Луна из чего она состоит. Наш естественный спутник луна. Орбитальные характеристики Луны

В недрах Луны содержится металлическое ядро! К такому выводу пришли Рене Уэбер из Маршалловского центра космических полетов НАСА и Рафаэль Гарсиа из Университета Тулузы, повторно исследовав данные, полученные во время лунной миссии "Аполлон" в конце 60-х — начале 70-х годов. Возможно, открытие прольет новый свет на эволюцию спутника Земли.

В рамках космической программы "Аполлон" на Луну были доставлены четыре сейсмометра, которые фиксировали сейсмическую активность небесного тела вплоть до 1977 года. Оказалось, что сейсмические толчки на Луне происходят гораздо реже, чем на Земле. При этом, так как поверхность земного спутника испещрена кратерами, оставшимися от столкновений с мелкими космическими телами, это искажает сигналы приборов и делает колебания лунной коры не такими заметными.

Долгое время информация, полученная с Луны посредством сейсмических датчиков, считалась практически бесполезной для ученых. Однако за последние сорок лет методы анализа сейсмоданных существенно изменились. Кроме того, Уэбер и Гарсиа сумели учесть "погрешность", возникающую из-за кратеров. В итоге они пришли к выводу, что Луна, так же как и Земля, имеет раскаленное металлическое ядро. Диаметр его составляет примерно 330—360 километров, оно окружено частично расплавленной оболочкой диаметром примерно 480 километров. Внутри ядра, в свою очередь, находится твердая железная сердцевина диаметром примерно 240 километров.

"Мы применили надежные методы сейсмологии для обработки этого набора данных, в результате чего были впервые получены прямые свидетельства о лунном ядре", — заявил космолог Рене Уэбер.

Исследователи также проанализировали сейсмограммы путем обработки данных по группам, что позволило определить источник возникновения сейсмической активности. Определив траектории прохождения сейсмических волн и особенности их отражения от внутренних слоев Луны, они смогли идентифицировать состав и структуру слоев лунного ядра на различных глубинах.

Ученые считают, что благодаря большому количеству железа в недрах Луна обладает мощным магнитным полем. Хотя лунное ядро во многом аналогично земному, их структура все-таки различается. Как мы знаем, у земного ядра имеется твердый внутренний и наружный жидкий слой. А в ядре Луны имеется еще и твердый третий слой, пограничный между мантией и внешней жидкой ядерной оболочкой.

Луна, как полагают астрофизики, сформировалась примерно 4,5 миллиарда лет назад в результате столкновения Земли с крупным космическим объектом размером с планету Марс. Гипотетически этот толчок "выбил" из Земли кусок, состоящий из коры расплавленной мантии, который позднее и превратился в Луну. Причем исследования, проведенные на Кольской сверхглубокой скважине, установили, что состав пород полуострова практически на 90 процентов совпадает с таковым лунных пород. Получается, что это произошло в том месте, где располагались слои коры, в последующем составившие Кольский полуостров.

До недавнего времени считалось, что Луна — "холодное" небесное тело, однако загадкой для ученых являлось наличие на ней слабого (остаточного) магнитного поля. Дело в том, что, как гласят научные теории, его источником у планет является тектоническая активность. К примеру, у Земли оно создается путем движения расплавленного металла в ядре.

В 1959 году было установлено, что магнитное поле Луны неоднородно. Как показали исследования ученых из Массачусетского технологического института, у Луны на раннем этапе ее существования имелось жидкое ядро, а ее магнитное поле было аналогично земному.

Теперь этот феномен, похоже, найдет разъяснение. Кроме того, так как мантия Луны, судя по всему, тоже раскалена и в ней происходит конвекция вещества (подробнее об этом читайте в статье "Вулканы — уровень тревоги растет "), то на нашем спутнике может присутствовать вулканическая активность. Действительно, японский зонд Кагуя обнаружил на поверхности Луны, неподалеку от плато Холмы Мариуса, отверстие диаметром около 65 метров и глубиной около 80 метров. По мнению ученых, это может указывать на существование на спутнике Земли тоннелей, проложенных затвердевшими потоками вулканической лавы. Данную гипотезу подтверждает и наличие извилистых борозд непонятного происхождения на поверхности спутника.

Результаты исследований были представлены на недавней конференции Американского астрофизического союза. Ее участники отметили, что знания о составе лунного ядра также помогут лучше понять, как формировалась наша Земля и как она станет эволюционировать в будущем.

