Лубяных культур Институт 6 страница

Рельеф лунной поверхности был в основном выяснен в результате многолетних телескопических наблюдений. " Лунные моря", занимающие ок. 40% видимой поверхности Л., представляют собой равнинные низменности, пересечённые трещинами и невысокими извилистыми валами; крупных кратеров на морях сравнительно мало. Многие моря окружены концентрическими кольцевыми хребтами. Остальная, более светлая поверхность покрыта многочисленными кратерами, кольцевидными хребтами, бороздами и т. д. Кратеры менее 15-20 км имеют простую чашевидную форму; более крупные кратеры (до 200 км) состоят из округлого вала с крутыми внутр. склонами, имеют сравнительно плоское дно, более углублённое, чем окружающая местность, часто с центральной горкой. Высоты гор над окружающей местностью определяются по длине теней на лунной поверхности или фотометрич. способом. Таким путём были составлены гипсометрич. карты масштаба 1: 1 000 000 на большую часть видимой стороны. Однако абс. высоты, расстояния точек поверхности Л. от центра фигуры или массы Л. определяются очень неуверенно, и основанные на них гипсометрич. карты дают лишь общее представление о рельефе Л. Гораздо подробнее и точнее изучен рельеф краевой зоны Л., к-рая, в зависимости от фазы либрации, ограничивает диск Л. Для этой зоны нем. учёный Ф. Хайн, сов. учёный А. А. Нефедьев, амер. учёный Ч. Уотс составили гипсометрич. карты, к-рые используются для учёта неровностей края Л. при наблюдениях с целью определения координат Л. (такие наблюдения производятся меридианными кругами и по фотографиям Л. на фоне окружающих звёзд, а также по наблюдениям покрытий звёзд Л.). Микрометрич. измерениями определены по отношению к лунному экватору и ср. меридиану Л. селенографические (от греч. selene - Луна) координаты неск. осн. опорных точек, к-рые служат для привязки большого числа др. точек поверхности Л. Осн. исходной точкой при этом является небольшой правильной формы и хорошо видимый близ центра лунного диска кратер Мёстинг А. Структура поверхности Л. была в основном изучена фотометрич. и поляриметрич. наблюдениями, дополненными радиоастрономич. исследованиями.

Кратеры на лунной поверхности имеют различный относительный возраст: от древних, едва различимых, сильно переработанных образований до очень чётких в очертаниях молодых кратеров, иногда окружённых светлыми " лучами". При этом молодые кратеры перекрывают более древние. В одних случаях кратеры врезаны в поверхность лунных морей, а в других - горные породы морей перекрывают кратеры. Тектонич. разрывы то рассекают кратеры и моря, то сами перекрываются более молодыми образованиями. Эти и другие соотношения позволяют установить последовательность возникновения различных структур на лунной поверхности; в 1949 сов. учёный А. В. Хабаков разделил лунные образования на неск. последовательных возрастных комплексов. Дальнейшее развитие такого подхода позволило к кон. 60-х гг. составить среднемасштабные геологич. карты на значит, часть поверхности Л. Абсолютный возраст лунных образований известен пока лишь в неск. точках; но, используя нек-рые косвенные методы, можно установить, что возраст наиболее молодых крупных кратеров составляет десятки и сотни млн. лет, а осн. масса крупных кратеров возникла в " доморской" период, 3-4 млрд. лет назад.

В образовании форм лунного рельефа принимали участие как внутр. силы, так и внешние воздействия. Расчёты термич. истории Л. показывают, что вскоре после её образования недра были разогреты радиоактивным теплом и в значит, мере расплавлены, что привело к интенсивному вулканизму на поверхности. В результате образовались гигантские лавовые поля и нек-рое количество вулканич. кратеров, а также многочисленные трещины, уступы и др. Вместе с этим на поверхность Л. на ранних этапах выпадало огромное количество метеоритов и астероидов - остатков протопланетного облака, при взрывах к-рых возникали кратеры - от микроскопич. лунок до кольцевых структур поперечником во много десятков, а возможно и до неск. сотен км. Из-за отсутствия атмосферы и гидросферы значит, часть этих кратеров сохранилась до наших дней. Сейчас метеориты выпадают на Луну гораздо реже; вулканизм также в основном прекратился, поскольку Л. израсходовала много тепловой энергии, а радиоактивные элементы были вынесены во внешние слои Л. Об остаточном вулканизме свидетельствуют истечения углеродосодержащих газов в лунных кратерах, спектрограммы к-рых были впервые получены сов. астрономом Н. А. Козыревым.

