Глава 10. Уникальная система Земля – Луна.
Луна — единственный естественный спутник нашей планеты, ближайшее к Земле небесное тело.
Луна — холодное шаровидное тело с твердой скалистой поверхностью. Радиус Луны равен 1738 км. Масса Луны в 81,3 меньше массы Земли. Средняя плотность Луны ρ = 3350 кг/м3, или 0,6 плотности Земли. Ускорение силы тяжести на поверхности 1,63 м/с2 (в 6 раз меньше земного). Период вращения Луны вокруг своей оси равен периоду ее обращения вокруг Земли, а именно 27,3 суток. Продолжительность солнечных суток на Луне составляет около 29,5 суток земных.
Луна лишена воды и атмосферы. За продолжительный лунный день в течение 14,8 земных суток лунная поверхность нагревается до температуры +130 °C, а ночью охлаждается до —170 °C. Из-за малой силы тяжести и высокой температуры Луна не смогла удержать около себя атмосферу. Следов жизни на Луне пока тоже не обнаружено.
Исследования, проведенные в последние годы, выявили на Луне наличие воды в замороженном состоянии. Российский нейтронный детектор ЛЕНД, установленный на борту американского искусственного спутника Луны, показал, что водяной лед составляет 3 – 8% массы пород в приполярной зоне Луны. Согласно предварительным оценкам, из тонны лунного грунта можно получить порядка 40 – 45 литров воды.
Определенный различными способами возраст пород, доставленных с Луны, близок к возрасту Земли, что свидетельствует об их совместном происхождении. В то же время на лунной поверхности не обнаружено более молодых пород, что говорит о давнем прекращении лавовых излияний и вулканической активности. Сейсмометры, доставленные на поверхность Луны, позволили выявить большое число лунотрясений – до 3000 за год. Однако, по сравнению с землетрясениями, они очень слабы – их сейсмическая энергия в миллиарды раз меньше, чем на Земле.
Рис.10/1. Луна при наблюдении с Земли.
Рельеф лунного полушария, обращенного к Земле, хорошо виден даже в небольшой телескоп. Обширные темные округлые и сравнительно ровные низменности еще в XVII в. получили названия морей. Моря – обширные площади, по-видимому, залитые некогда вулканической лавой. Светлые области — материки — занимают свыше 60 % видимой поверхности Луны. Материки покрыты как отдельными горами, так и горными хребтами. Горные районы покрыты множеством кольцевых структур — кратеров, в меньшем количестве они имеются и в морях. По современным представлениям большинство кратеров образовались при столкновении с лунной поверхностью крупных метеоритов, астероидов и комет. Светлые тонкие полосы, расходящиеся в разные стороны от цирков и кратеров, называются лучи. Некоторые лучи тянутся на 1000-2000 км по лунной поверхности. Фотографии показали, что некоторые из лучей состоят из большого числа мелких кратеров, воронок и лунок.
На рисунке 10/1 видны два самых грандиозных кратера внешней стороны Луны. Левый верхний называется Коперник, правый нижний – Тихо, в честь астронома Тихо Браге.
3 февраля 1966 года на поверхность Луны успешно совершила мягкую посадку советская автоматическая станция «Луна-9». С тех пор ведутся постоянные исследования как наружной, так и обратной стороны Луны. Обратная сторона Луны, скрытая от наших глаз, впервые была сфотографирована советской автоматической станцией «Луна-3» в 1959 году. Выяснилось, что по своим рельефу и структуре поверхности обратная сторона Луны ничем не отличается от наружной.
Рис.10/2. Видимая поверхность Луны крупным планом.
Рис.10/3. Обратная сторона Луны.
Так как Земля и Луна, по представлениям современной астрономии, составляют единую систему тел, то взаимно влияют друг на друга. Влияние Луны на Землю выражается в таком природном явлении, как океанские приливы и отливы. Под действием лунного притяжения водная оболочка Земли принимает слегка вытянутую в сторону Луны форму. Вследствие вращения Земли приливные выступы образуются каждый следующий момент уже в новых точках земной поверхности. Поэтому в течение одного оборота Луны (24 ч 52 мин) они обойдут вокруг всего земного шара; за это время в каждом месте случаются два прилива и два отлива. Солнце, как и Луна также вызывает приливы. Во время полнолуний и новолуний лунные и солнечные приливы складываются и наблюдаются самые большие приливы.
Так как Земля из-за своей сплюснутости имеет избыток массы в экваториальной области, то Луна и Солнце своим притяжением этих выступов стремятся повернуть Землю таким образом, чтобы земной экватор совместился с плоскостью эклиптики. Этот поворот складывается с осевым вращением Земли и приводит к медленному обращению оси вращения Земли вокруг направления на полюс эклиптики с периодом примерно 26 000 лет. Такие сдвиги называются прецессия. Прецессия — явление, при котором момент импульса тела меняет свое направление в пространстве под действием момента внешней силы.
Вопрос о времени возникновения системы Земля – Луна относится к одним из интереснейших вопросов астрономии и истории.
Для обычного спутника, которых так много у остальных планет Солнечной системы, Луна слишком велика, в этом и состоит уникальность парной системы Земля – Луна, и в этом кроется одна из самых интересных загадок астрономии. Масса Луны примерно в 81 раз меньше массы Земли, и ни у одной из планет Солнечной системы нет спутника с подобным соотношением массы.
Изучая мифы народов, находящихся еще на стадии первобытного общества, этнографы заметили интересную деталь. В тех мифах, которые описывали происхождение народа, и самые ранние периоды его развития, никаких упоминаний о Луне не было вообще. В некоторых трудах древнегреческих ученых есть смутные упоминания о долунном периоде истории. В ряде эпических сказаний полинезийцев встречаются такие фразы: «…а потом на небе появилась Луна…». Летоисчисление древних египтян по солнечным циклам начинается с 11542 года до нашей эры. Древние вавилоняне гораздо больше почитали Луну, а не Солнце – но и их летосчисление, хотя и по лунным циклам, начинается с того же самого года. У древних индусов начало календаря – 11652 год до нашей эры, а у древних майя 11653 год до нашей эры. Что это, простые совпадения, или за этими совпадениями кроется какая-то общая причина? Римский историк Плиний в одном из своих трудов рассказывает слышанную им от деда легенду о гибели большого материка Атлантиды. Путем вычислений по трудам Плиния было установлено, что мифическая Атлантида погибла около 12000 лет до нашей эры. Скалам Ниагарского водопада, по анализам ученых, 12000 лет, а в пустынях Монголии обнаружено целое кладбище акульих зубов возрастом около 12000 лет. Неужели здесь раньше было море? В горах Сванетии нашли череп оленя возрастом 12000 лет. Но ведь олени – равнинные животные, и прыгать по горам просто не могут. Значит, здесь когда-то не было никаких гор?
Эти совпадения привели ученых к мысли, что вся наша планета примерно 14000-12000 лет назад пережила какую-то страшную глобальную катастрофу. Одной из возможных причин этой катастрофы как раз и называют появление Луны. По этой версии, Луна была самостоятельной маленькой планетой, но подошла слишком близко к Земле и оказалась захваченной полем земного тяготения. Появление такого большого спутника вызвало целую лавину природных катаклизмов – наводнений, землетрясений, разрушения или образования гор.