, что диаметр лунного ядра составляет где-то от 400 до 200 километров, то есть это очень маленькое ядро. А масса его еще меньше. Если земное ядро составляет где-то 30 процентов от массы Земли, то масса лунного ядра составляет всего лишь десятые доли процента или несколько процентов общей массы Луны. Тут тоже есть разброс по понятным причинам, это еще предварительные результаты. Но, во всяком случае, принципиально можно считать, что эта схема близка к истине, то есть у Луны оказалось очень маленькое ядро, маленькое и по размерам, и по массе.


Таково одно из последних достижений в исследованиях Луны. Хотя многие специалисты, в том числе и наши отечественные, считают, что более точным методом была бы выброска на лунную поверхность серии пенитраторов, которые имели бы сейсмометры, образовали сейсмометрическую сеть, и по прохождению волн через центр Луны (если в такое перекрестье этих сейсмометров поставить лунное ядро) можно было бы более точно рассчитать параметры лунного ядра, соответственно, ответить более точно на вопрос о происхождении Луны.


А.Г.А волны откуда будут браться? Ведь естественной вулканической деятельности на Луне сейчас нет?


В.Ш.Да, но не забывайте о том, что падающие на Луну тела продолжают ее бомбардировать. Они, конечно, не такие большие, чтобы образовать такой бассейн, как «Южный полюс–Эйткен», но, тем не менее, все-таки кратеры размером, скажем, в несколько километров на Луне появляются. А более мелкие появляются, конечно, еще более часто – это одно. А второе вот что. Когда американцы на своих «Аполлонах» поставили первые сейсмометры, они увидели, что на Луне сейсмосигнал длится очень долго. Где-то там упал метеорит, скажем, волна прошла. И она долго очень не затихает. То есть Луна как бы звенит. Это происходит за счет того, во-первых, что в ней мало вязкого вещества, где бы тухли волны. Во-вторых, считают, что ее трещины проходят очень глубоко. И когда происходит волна, блоки друг о друга стучат, и они как бы передают друг другу эти волны…


А.Г.Резонансная система получается.


В.Ш.Точно, получается многорезонансная система. Поэтому недостатка в сейсмических волнах на Луне нет. Вопрос в том, как их исследовать. Но пока нет таких планов. Вернее, планы у ученых есть …


А.Г.Нет денег.


В.Ш.Нет, денег, да. Ну и последнее из того, что я хотел бы сказать о загадках и странностях Луны.


Это обнаружение лунных льдов, лунных полярных льдов. Следующий слайд, пожалуйста. Этот кадр очень интересен. Вы видите одного из астронавтов экипажа «Аполлона», который бродит по Луне, а вокруг него – облако. Понятно, что газит скафандр, газят все системы. На Луне очень высокий вакуум. Он, конечно, немножко плотнее, чем вакуум открытого космоса. Почему? Потому что какая-то доля газа все-таки присутствует. Упал метеорит, скажем, – это высокотемпературный взрыв, образуется газопылевое ударное облако, то есть газ присутствует. Иногда появляются какие-то следы внутренней дегазации, но это тоже до конца не установлено. Но это все очень мало отличается от вакуума открытого космоса. И поэтому, когда искусственный объект начинает газить, вы видите искусственную атмосферу вокруг человека на Луне.


И возникает тогда вопрос, откуда же на Луне, на которой нет атмосферы, и, естественно, нет воды, появляются льды? Следующий слайд, пожалуйста. А между тем это довольно определенно было обнаружено. Здесь мы видим монтаж из снимков самого Южного полюса. Я хочу напомнить, что у Луны есть такая особенность, что лунный экватор по своему положению в пространстве практически совпадает с плоскостью эклиптики. То есть с плоскостью, в которой Земля вместе с Луной обращается вокруг Солнца. И солнечные лучи на экваторе практически падают на лунную поверхность. Соответственно, на полюсах они идут по касательной – полтора градуса есть наклон, это очень незначительно. Поэтому любая ямка на полюсе становится постоянно затененной, там существует постоянная тень, что и видно на этом снимке. Правда, у Луны есть 18-летний с лишним период, когда ось Луны немножко колеблется, на это надо делать поправку, но если глубокая яма, то она уже абсолютно точно находится в тени.


