Земля
 Земля - это третья по счету планета от
Солнца, вращающаяся вокруг него на среднем
расстоянии 150 млн км. Солнце удалено от центра
нашей галактики, Млечного Пути, на расстояние
примерно в 25 000 световых лет.
В прежние времена люди считали, что
Солнце вращается вокруг Земли и что вечер
наступает тогда, когда Солнце, в соответствии со
своим маршрутом, уходит за линию горизонта. На
картинах обнаруженных в могилах древних египтян,
изображается Солнце, едущее по небу в колеснице.
Теперь всем известно, что, путешествуя по орбите
вокруг Солнца, Земля одновременно вращается и
вокруг собственной оси, совершая полный оборот
за 24 часа. При этом на той стороне Земли, что
обращена к Солнцу - день, а на другой половине -
ночь.
Почему же в таком случае день по
продолжительности не равен ночи в течение всего
года? Как известно, долгота дня и ночи меняется
вместе с ходом годового цикла времен года.
Времена года на Земле существуют по той причине,
что Земная ось не находится под прямым углом к
плоскости траектории, по которой Земля движется
вокруг Солнца. Если бы этот угол был прямым,
никаких времен года не было бы. Но ось вращения
Земли отклонена от вертикали на угол, равный
приблизительно 23,5°.
Земля и Солнце
Каждые сутки Земля делает один оборот вокруг
своей оси, наклоненной к плоскости орбиты, по
которой Земля вращается вокруг Солнца. За год мы
совершаем полное путешествие вокруг Солнца,
проходя весь цикл времен года со всеми
переменами, которые они приносят с собой. Со
звездами также происходят перемены, которые
можно наблюдать от ночи к ночи.
В прежние времена люди считали, что
Солнце вращается вокруг Земли и что вечер
наступает тогда, когда Солнце, в соответствии со
своим маршрутом, уходит за линию горизонта. На
картинах, обнаруженных в могилах древних
египтян, изображается Солнце, едущее по небу в
колеснице. Теперь мы знаем, что, путешествуя по
орбите вокруг Солнца, Земля одновременно
вращается вокруг собственной оси, совершая
полный оборот за 24 часа. При этом на той стороне
Земли, что обращена к Солнцу - день, а на другой
половине - ночь.
Почему же в таком случае день по
продолжительности не равен ночи в течение всего
года? Как известно, долгота дня и ночи меняется
вместе с ходом годового цикла времен года.
Времена года на Земле существуют по той причине,
что земная ось не находится под прямым углом к
плоскости траектории, по которой Земля движется
вокруг Солнца. Если бы этот угол был прямым,
никаких времен года у нас не было бы. Но ось
вращения Земли отклонена от вертикали на угол,
равный приблизительно 23,5°.
В северном полушарии Земли наступает
лето, когда Северный полюс наклоняется в сторону
Солнца. Примерно 20 марта Солнце в полдень
находится в зените (прямо над головой) на линии
экватора. Затем каждый день вплоть до 21 июня
Солнце в полдень находится в зените в более
северных точках Земли. 21 июня Солнце стоит в
зените на тропике Рака. Этот день является
серединой лета в северном полушарии, когда
долгота дня максимальна. Научное название этого
явления - солнцестояние. За Северным Полярным
кругом бывают дни, когда Солнце вообще не
опускается за горизонт. Вот почему страны,
расположенные на крайнем Севере, иногда называют
"Землей полуночного Солнца". После 21 июня
все эти явления происходят в обратном порядке, до
тех пор пока 23 сентября Солнце вновь не
оказывается в полдень в зените на линии экватора.
Когда в северном полушарии стоит
лето, Южный полюс отклонен от Солнца, и в южном
полушарии зима. Времена года в южном и северном
полушариях всегда противоположны. 21 декабря
Солнце в полдень находится в зените в самых южных
точках, где это вообще случается, а именно на
тропике Козерога. Это второе солнцестояние в
году - середина лета в южном полушарии.
Примерно 21 марта и 23 сентября, когда
полуденное Солнце в зените находится на
экваторе, во всем мире день продолжается 12 часов
и ночь длится тоже 12 часов. Эти дни называются
днями весеннего и осеннего равноденствия.