Диаметр: 3476 км;

Площадь пов-ти : 37 900 000 км²;

Уже многие тысячелетия Луна приковывает к себе взгляды человека. Древние народы, наблюдая за Луной олицетворяли ее с божеством - как ночное мировое светило. Римляне называли спутник Луной и Дианой, греки - Селеной, древние египтяне - Иях. Наблюдая за Луной древние люди заметили периодичность смены лунных фаз - она росла и убывала, исчезала совсем и непременно возрождалась вновь. Изменчивая царица ночи стала первой мерой времени, был составлен первый лунный календарь, которым пользуются и поныне.

Луна - единственный естественный спутник Земли. Второй по яркости объект на земном небосводе после и пятый по величине естественный спутник планет . Также является первым и единственным небесным телом, помимо Земли, на котором побывал человек. Среднее расстояние от Луны до Земли составляет 385 000 км или же чуть больше одной световой секунды. Земной спутник в 50 раз меньше своей планеты, а ее радиус составляет 1738 км (27% от радиуса Земли). Наша планеты, за счет гравитационных сил, заставляет Луну вращаться по эллиптической орбите со скоростью 1,02 км/c. На данный момент параметры лунной орбиты известны с высокой точностью. Полный оборот вокруг наш спутник совершает за 27,322 суток или за 27 суток 7 часов и 43 мин. Именно это время и называется лунным месяцем , который на 3 дня отличается от календарного.Так же гравитационное притяжение между Землёй и Луной является причиной земных приливов и отливов.

Наш спутник образовался 4,36 млрд. лет назад. По одной из версий Луна и Земля

сформировались в одно и то же время из газо-пылевого облака. Так же есть

предположение, что Луна образовалась в результате столкновения Земли

с другим объектом

Лунная поверхность

Наблюдая за Луной на ее поверхности можно разглядеть темные пятна различной формы. Эти пятна еще в XVII в. стали именовать морями . В те времена полагали, что на Луне есть вода, а значит, должны быть моря и океаны, как на Земле. Им были присвоены названия, которые употребляются и по сей день: Океан Бурь, Море Холода, Море Дождей, Море Облаков, Море Спокойствия и др. Однако уже в 1753 году хорватский астроном Руджер Бошкович доказал, что Луна не имеет атмосферы, поэтому на ее поверхности не может присутствовать жидкая вода, так как при при отсутствии атмосферного давления она бы немедленно испарилась. Лунные моря , которые составляют приблизительно 16 % всей поверхности Луны, — представляют собой огромные кратеры, возникшие в результате столкновений с небесными телами, которые были позже затоплены жидкой лавой.

Лунный ландшафт своеобразен и уникален. Луна вся покрыта кратерами разного размера в диаметре — от сотен километров до пары миллиметров. Существует две теории происхождения этих кратеров:

• вулканическая теория — была выдвинута еще в 80-х годах XVIII в. немецким астрономом Иоганном Шрётером, согласно которой лунные кратеры были образованы вследствие мощных вулканических извержений на поверхности;
• метеоритная теория — кратеры были образованы в период формирования спутника когда Луна была подвержена метеоритной бомбардировки. На Лунной поверхности образовались выемки, которые и стали именовать кратерами.

Значительная часть лунной поверхности усеяна кратерами различных размеров

На фото показан кратер Коперник, который образовался около 800 млн. лет назад.

Его диаметр составляет 93 км,а в глубину он простирается почти на 4 км.

Фрагмент участка поверхности Луны

Луна не имеет атмосферы, это просто округлое каменное небесное тело, вращающееся вокруг . Небо над Луной всегда черное, даже днем. Нету воздушно-газовой оболочки, которое задерживало бы тепло на нашем спутнике. Поэтому на Луне, как и на , наблюдаются резкие скачки температур в ночное и дневное время. Днём лунная поверхность накаляется до +120 °C, а ночью или даже в тени она остывает до −160 °C.

Полная Луна отражает только 7 % падающего на неё солнечного света. Так как Луна не светится сама, а лишь отражает солнечный свет, с Земли видна только освещённая часть лунной поверхности. Луна обращается по орбите вокруг Земли, и тем самым угол между , Луной и Солнцем изменяется, мы наблюдаем это явление как цикл лунных фаз.