Там, где области заштрихованы синим, это так называемые холодные ловушки, то есть они постоянно затененные. Было поставлено два эксперимента. Один эксперимент на американском спутнике «Клементина», другой эксперимент на спутнике «Лунар проспектор». Оба эксперимента показали, что в этих ловушках, где постоянная температура может быть даже меньше, чем 40 кельвинов или 90 кельвинов, но все равно, это очень низкая температура – там могут собираться, концентрироваться водяные пары. И даже водород оттуда не диссипирует, поскольку там очень низкая температура, а у него тепловое движение атомов слишком маленькое.


Дальше вопрос: откуда на Луне возникли водяные пары, пусть даже в очень маленьком количестве? Здесь загадка в загадке. Как в известной китайской головоломке – шарик в шарике. Вы видите типичный кратер, а слева абсолютно для Луны нетипичное образование, которое имеет какие-то диффузные формы, не связанные с лунными, не связанные с движением лав, ударами и прочим. Они были названы английским словом «swirls» – «клубы дыма», например, клубы дыма из трубки и тому подобное. Я в том числе принимал участие своими работами в развитие той гипотезы, что эти следы – это следы, оставленные газовой оболочкой комет, контактами комет.


Я, когда студентам читаю лекцию, предлагаю им подсчитать, что будет, если на Луну упадет комета «Хэйл-Бопп» – вот она перед вами. Она, как вы помните, недавно, несколько лет назад, посетила окрестности Земли, не саму Землю, к счастью…


А.Г.Не дай Бог.


В.Ш.…А только ее окрестности. Она отличается тем, что у нее очень большое ядро – от 40 до 80 километров. А у обычной кометы, кометы Галлея, всем известной, всего несколько километров.


И вот если такая комета упадет на Луну, в результате взрыва у Луны образуется какая-то короткоживущая атмосфера, которая, конечно, быстро рассеется под влиянием солнечных лучей. И даже те газы, которые осядут на лунную поверхность на ночной стороне, когда начнется день, сразу рассеются. Но те газы, которые попадут в холодные ловушки, где 90 кельвинов, вот им уже некуда будет деться, они уже остаются. По всей видимости, так и образовались лунные льды. Следующий, пожалуйста.


С учетом того, что на лунной поверхности мы видим эти «свирлс», можно обратить внимание еще на один момент. Мы видели образование, которое носит название «Рейнер-гамма» и находится на видимой стороне, его наблюдали еще в телескоп. А на обратной стороне мы только недавно увидели другую группу образований: витки, завихрения и прочее. Структурно они имеют такие же формы, такие же формы, как и та. И очень велика вероятность, по крайней мере, по моему мнению, что это именно кометы и были.


А.Г.Какова вероятность Луны встретиться с кометой за время своей жизни?


В.Ш.Вы знаете, это очень острый вопрос. Потому что Луна в качестве мишени очень невелика. В нее очень сложно попасть. Даже когда наши первые ракеты пытались в нее попасть, как вы помните, первая прошла мимо, не удалось не промахнуться. Тем менее вероятно случайное попадание. Но здесь мы имеем два фактора.


Во-первых, длительность – большие периоды, и во-вторых (я сейчас не могу подробно останавливаться на определениях), время жизни этих образований – всего лишь 10 миллионов лет. Мы можем взять сведения из другой области, скажем, кривую, которую строили палеонтологи – кривую массовых вымираний на земной поверхности. Учтем и то, что эти массовые вымирания, их стратиграфические слои несут в себе следы космических пришельцев, например, повышенное содержание иридия и тому подобного. То есть эти массовые вымирания довольно широко принято…


А.Г.Соотносить…


В.Ш.Да, соотносить с падение комет. Так вот, последний пик вымираний на этой кривой, это тоже 10 миллионов лет. И есть такое понятие, как «кометный ливень». То есть у нас не просто периодически появляются кометы, а из окрестностей Солнечной системы в массированном порядке к центру устремляется повышенное количество комет. В период такого кометного ливня ситуация меняется. Тогда маленькая Луна может оказаться мишенью, в которую могут попасть кометы.


Ну, и может быть, что все эти образования, возраст которых 10 миллионов лет, образованы одной кометой. Просто она подошла к Луне, развалилась, как, например, комета Шумейкер–Лебедь–9 при подходе к Юпитеру, и эти отдельные осколки каким-то образом распределились по лунной поверхности. Но то, что другим путем лунные льды не могли образоваться – это, по-моему, очевидно.


А.Г.Да, у меня была еще тысяча вопросов, которые связаны с существованием системы Земля – Луна. Но это, видимо, уже другая тема и для другой передачи.






ГлавнаяКарта сайтаПочта
Яндекс.Метрика    Редактор сайта:  Комаров Виталий