Високосные годы
Мы говорим, что Земля совершает весь
свой путь вокруг Солнца за год, но этот год не
продолжается ровно 365 суток. Точная
продолжительность года, например, от одного дня
середины зимы до другого, равна 365,24219 суток. Если
бы каждые четыре года мы не добавляли один
дополнительный день, то вскоре времена года
перестали бы согласовываться с месяцами, что
было бы крайне неудобно. Чтобы природный год еще
точнее совпадал с календарным, установлены
правила, по которым года с номерами,
оканчивающимися двумя нулями, например 1900 год, не
являются високосными, если только номер года не
делится на 400. Так что 2000-й год будет високосным, а
2100-й - не будет. Эта система была введена в 1582 г.,
заменив календарь Юлия Цезаря (юлианский
календарь).
Еженощный парад звёзд
Восход Солнца на заре и вечерний его
заход - это часть ежедневных явлений природы,
знакомых каждому и воспринимаемых как нечто само
собой разумеющееся. Но что происходит со
звездами? Здесь, на поверхности Земли, мы не можем
видеть звезды днем, поскольку атмосфера очень
сильно рассеивает солнечный свет, делая небо
светлым и голубым.
Познакомься со звездами ночного неба
и скоро ты поймешь, что они тоже восходят и
заходят. Когда наступает темнота, в результате
вращения Земли на небосклоне можно видеть одну и
ту же последовательность звездных фигур. Новые
звезды появляются, поднимаясь вверх в восточной
части неба, в то время как другие опускаются за
линию горизонта на западе. В соответствии с твоим
местонахождением, те или иные звезды никогда не
уходят за горизонт. Эти звезды просто описывают
круги вокруг небесного полюса. Они называются
околополярными звездами и созвездиями.
Ты сам легко можешь убедиться в том,
что звезды движутся по ночному небу. Если ты
будешь просто смотреть на звезды в течение
нескольких минут, ты не заметишь их движения.
Лучше всего выбрать какую-нибудь яркую звезду,
которую ты легко можешь определить. Запомни ее
местонахождение относительно какого-нибудь
ориентира (например, верха крыши или дерева),
когда ты смотришь на нее с определенного места. А
потом взгляни на эту звезду снова через час или
через два часа. За такое время изменение ее
положения на небе станет очевидным.
Смена времён года, смена звёздного неба
Хотя сразу ты можешь увидеть лишь
половину небесной сферы, но, как мы уже
установили, можно увидеть еще и другие звезды,
поскольку Земля вращается и они поднимаются над
горизонтом. Однако звездное небо меняется не
только в течение ночи: ты убедишься, что оно
выглядит по-разному также и в зависимости от
времени года. Чтобы понять причину этого, мы
должны вспомнить о вращении Земли вокруг Солнца.
Представь себе, что сейчас полночь и
ты смотришь на звезды. Ты находишься, разумеется,
на той стороне Земли, что повернута в сторону от
Солнца. А теперь переведем время на шесть месяцев
вперед, в будущее. Земля проделала ровно половину
своего пути вокруг Солнца, и ее ночная сторона
обращена теперь в прямо противоположную сторону
пространства по сравнению с тем, куда ты смотрел
шесть месяцев назад. Во время своих ночных
наблюдений ты видишь теперь совершенно другую
часть звездного ландшафта. Таким образом, в
разное время года ночная сторона Земли обращена
к разным участкам звездного неба.
Если ты будешь продолжать наблюдение
звезд в течение нескольких месяцев, то заметишь,
что те звездные рисунки, которые видны на небе в
определенное время ночи, постепенно сменяются
другими вместе со сменой времен года. Выбери
какую-нибудь яркую звезду, которую ты будешь
легко узнавать среди других звезд каждый раз,
когда ведешь наблюдение. Ясными ночами смотри,
где находится эта звезда, всегда с одного и того
же места наблюдения и строго в одно и то же время.
Постарайся проследить за этой звездой в течение
нескольких недель.