Смена лунных фаз. Период времени между полнолуниями называется

лунным месяцем и составляет 27,32 суток

Строение Луны

Луна состоит из коры, верхней мантии, средней мантии, нижней мантии (астеносферы) и ядра. Плотность Луны равна 3346 кг / м³ — как и у земной мантии. Это значит, что наш спутник или не имеет плотного железного ядра, или оно очень маленькое. Действительно оболочка внутреннего ядра богата железом, она имеет радиус всего 240 км, в то время как жидкое внешнее ядро состоит в основном из жидкого железа с радиусом примерно 300—330 километров. По массе лунное ядро составляет лишь 2% от общей массы спутника и состоит из железа, легированного небольшим количеством серы и никеля. Вокруг ядра находится частично расплавленный пограничный слой с радиусом около 480—500 километров. Как и у всех планет, у Луны самый больший объем в строении приходится на мантию. Ее можно разделить на три составляющие: верхнюю - с толщиной 400 км, среднюю - 700 км и нижнюю - с толщиной примерно 200 км. Мантия Луны не расплавлена полностью, как мантия и поэтому на ней нет вулканов.

Одной из сенсаций лунных исследований стало открытие мощной коры толщиной 60-100 км. Это указывает на существование в прошлом на Луне так называемого океана магмы, в недрах которого происходило выплавление и образование коры в течении первых 100 млн лет ее эволюции. Можно сделать вывод, что Луна и Земля имели сходное происхождение. Однако тектонический режим Луны отличается от режима тектоники плит, характерного для Выплавляющаяся базальтовая магма идет на наращивания лунной коры. Именно поэтому она такая толстая.

Внутренне строение Луны.

Ядро - 330 км;

Мантия - 1300 км;

Кора - 60-100 км

Первые шаги по чужой земле

Человека всегда манил к себе космос. Стоило только взглянуть на ночное небо, как он начинал представлять себя путешественником по бесконечным глубинам темной неизвестности, представлял, как он наконец то доберется до других миров, прогуляется по внеземной поверхности, быть может отыщет себе новый дом на других планетах. Однако как человечество не старалось до настоящего времени ему еще не удавалось достигнуть этих новых миров. Причин множество: одни из них находятся на громадным, по земным мерам, расстояниям от нашей планеты, другие же обладают непригодными условиями, для пребывания на них и т.д. Все же главной причиной является именно расстояние. Даже до ближайшей от Земли планеты современному зонду требуется не менее восьми месяцев, чтобы туда добраться. Кто отважится на такое рискованное и длительное путешествие, ведь еще неизвестно как космос будет влиять на человека при столь длительном полете.

Тем не менее человек не сдавался, и хоть ему пока не удалось достигнуть ближайших планет, все таки он смог совершить свой первый космический полет на ближайший и единственный Земной спутник — Луну .

Исследования Луны с помощью космических аппаратов начались 14 сентября 1959 года со столкновения автоматической станции Луна-2 с поверхностью нашего спутника. До этого момента единственным методом исследования Луны были наблюдения за Луной. Изобретение Галилеем телескопа в 1609 году было большим этапом в астрономии в частности в наблюдениях за Луной. Сам Галилей использовал свой телескоп для исследования гор и кратеров на лунной поверхности. В то время между США и СССР помимо "гонки" за вооружением значилась не менее важная соперничество в плане освоения Луны. В 1962 году 35-й президент США Джон Кеннеди сформулировал основную задачу США в космосе, как высадку на Луну.

Луноход-1— первый автоматический планетоход на Луне

Человек на Луне

> > Из чего состоит Луна

Состав Луны – спутник Земли: описание для детей с фото, строение Луны, из чего состоит ядро, мантия и кора, как выглядит поверхность, моря, толщина слоев.

Начать объяснение для детей родители или учителя в школе о строении могут с того, что Луну проще всего найти на небе. Долгое время люди интересовались темными и светлыми пятнами на поверхности. Давайте внимательнее изучим из чего состоит Луна, какие есть слои и особенности поверхности спутника.

Лунная поверхность - объяснение для детей

Дети наверняка помнят сказки, в которых рассказывалось, что Луна сделана из сыра. Чтобы объяснение для детей было понятным, следует заметить, что более вероятный материал – камень. Поверхность укрыта мертвыми вулканами, ударными кратерами, лавовыми потоками, а также космическими аппаратами.

Древние ученые полагали, что темные участки – моря. В целом, их можно так назвать, только в этих образованиях нет воды. Важно объяснить детям , что перед ними лавовые бассейны. В самом начале лунной истории поверхность находилась в расплавленном состоянии, порождая вулканы. Однако они быстро остывали, а лава твердела. С астероидными атаками она раскалывалась, что повреждало поверхность.