Происхождение Луны окончательно ещё не установлено. Наиболее разработаны три разные гипотезы. В кон. 19 в. Дж. Дарвин выдвинул гипотезу, согласно к-рой Л. и Земля первоначально составляли одну общую расплавленную массу, скорость вращения к-рой увеличивалась по мере её остывания и сжатия; в результате эта масса разорвалась на две части: большую - Землю и меньшую - Л. Эта гипотеза объясняет малую плотность Л., образованной из внешних слоев первоначальной массы. Однако она встречает серьёзные возражения с точки зрения механизма подобного процесса; кроме того, между породами земной оболочки и лунными породами есть существенные геохимич. различия.

Гипотеза захвата, разработанная нем. учёным К. Вейцзеккером, швед, учёным X. Альфвеном и амер. учёным Г. Юри, предполагает, что Л. первоначально была малой планетой, к-рая при прохождении вблизи Земли в результате воздействия тяготения последней превратилась в спутник Земли. Вероятность такого события весьма мала, и, кроме того, в этом случае следовало бы ожидать большего различия земных и лунных пород.

Согласно третьей гипотезе, разрабатывавшейся сов. учёными - О. Ю. Шмидтом и его последователями в сер 20 в., Л. и Земля образовались одновременно путём объединения и уплотнения большого роя мелких частиц. Но Л. в целом имеет меньшую плотность, чем Земля, поэтому вещество протопланетного облака должно было разделиться с концентрацией тяжёлых элементов в Земле. В связи с этим возникло предположение, что первой начала формироваться Земля, окружённая мощной атмосферой, обогащённой относительно летучими силикатами; при последующем охлаждении вещество этой атмосферы сконденсировалось в кольцо планетезималей, из к-рых и образовалась Л. Последняя гипотеза на современном уровне знаний (70-е гг. 20 в.) представляется наиболее предпочтительной.

Новый этап исследования Луны начался с запуском к Л. первых автоматич. межпланетных станций (АМС). Исследования ведутся в СССР при помощи АМС " Луна" (к сент. 1973 запущена 21 АМС) и " Зонд", в США выполнены программы " Рейнджер", " Лунар Орбитер", " Сервейер" и " Аполлон" (о первых 13 запусках см. ст. " Аполлон", о 14 - 17-м см. в табл. при ст. Космонавтика). В нач. 1959 в СССР АМС " Луна-1" была впервые сообщена вторая космическая скорость и т. о. была создана первая искусственная планета. АМС " Луна-2" доставила 14 сент. 1959 на Л. вымпел с изображением Гос. герба СССР, а 7 окт. 1959 АМС " Луна-3", пролетев на расстоянии ок. 65 000 км от Л., впервые сфотографировала ок. 2/3 обратной её стороны. Переданные с помощью телевидения изображения позволили составить первый атлас обратной стороны Л. 20 июля 1965 АМС " Зонд-3" доставила значительно более чёткие изображения почти всей остальной части обратной стороны Л., к-рая отличается от видимой почти полным отсутствием морей, за редкими исключениями (напр., Море Москвы). Почти вся поверхность гориста и покрыта кратерами различных размеров. На обратной стороне Л. были обнаружены цепочки кратеров длиной до неск. сотен километров. В результате исследований фотографий обратной стороны Л., снятых АМС " Луна-3" и " Зонд-3", в СССР был выпущен " Атлас обратной стороны Луны" с каталогом ок. 4000 впервые обнаруженных образований. В 1966-67 по материалам этого " Атласа" и снимкам видимой с Земли поверхности Луны в СССР были составлены и опубликованы первая в мире полная карта Л. (см. вклейку к стр. 64) и полный глобус Л.; в 1968 выпущен атлас из 7 карт экваториальной зоны видимого полушария Л.

Амер. АМС " Рейнджер-7", запущенная 28 июля 1964 на Л., передала ок. 200 фотографий с расстояний от 1800 до 0, 3 км, на снимках видно, что кратеры размерами от видимых с Земли до 1-2 м в диаметре встречаются и на кажущейся гладкой поверхности морей. АМС " Луна-9", запущенная 31 янв. 1966, впервые совершила 3 февр. 1966 мягкую посадку на Л. С её помощью была передана на Землю панорама окружающей местности. На поверхности мелкозернистого строения были видны отд. камни или комья, вероятно, выброшенные при падении метеоритов или при вулканич. извержениях. АМС " Луна-10", запущенная 31 марта 1966, стала 3 апр. 1966 первым искусственным спутником Луны. В июне-декабре 1966 амер. и сов. космические аппараты произвели исследования меха-нич. свойств грунта, определив его плотность и прочность. Самый верхний слой имеет плотность 1, 1-1, 2 г /см³ и выдерживает нагрузку до 1 кг/см², но уже на глубине немногих дм плотность и прочность значительно возрастают. Амер. искусств, спутники Л. серии " Лунар Орэитер" передали на Землю среднемасштабные фотографии почти всей поверхности Л. и крупномасштабные фотографии ряда отд. участков. Измерения скорости движения этих спутников вокруг Л. позволили составить гравитац. карты Л. При этом оказалось, что в р-не круглых морей залегают массы вещества повышенной плотности (масконы).