Звёздное время
Те звезды, которые ты можешь увидеть
в полночь в январе, совершенно другие, чем те, что
видны в полночь в июле. Но одна из этих звездных
картин не превращается в другую каким-то
внезапным скачком. Каждую ночь происходят
небольшие, но явные перемены: каждая конкретная
звезда восходит примерно на четыре минуты
раньше, чем в предыдущую ночь.
Поскольку Земля вращается в
пространстве, промежуток времени, через который
звезда возвращается в ту же самую позицию на
небе, равен только 23 ч 56 мин и 4 с. Такие
укороченные сутки называются звездными сутками.
Слово "звёздный" в этом контексте означает
"относящийся к звездам". В обсерватории часы
идут по звездному времени и теряют четыре минуты
ежедневно по сравнению с обычными часами.
Астрономы предпочитают иметь дело со звездным
временем, поскольку по звездным часам каждая
звезда всегда восходит в одно и то же время.
Для того чтобы Солнце вернулось в ту
же позицию на небе, требуется немного больше
времени, чем звездам - полные 24 часа. Ты, наверное,
думаешь, что за сутки Земля совершает ровно один
оборот, то есть поворачивается точно на 360". На
самом же деле ей приходится поворачиваться на
чуть больший угол - примерно на 361°, прежде чем
Солнце опять займет то же самое положение на
небе. Причина этого в том, что в ходе суток Земля
продвигается также и на некоторое расстояние
вдоль кривой, по которой она вращается вокруг
Солнца.
Звёзды со всех сторон: небесная сфера
Даже ближайшие звезды удалены от нас
гораздо сильнее, чем Солнце, Луна и планеты,
поэтому фигуры, которые, как нам кажется, они
образуют в небе, заметным образом не меняются по
мере движения Земли вокруг Солнца. Звездное небо
подобно отдаленному неизменному "пейзажу",
окружающему Землю и всю Солнечную систему. Если
бы тебе пришлось совершить путешествие в космос
и улететь при этом на некоторое расстояние от
Земли, ты увидел бы со всех сторон от себя звезды
на фоне совершенно черного неба.
В те времена, когда астрономы еще не
установили, что звезды рассеяны по всей
Галактике, причем на разных расстояниях от нас,
многие древние ученые - например греки - верили,
что Земля является центром Вселенной. Им
казалось, что звезды прикреплены к какой-то
гигантской сфере, окружающей Солнечную систему,
поскольку именно так все это и выглядит. Такое
представление оказалось настолько полезным,
если говорить именно о положении звезд на небе, а
не об их истинном местонахождении в
пространстве, что астрономы и до сих пор
пользуются понятием "небесной сферы".
Хотя небесная сфера окружает Землю
со всех сторон, любой наблюдатель на поверхности
Земли видит одновременно лишь одну половину
небесной сферы, поскольку другую половину от
него загораживает земной шар. Только астронавтам
в космическом пространстве удается видеть
звезды не только наверху, но и внизу, под собой.
Земля вращается вокруг своей оси,
проходящей через Северный и Южный полюсы.
Экватор - это воображаемая окружность,
проведенная вокруг земного шара на полпути между
полюсами. Небесная сфера выглядит для нас так,
словно она вращается вокруг оси, проходящей
через ее Северный и Южный полюсы. Небесный
экватор - это окружность, проведенная вокруг
всего неба ровно на полпути между небесными
полюсами. Небесные полюсы и небесный экватор
находятся в точности над полюсами и экватором
Земли.
Прямое восхождение и склонение
Мы можем точно указать
местоположение любой точки на поверхности Земли,
если назовем ее широту и долготу. Широта
измеряется в градусах на север и на юг от
экватора. Долгота измеряется в градусах на
восток и на запад от круговой линии, проходящей
через Северный и Южный полюсы, а также через
условно выбранную специальную отметку,
сделанную в Гринвичской обсерватории, в Лондоне.
Чтобы указать, где именно на небе
расположена звезда, астрономы пользуются
координатной сеткой на небесной сфере, подобной
сетке широт и долгот на поверхности Земли.
Эквивалентом широты является склонение,
измеряемое в градусах от небесного экватора.