По отметинам можно судить, что астероиды были частыми гостями путника. Но дети должны понимать, что на заре формирования нашей системы все планеты сталкивались и двигались хаотично. На Земле это не так заметно благодаря движению тектонических плит, а также атмосфере, которая сжигала большую часть пространственных нарушителей. Но на Луне подобной защиты нет, поэтому ее поверхность четко отображает всю историю.

Период атак завершился 3.8 миллиардов лет назад, но все кратеры остались. Большие и маленькие астероиды таяли на поверхности, но делали это медленно, что и перекрыло лавовые потоки.

Для самых маленьких следует рассказать, что тонкая кора состоит из реголита, напоминающего бетон. Когда посторонние объекты врезаются в поверхность, то разрывают ее на мелкие осколки, оставляя отпечаток (след Нила Армстронга).

Кора в ширину тянется на 60-100 км. Реголит может быть мелким (3 м) в морях или же глубоким (20 м) в горных участках.

Под поверхностью Луны - объяснение для детей

Теперь следует внимательнее изучить состав Луны. Как и Земля, спутник располагает корой, мантией и ядром. Последнее состоит из железа и окружено более мягкой и жидкой внешней оболочкой (500 км). Но внутреннее ядро занимает только 20% всей Луны (50% у других скалистых тел).

Большая часть внутреннего слоя представлена литосферой (1000 км). Так как слой начал таять еще в самом начале лунного формирования, то на поверхность прорывалась магма, создавая равнины. Постепенно она охладилась и полностью приостановила вулканическую активность.

По плотности спутник занимает вторую позицию после Ио (луна Юпитера). Наличие слоистости, скорее всего, вызвано кристаллизацией магматического океана после формирования.

Плотность лунных пород составляет в среднем 3,343 г/см3, что заметно уступает средней плотности для Земли (5,518 г/см3). Это различие связано главным образом с тем, что уплотнение вещества с глубиной проявляется на Земле значительно заметнее, чем на Луне. Имеются и различия в минералогическом составе лунных и земных пород: содержание оксидов железа в лунных базальтах на 25%, а титана - на 13% выше, чем в земных. "Морские" базальты на Луне отличаются повышенным содержанием оксидов алюминия и кальция и относительно более высокой плотностью, что связывают с их глубинным происхождением.

Для исследования строения Луны использовались сейсмические методы. В настоящее время картина этого строения разработана довольно детально. Принято считать, что недра Луны можно разделить на пять слоев.

Поверхностный слой - лунная кора (ее толщина меняется от 60 км на видимой с Земли половине Луны до 100 км - на невидимой) - имеет состав, близкий к составу "материков". Под корой располагается верхняя мантия - слой толщиной около 250 км. Еще глубже - средняя мантия толщиной порядка 500 км; полагают, что именно в этом слое в результате частичного выплавления формировались "морские" базальты. На глубинах порядка 600-800 км располагаются глубокофокусные лунные сейсмические очаги. Нужно, однако, отметить, что естественная сейсмическая активность на Луне невелика.

На глубине около 800 км кончается литосфера (твердая оболочка) и начинается лунная астеносфера - расплавленный слой, в котором, как и в любой жидкости, могут распространяться только продольные сейсмические волны. Температура верхней части астеносферы порядка 1200 К.

На глубине 1380-1570 км происходит резкое изменение скорости продольных волн - здесь проходит граница (довольно размытая) пятой зоны - ядра Луны. Предположительно, это относительно небольшое ядро (на его долю приходится не более 1% массы Луны) состоит из расплавленного сульфида железа.

Поверхностный довольно рыхлый слой Луны состоит из пород, раздробленных постоянным потоком падающих на нее твердых тел - от микрометеоритов и пыли до крупных частиц - многотонных метеоритов и астероидов.

Над поверхностью Луны газовая атмосфера как таковая отсутствует, так как не может удерживаться Луной вследствие ее малой массы. В результате даже легчайшие атомы при средних тепловых скоростях способны преодолевать притяжение Луны. Поэтому плотность газа над Луной по крайней мере на 12 порядков меньше плотности приземной атмосферы (хотя и заметно выше плотности межзвездного газа).