21 июля 1969 на Л. впервые высадились люди - амер. космонавты Н. Армстронг и Э. Олдрин, доставленные туда космич. кораблём " Аполлон-11". При последующих запусках кораблей " Аполлон" на Л. побывало ещё 10 человек. Космонавты доставили на Землю неск. сотен кг образцов и провели на Л. ряд исследований: измерения теплового потока, магнитного поля, уровня радиации, интенсивности и состава солнечного ветра (потока частиц, приходящих от Солнца). Оказалось, что тепловой поток из недр Л. примерно втрое меньше, чем из недр Земли. В породах Л. обнаружена остаточная намагниченность, что указывает на существование у Л. в прошлом магнитного поля. На Л. были оставлены приборы, автоматически передающие информацию на Землю, в т. ч. сейсмометры, регистрирующие колебания в теле Л. Сейсмометры зафиксировали удары от падений метеоритов и " лунотрясения" внутр. происхождения. По сейсмическим данным было установлено, что до глубины в неск. десятков км Л. сложена относительно лёгкой " корой", а ниже залегает более плотная " мантия". Продолжительность сейсмич. колебаний на Л. (в неск. раз большая, чем на Земле), видимо, связана с сильной трещино-ватостью верхней части " коры".

Одновременно проводились исследования Л. советскими АМС " Луна". В сент. 1970 АМС " Луна-16" пробурила колонку грунта глуб. 35 см и доставила сё на Землю. В нояб. 1970 АМС " Луна-17" доставила на Л. в Море Дождей Лунный самоходный аппарат " Луноход-1", к-рый за 11 лунных дней (или Ю'/2 мес) прошёл расстояние в 10 540 м и передал большое количество панорам, отд. фотографий поверхности Л. и др. научную информацию. Установленный на нём французский отражатель позволил с помощью лазерного луча измерить расстояние до Л. с точностью до долей метра. В февр. 1972 АМС " Луна-20" доставила на Землю образцы лунного грунта, впервые взятые в труднодоступном районе Л. В янв. 1973 АМС " Луна-21" доставила в кратер Лемонье (Море Ясности) " Луноход-2" для комплексного исследования переходной зоны между морским и материковым р-нами. " Луноход-2" работал 5 лунных дней (4 мес), прошёл расстояние ок. 37 км. Лунный грунт. Всюду, где совершали посадки космич. аппараты, Л. покрыта т. н. реголитом. Это разнозернистый обломочно-пылевой слой толщиной от неск. м до неск. десятков м. Он возник в результате дробления, перемешивания и спекания лунных пород при падениях метеоритов и микрометеоритов. Вследствие воздействия солнечного ветра ре-голит насыщен нейтральными газами. Среди обломков реголита найдены частицы метеоритного вещества. По радиоизотопам было установлено, что нек-рые обломки на поверхности реголита находились на одном и том же месте десятки и сотни млн. лет. Среди образцов, доставленных на Землю, встречаются породы двух типов: вулканические (лавы) и породы, возникшие за счёт раздробления и расплавления лунных образований при падениях метеоритов (стекла и брекчии). Осн. масса вулканич. пород сходна с земными базальтами, в них встречаются плагиоклазы, пироксены, ильменит, оливин, а также шпинель, циркон, апатит, металлич. железо, медь и др. По-видимому, такими породами сложены все лунные моря. Кроме того, в лунном грунте встречаются обломки иных пород, сходных с земными норитами, анортозитами, дацитами, и т. н. KREEP -порода, обогащённая калием, редкоземельными элементами и фосфором. Очевидно, эти породы представляют собой обломки вещества лунных материков. -" Луна-20" и " Аполлон-16", совершившие посадки на лунных материках, привезли оттуда породы типа анортозитов. Все типы пород (см. табл.) образовались в результате длит, эволюции расплавов в недрах Л. По ряду признаков лунные породы отличаются от земных: в них очень мало воды, мало калия, натрия и др. летучих элементов, в нек-рых образцах очень много титана и железа, но в целом Л. обеднена сидеро-фильными элементами. Возраст этих пород, определяемый по соотношениям радиоактивных элементов, равен 3- 4, 5 млрд. лет, что соответствует древнейшим периодам развития Земли.