Эквивалентом долготы является прямое
восхождение. Оно отмеряется от той точки, где
Солнце находится на небесном экваторе во время
весеннего равноденствия. В соответствии с тем,
как вращающееся небо определяет наше время,
прямое восхождение часто измеряют в часах,
минутах и секундах, а не в градусах. Один час
эквивалентен 15 градусам.
Эклиптика
Из-за того что земная ось наклонена, орбита
Солнца в небе не проходит по небесному экватору.
Круг, по которому вращается по небу Солнце,
отклонен от небесного экватора на 23,5° и
называется эклиптикой.
Земля и Луна
Луна является попутчицей Земли в
космическом пространстве. Ежемесячно Луна
совершает полное путешествие вокруг Земли. Она
светится только светом, отраженным от Солнца, так
что постоянно одна половина Луны, обращенная к
Солнцу, освещена, а другая погружена во мрак.
Какая часть освещенной половины Луны видна нам в
данный момент, зависит от положения Луны на ее
орбите вокруг Земли. По мере движения Луны по
орбите ее форма, как нам кажется, постепенно, но
непрерывно меняется. Различные видимые формы
Луны называются ее фазами. Полный цикл фаз
заканчивается и начинает повторяться через
каждые 29,53 суток.
Чтобы понять, почему мы видим фазы
Луны, начнем с новолуния. Новолуние имеет место
тогда, когда Луна находится между нами и Солнцем.
В это время вся ее освещенная сторона обращена к
Солнцу, а к Земле она повернута темной стороной,
поэтому мы Луны не видим совсем. Теперь
представим себе полнолуние. Когда Земля
находится точно между Луной и Солнцем, мы видим
целиком всю освещенную половину Луны. Случается,
что, когда Луна представляется нам в виде очень
тонкого серпа, остальная часть ее диска тоже
видна, хотя и слабо. Тогда люди говорят, что
"новая Луна находится в руках старой". На
самом деле это происходит оттого, что солнечные
лучи, отразившись от Земли, затем падают на Луну,
то есть слабо видная часть лунного диска
светится отраженным от Земли светом, который и
называется "земным", или "пепельным"
свечением.
Когда можно увидеть Луну?
Нередко люди считают, что Луна
поднимается в небо только по ночам; на самом же
деле, если небо чистое, то слабо светящуюся Луну
часто можно видеть и днем. Время восхода Луны
день ото дня становится все более поздним. Сразу
после новолуния Луна восходит вслед за Солнцем.
Через неделю, когда проходит первая четверть
цикла, Луна поднимается в полдень, а полная Луна
встает на закате Солнца.
Урожайная Луна
Каждую осень в северном полушарии
наступает полнолуние, ближайшее ко дню осеннего
равноденствия, 23 сентября, и известное в народе
под названием "урожайная луна". Несколько
дней подряд Луна восходит почти в одно и то же
время каждый вечер, как раз на закате Солнца. Так
что когда день кончается, фермеры имеют
возможность продолжать уборочные работы при
свете Луны - потому и назвали это время днями
"урожайной луны". Когда Луна стоит низко над
горизонтом, она кажется больше, но это всего лишь
зрительная иллюзия.
Приливы и отливы
Приливы и отливы знакомы каждому, кто
живет или бывал на океанских или морских
побережьях. Дважды в день уровень океанских вод
поднимается и снижается, причем кое-где на весьма
значительную величину. Каждый день прилив
наступает на 50 минут позднее, чем в предыдущий.
Что заставляет океанские воды подниматься на
берег и уходить обратно? Во всем виновата Луна.
Луна удерживается на своей орбите
вокруг Земли по той причине, что между двумя
этими небесными телами существуют силы
тяготения, притягивающие их друг к другу. Земля
все время стремится притянуть к себе Луну, а Луна
притягивает к себе Землю.
Поскольку океаны представляют собой
большие массы жидкости и могут течь, они легко
деформируются под влиянием сил притяжения Луны,
принимая форму лимона. Шар из твердых горных
пород, которым является Земля, остается в
середине. В результате на той стороне Земли, что
обращена к Луне, возникает водяная выпуклость и
другая такая же выпуклость - с противоположной
стороны. Поскольку твердая Земля вращается
вокруг своей оси, на берегах океана возникают
приливы и отливы, это происходит дважды в течение
каждых 24 часов 50 минут, когда берега океанов
проходят через водяные бугры. На этот раз длина
периода больше 24 часов из-за того, что и сама Луна
тоже движется по своей орбите. В заливах и устьях
рек приливы и отливы бывают значительнее, чем в
других местах, так как в узких проходах морская
вода собирается, как в воронках.
Сизигийные и квадратурные приливы
Наряду с Луной и Солнце оказывает
влияние на высоту приливов. Когда Солнце, Земля и
Луна выстраиваются в одну линию таким образом,
что силы тяготения Солнца и Лупы действуют на
Землю в одном направлении и усиливают друг друга,
приливы бывают выше средних и называются
сизигийными приливами. Это происходит во время
новолуния и во время полнолуния. Когда же силы
тяготения Солнца и Лупы действуют на Землю под
прямым углом, они частично гасят друг друга, и
тогда приливы оказываются ниже средней величины.
Такие приливы называются квадратурными; они
бывают, когда Луна находится в фазе первой
четверти и последней четверти. В
действительности приливы и отливы происходят
немного позже, чем можно было бы ожидать, исходя
из положения Луны. Причина этой задержки в том,
что продвижение воды по поверхности Земли
занимает определенное время.
Под воздействием приливных сил Луны
даже твердая Земля немного вытягивается. Такое
удлинение достигает 30 см. В свою очередь, и Земля
силами притяжения деформирует Луну, растягивая
ее примерно на 40 см.
В принципе, энергию приливов можно
использовать, если строить плотины поперек
широких устьев рек, чтобы потоки морской воды
вращали лопасти электрических турбин. Чтобы дать
некоторое представление о мощи океанских
приливов, заметим, что шесть процентов всего
электричества, которое используется в
Великобритании, можно было бы получить, построив
дамбу и электростанцию в эстуарии реки Северн на
юге Англии. Однако на практике существует
множество более важных и пока не решенных
экологических и технических проблем, так что
обуздание и использование энергии приливов пока
откладывается.
Более долгие дни
Из-за океанских приливов и отливов
между поверхностью Земли и водами океанов
возникает сила трения, замедляющая скорость
вращения Земли вокруг своей оси. Наши сутки
постепенно становятся все длиннее и длиннее,
каждое столетие продолжительность суток
увеличивается примерно на две тысячных секунды.
Свидетельством этого могут служить некоторые
виды кораллов, которые растут таким образом, что
каждый день оставляет в теле коралла четкий
рубец. Прирост меняется в течение года, так что
каждому году соответствует своя полоска, вроде
годового кольца на срезе дерева. Изучая
ископаемые кораллы, возраст которых насчитывает
400 млн лет, геологи обнаружили, что в то время год
состоял из 400 суток продолжительностью 22 часа.
Окаменевшие остатки еще более
древних форм жизни свидетельствуют о том, что
около 2 млрд лет назад сутки длились всего 10
часов.
В отдаленном будущем
продолжительность суток будет равна нашему
месяцу. Как, по-твоему, будет тогда выглядеть
небо? Луна будет все время стоять на одном и том
же месте, поскольку скорость вращения Земли
вокруг оси будет в точности совпадать со
скоростью движения Луны по орбите. Уже и теперь
благодаря приливным силам между Землей и Луной
Луна постоянно обращена к Земле одной и той же
стороной, если не считать небольших колебаний.
Кроме того, скорость движения Луны по своей
орбите постоянно возрастает. В результате Луна
постепенно удаляется от Земли со скоростью около
4 см в год.
Луна
Луна находится на расстоянии всего
лишь 380 000 км от Земли. Это единственный внеземной
мир в космосе, который посетили люди. На Луне нет
ни воздуха, ни воды, ни погоды. Поверхность её
покрыта горами, кратерами, морями затвердевшей
лавы и слоями пыли.
Земля - единственная планета
внутренней Солнечной системы, имеющая большую
луну. Масса Земли в 81 раз больше массы Луны, а
радиус - почти в четыре раза больше лунного. Пара
Земля - Луна удерживается вместе силой тяготения.
На лунной поверхности сила тяготения в шесть раз
меньше, чем на Земле, поскольку Луна имеет
значительно меньшую массу. Сила тяготения
настолько слаба, что весь воздух и вся вода,
которые были на Луне, улетучились в космос.
Луна постоянно обращена к Земле
одной и той же своей стороной. Правда, она немного
колеблется, поэтому с Земли иногда можно видеть
дополнительные участки поверхности Луны,
которые называются либрацией, позволяют нам
видеть в течение месяца немного больше половины
Луны. Фотографии, сделанные с космического
корабля, летавшего по орбите вокруг Луны,
показали, что обратная сторона Луны в основном
покрыта горами.
Посмотри на Луну
Чтобы начать наблюдать Луну, не нужны
никакие инструменты. Постарайся смотреть на Луну
около месяца и отмечай измерение её фаз. В
течение нескольких дней около новолуния ты,
вероятно, вообще не сможешь увидеть Луну.
Нетрудно заметить, что Луна всегда обращена к
Земле одной и той же стороной и что на ней имеются
светлые участки, горы, а также более тёмные
области.
Воспользовавшись биноклем при
наблюдении Луны, ты сможешь увидеть очень многое.
Ты сразу же заметишь тёмные, почти плоские
участки, которые называются "морями"
(по-латыни maria) - так их назвал Галилей, находивший
в них сходство с земными морями. Моря
представляют собой огромные равнины, покрытые
лавой, вытекшей из недр Луны давным-давно. Ты
увидишь также несколько больших кратеров,
образовавшихся миллиарды лет тому назад, когда
громадные астероиды обрушились на Луну. Вдоль
границы между освещенной Солнцем частью Луны и
частью, погруженной во тьму, можно иногда
заметить некоторый намёк на зубчатые очертания
гор.
То, что предстанет перед твоими
глазами, будет очень напоминать те картины,
которые так восхитили Галилея, когда в 1610 году он
направил телескоп на Луну.
Чтобы подробнее разглядеть лунные
ландшафты, тебе необходимо воспользоваться
небольшим телескопом. От самых больших кратеров
отходят лучи из светлого вещества; они
простираются, как спицы, во все стороны, и
некоторые из них тянутся почти на четверть
окружности Луны. У некоторых из кратеров в самом
центре возвышается небольшая горка. Кроме
больших, видны ещё сотни кратеров поменьше.
Понаблюдав Луну около недели, ты
заметишь, что тени от гор и кратеров изменились в
размере.
Поверхность Луны
Атмосферы на Луне нет. Небо над Луной
всегда чёрное, даже среди дня, потому что для
рассеивания солнечного света и образования
голубого неба, как на Земле, необходим воздух,
который там отсутствует. Звуковые волны в
вакууме не распространяются, так что на Луне
царит полная тишина. Погоды тоже нет; дождь, реки,
и лёд не формируют лунного ландшафта, как это
происходит на нашей планете. В дневное время
температура лунной поверхности под прямыми
лучами Солнца поднимается значительно выше
точки кипения воды. Чтобы защититься от
невыносимой жары, люди, прибывающие на Луну для
проведения исследований, носят специальные
космические костюмы, внутри которых находится
воздух и поддерживаются привычные для человека
физические параметры. А по ночам температура на
Луне падает до 150°С ниже точки замерзания воды.
Исследование Луны
В 1959 г. российский космический
корабль совершил первый полёт вокруг Луны и
передал на Землю не очень чёткие снимки её
обратной стороны. Ровно 10 лет спустя
американские учёные впервые произвели посадку
корабля на поверхность Луны. Всего между 1969 и 1972
гг. на Луне побывало шесть экипажей космических
кораблей "Аполлон". Они поставили там ряд
экспериментов и привезли на Землю 385 кг лунных
камней и пыли.
В годы, предшествующие полётам по
программе "Аполлон", к Луне запускались
космические корабли, летавшие по орбите вокруг
неё и делавшие очень детальные снимки, чтобы
выбрать подходящее место для посадки корабля.
Роботы провели испытания лунной поверхности на
твёрдость, поскольку ряд учёных был убеждён, что
Луна покрыта толстым слоем пыли. В
действительности же корабль, совершивший
посадку, опустился в грунт всего на несколько
сантиметров, доказав этим, что по Луне можно
ходить, не погружаясь в пыль. Во время первых
посадок на Луну астронавты передвигались пешком,
не удаляясь далеко от корабля. В дальнейшем был
использован вездеход, причем астронавты
оставались на Луне несколько дней. Во время
научных экспериментов было использовано
несколько приборов для измерения силы лунных
землетрясений (точнее, лунотрясений). Изучалось
также вещество, принесённое с Солнца, а также
тепловые потоки, идущие от Луны.
Изучение лунных камней продолжалось
более 20 лет, в результате было получено огромное
количество информации относительно
происхождения и истории Луны. Все камни
оказались состоящими из застывшей лавы. Тёмные
породы, обнаруженные на территории морей, похожи
на земные базальты. Многие были раздроблены во
время метеоритных взрывов, а затем снова
соединены силой давления. Ни один камень никогда
не подвергался действию воды, и не содержал
никаких органических остатков. Луна - абсолютно
бесплодное место.
Возраст Луны
Изучая радиоактивные вещества,
содержащиеся в лунных породах, учёные сумели
вычислить возраст Луны. Например, уран медленно
превращается в свинец. В кусочке урана-238
половина атомов превращается в атомы свинца за 4,5
млрд лет. Таким образом, измерив пропорцию урана
и свинца, содержащихся в породе, можно вычислить
её возраст: чем больше свинца, тем она старше.
Камни на Луне стали твёрдыми около 4,4 млрд лет
назад. Луна сформировалась, по-видимому,
незадолго до этого; её наиболее вероятный
возраст - около 4,65 млрд. лет. Это согласуется с
возрастом метеоритов, а также с оценками
возраста Солнца. До выполнения программы
"Аполлон" о возрасте Луны можно было только
гадать.
Лавовые потоки и сокрушительные удары
Наиболее древние камни на Луне
находятся в горных районах. Возраст пород, взятых
из морей застывшей лавы, значительно меньше.
Когда Луна была совсем молодой, её наружный слой
был жидким из-за очень высокой температуры. По
мере того как Луна остывала, формировался её
наружный покров, или кора, части которой
находятся теперь в горных районах. В последующие
полмиллиарда лет лунная кора подвергалась
беспрерывной бомбардировке астероидами, то есть
маленькими планетами, и гигантскими камнями,
возникшими при формировании Солнечной системы.
После самых сильных ударов на поверхности
оставались громадные вмятины, постепенно
превращавшиеся в моря. Подобной же бомбардировке
подвергались и планеты, но на Земле почти все
следы этих катаклизмов исчезли благодаря эрозии.
По мере того как наружные слои Луны продолжали
остывать, её внутренние области под воздействием
радиоактивности разогревались. В промежутках
между 4,2 и 3,1 млрд. лет тому назад лава вытекала
через отверстия в коре, затопляя круговые
бассейны, оставшиеся на поверхности после ударов
колоссальной силы. Лава была совершенно жидкой и,
затопляя обширные плоские территории, создавала
лунные моря. Так что Галилей был отчасти прав,
когда назвал эти участки Луны "морями",
поскольку они представляют собой затвердевшие
океаны породы, которая когда-то была жидкой.
Истечение лавы продолжалось около миллиарда лет.
Мы узнали об этом благодаря изученаю возраста
лунных камней.
Около двух миллиардов лет назад
вулканическая деятельность на Луне подошла к
завершению. Наружные слои породы стали
достаточно мощными, чтобы выдержать напор лавы,
не выпуская её на поверхность. С этих пор все
изменения поверхности Луны происходили только
за счёт ударов падающих на неё тел. Кратеры
большого размера с отходящими в стороны лучами -
это результат очень сильных ударов, от которых
возникали взрывы; обломки породы разносились
радиально на сотни километров. Столкновения с
более мелкими кусками породы приводили к
разламыванию поверхности, к выбиванию в ней
кратеров меньшей величины.
Внутри Луны
Астронавты установили сейсмометры в
четырёх точках Луны. Эти приборы фиксируют очень
слабые лунотрясения, не идущие ни в какое
сравнение с нашими землетрясениями. Наблюдая в
разных местах вибрации, вызванные одним и тем же
лунотрясением, учёные могут сделать выводы о
внутренней структуре Луны. Характер
распространения воли лунотрясения показывает,
что лунная кора имеет толщину от 60 до 100 км. Под
ней лежит слой холодной, плотной породы толщиной
в 1000 км. И, наконец, в глубине находится горячее
ядро, отчасти расплавленное. Однако, в отличие от
ядра Земли, оно почти не содержит железа, поэтому
у Луны нет магнитного поля.
Откуда взялась Луна?
Эти иллюстрации объясняют, откуда у
Земли мог взяться её спутник - Луна. Учёные
вычислили с помощью компьютеров, что могло бы
произойти, если бы планета размером с Марс
врезалась в боковую часть Земли вскоре после её
образования. Длинная вереница каменистых
осколков протянулась бы за Землёй, как хвост, а
обломки, содержащие железо, упали бы на Землю и
проникли внутрь планеты. Затем составные части
каменистого хвоста объединились бы, образовав
Луну.
Прежде чем учёные увидели лунные
камни, у них имелись три теории происхождения
Луны, но не было возможности доказать
правильность какой-либо из них. Одни считали, что
новообразованная Земля вращалась настолько
быстро, что сбросила с себя часть вещества,
ставшую затем Луной. Другие предполагали, что
Луна прилетела из глубин космоса и была
захвачена силой земного притяжения. Третья
теория состояла в том, что Земля и Луна
образовались независимо, почти одновременно и
примерно на одинаковом расстоянии от Солнца.
Различия в химическом составе Земли и Луны
указывают на то, что эти небесные тела вряд ли
когда-либо составляли одно целое.
Не так давно возникла четвёртая
теория, которая и принята сейчас как наиболее
правдоподобная. Основная идея состоит в том, что
когда планеты, которые мы видим теперь, толко ещё
формировались, некое небесное тело величиной с
Марс с огромной силой врезалось в молодую Землю
под скользящим углом. При этом более лёгкие
вещества наружных слоёв Земли должны были бы
оторваться от неё и разлететься в пространстве,
образовав вокруг Земли кольцо из обломков, в то
время как ядро Земли, состоящее из железа,
сохранилось бы в целости. В конце концов это
кольцо из обломков слиплось, образовав Луну.
Теория гигантского столкновения объясняет,
почему Земля содержит большое количество железа,
а на Луне его почти нет. Кроме того, из вещества,
которое должно было превратиться в Луну, в
результате этого столкновения выделилось много
различных газов - в частности кислород.
Важные открытия
- 1609 Первые рисунки Томаса Хариота.
- 1837 Построены подробные карты.
- 1840 Дж.У . Дрейпер фотографирует Луну.
- 1946 С Луны получены отраженные
радиолокационные сигналы.
- 1959 2 января. Первый полёт лунного зонда
вблизи Луны.
- 1959 13 сентября. Лунный зонд впервые падает
на Луну.
- 1966 31 января. Российский корабль "Луна-9"
совершает успешную посадку.
- 1968 Декабрь. Астронавты корабля "Аполлон-8"
совершают полёт Вокруг Луны.
- 1969 20 июля. Нейл Армстронг и Эдвин Олдрин
высаживаются на Луну и возвращаются с первыми
лунными камнями.
- 1972 11 декабря. Последний полёт на Луну по
программе "Аполлон".
- 1994 По программе "Клементина" сделано
и передано на Землю 3 миллиона фотографий Луны.
Солнце |
Меркурий |
Венера |
Земля |
Марс |
Юпитер |
Сатурн |
Уран |
Нептун |
Плутон
© Йосип Клечек и Петр Якеш, 1985
© Simon and Jacqueline Mitton, 1994
|