Самый верхний слой представлен корой, толщина которой, определенная только в районах котловин, составляет 60 км. Весьма вероятно, что на обширных материковых площадях обратной стороны Луны кора приблизительно в 1,5 раза мощнее. Кора сложена изверженными кристаллическими горными породами - базальтами. Однако по своему минералогическому составу базальты материковых и морских районов имеют заметные отличия. В то время как наиболее древние материковые районы Луны преимущественно образованы светлой горной породой - анортозитами (почти целиком состоящими из среднего и основного плагиоклаза, с небольшими примесями пироксена, оливина, магнетита, титаномагнетита и др.), кристаллические породы лунных морей, подобно земным базальтам, сложены в основном плагиоклазами и моноклинными пироксенами (авгитами).

Под корой расположена мантия, в которой, подобно земной, можно выделить верхнюю, среднюю и нижнюю. Толщина верхней мантии около 250 км, а средней примерно 500 км, и ее граница с нижней мантией расположена на глубине около 1000 км. До этого уровня скорости поперечных волн почти постоянны, и это означает, что вещество недр находится в твердом состоянии, представляя собой мощную и относительно холодную литосферу, в которой долго не затухают сейсмические колебания. Состав верхней мантии предположительно оливинпироксеновый, а на большей глубине присутствуют шницель и встречающийся в ультраосновных щелочных породах минерал мелилит.

На границе с нижней мантией температуры приближаются к температурам плавления, отсюда начинается сильное поглощение сейсмических волн. Эта область представляет собой лунную астеносферу. В самом центре, по-видимому, находится небольшое жидкое ядро радиусом менее 350 километров, через которое не проходят поперечные волны. Ядро может быть железо-сульфидным либо железным; в последнем случае оно должно быть меньше, что лучше согласуется с оценками распределения плотности по глубине. Его масса, вероятно, не превышает 2% от массы всей Луны. Температура в ядре зависит от его состава и, видимо, заключена в пределах 1300 - 1900 К.

Луна – самое доступное тело в , если вы вдруг захотите посмотреть на какой-нибудь космический объект невооруженным глазом. Людям была очень интересна история появления темных и светлых пятен на ее поверхности на протяжении всей истории человечества.Что же вызвало образование этих странных особенностей?

Детские сказки рассказывают нам о том, что сделана из сыра. Но, что справедливо и в отношении других тел в Солнечной системе, камень является более реальным на это кандидатом. Поверхность Луны имеет мертвые вулканы, ударные кратеры и потоки застывшей лавы. Некоторые из них можно увидеть без специальных приборов.
Древние ученые считали, что темные участки Луны могут быть океанами. И поэтому называли их по латыни «мare», что значит «море». Эти области – действительно океаны в определенном смысле. Вместо воды лунные моря содержат застывшую лаву. В период молодости Луны ее кора была достаточно разогрета для того, чтобы образовывать вулканы. Хотя при этом она быстро охлаждалась и затвердевала. Лава могла прорываться сквозь кору, когда на Луну падали достаточно крупные астероиды.

На поверхности Луны много свидетельств падения таких астероидов. В начале истории Солнечной системы все планеты и луны пострадали от них. Это был так называемый период тяжелой бомбардировки. На тектоника плит и эрозия поверхности скрыли большую часть свидетельств этого периода. К тому же атмосфера помогла сжечь некоторые мелкие метеориты, не дав им попасть на поверхность. Однако на Луне нет всех этих факторов. Поэтому история Солнечной системы сохраняется на поверхности Луны в неизменном виде.

Толщина коры Луны составляет 60-100 км. Реголит на поверхности может быть неглубоким – до 3 метров в морях, и до глубины 20 метров на возвышенностях.

Под поверхностью

Как и Земля, Луна может похвастаться земной корой, мантией и ядром. Глубоко внутри своих недр Луна может иметь твердое железное ядро, окруженное расплавленным металлом. Внешнее ядро Луны может быть размерами до 500 км. Однако небольшое внутреннее ядро составляет лишь около 20 процентов Луны, по сравнению с 50-процентным ядром у других скалистых тел.

Большая часть внутренней структуры Луны состоит из литосферы, которая имеет толщину около 1000 км. Поскольку эта область растаяла в начале эволюции Луны, она снабжала магмой лавовые равнины на своей поверхности. Однако со временем магма остыла и затвердела, тем самым прекратив вулканизм на Луне.

Луна является вторым по плотности телом в Солнечной системе после спутника . Разделение ее внутренних слоев, вероятно, было вызвано кристаллизацией магматического океана вскоре после его образования.

Вам могут понравиться эти статьи: