Физические характеристики луны рельеф состав

Описание Луны

Луна – небесное тело, расположенное ближе всех к Земле, которое является его естественным спутником и ярчайшим, после Солнца объектом. Кроме того, это еще и единственный объект солнечной системы, на который ступала нога человека.
Луна привлекала к себе внимание во все времена. Люди веками смотрели на нее, любуясь лунными кратерами, пытаясь изучить ее происхождение и законы. Луна вращается в том же направлении, что и большинство небесных тел. Вокруг Земли она двигается со скоростью около 1 км/с. Так как, там отсутствует атмосфера, на Луне нет ни воды, ни воздуха, ни погоды. А температура имеет довольно большой разброс: от –120 °С до +110 °С. Сила притяжении меньше Земной в 6 раз (1,62 м/с2). Еще в 1610 году, Галилео Галилей в телескопическое оборудование, наблюдал за лунной поверхностью и обнаруживал различные впадины и кратеры.

Поверхность Луны

Протяженные темноватые пятна или как их называют «Лунные моря», занимают около 40 % видимого лунного рельефа. В былые времена, атаки метеоритов и астероидов на лунную поверхность, были обычным делом. Возможно даже, что Луна принимала на себя все удары небесных тел, которые предназначались нашей Земле! Но она, как своеобразный щит, отражала все нападения. Возможно именно Луне, нам следует сказать спасибо за то, что жизнь на нашей планете, не исчезла, от падения какого-нибудь, метеорита или астероида. Сейчас, частота столкновений небесных тел с Луной практически равна нулю, но кратеры, которые мы можем наблюдать на поверхности Луны навсегда остались, как своеобразное напоминание о заслугах нашего верного спутника.

Строение Луны

Масса спутника Земли в 81 раз меньше нашей планеты. Для исследования лунного строения, использовались различные методы, в том числе и сейсмические. Верхний слой лунной поверхности, представлен корой, толщина которой достигает 60 км. Кора состоит из горной породы базальт. В морских и материковых районах, его состав имеет существенные отличия. Мантия – расположенная под лунной корой, делится на верхнюю – 250 км, среднюю – 500 км и нижнюю – 1000 км. До этого уровня вещество недр находится в твердом состоянии, и представляет собой холодную и мощную литосферу, с незатухающими сейсмическими колебаниями. Приближаясь к концу границы нижней мантии, температура возрастает, приближаясь к температуре плавления, поэтому сейсмические волны быстро поглощаются. Эта часть спутника представляет собой лунную астеносферу, в центре которой находиться жидкое ядро, состоящее из сульфида железа, радиусом 350 км. Температура в нем, колеблется от 1300К до 1900К, при массе не более 2% от массы всей Луны.

Фазы Луны

Известно, что Луна повернута к Земле, только одной стороной, поэтому все давно мечтают узнать: какие же тайны скрывает обратная сторона Луны. Сама по себе, Луна не светится. Просто солнечные лучи, отражаясь от Земли, освещают разные ее части. В связи с этим объясняются и фазы Луны. Она повернута к нам темной стороной и двигается по орбите между Солнцем и Землей. Каждый месяц наступает новолуние. На следующий день на западном небе появляется яркий серп «обновленной» Луны. На остальную часть Луны, свет, отраженный от Земли практически не попадает. Через неделю, можно наблюдать половину диска Луны. Через 22 дня, наблюдается и последняя четверть. А на 30 сутки опять наступает новолуние.

Характеристики Луны

• Масса: 0,0123 массы Земли, то есть 7,35*1022кг
• Диаметр на экваторе: 0,273 диаметра Земли, то есть 3476 км
• Наклон оси: 1,55°
• Плотность: 3346,4 кг/м3
• Температура поверхности: –54 °C
• Расстояние от спутника до планеты: 384400 км
• Скорость движения вокруг планеты: 1,02 км/с
• Эксцентриситет орбиты: e = 0,055
• Наклон орбиты к эклиптике: i = 5,1°
• Ускорение свободного падения: g = 1,62 м/с2

Источник

Как выглядит лунная поверхность

Близость к Земле ее естественного спутника не влияет на сходство их внешнего вида: поверхность Луны разительно отличается от земной.

Состав и поверхность Луны

По своему строению Луна повторяет нашу планету и состоит:

• из внутреннего сферического ядра, состав которого включает расплавленные соединения железа;
• немного отличающаяся от внутреннего по химическому составу, но также созданного преимущественно из железа внешнего ядра;
• частично расплавленного слоя на границе внешнего ядра и мантии, сформировавшегося предположительно в результате кристаллизации глобального внутрилунного океана магмы, произошедшего 4,5 млрд лет назад;
• мантии, включающей 3 слоя (верхняя, средняя, нижняя);
• коры.

Реголит

Реголит — лунная почва, сформировавшаяся в результате ударов о спутник инородных космических тел в течение миллиардов лет. Астероиды и каменные части комет раскрошились в пыль, которая впоследствии покрыла собой всю поверхность Луны. Грунт состоит из микроскопических спекшихся частиц. Его отличие от земных горных пород — полное отсутствие связанной воды.

Химический состав и цвет реголита отличаются на разных участках небесного тела. Например, в лунных морях в грунте наблюдается большое количество железа и магния, а на материках — двуокиси кремния и алюминия.

Моря и материки

На диске Луны можно невооруженным глазом различить 2 типа рельефа:

• более темные зоны округлой формы с гладкой поверхностью — моря;
• светлые участки, на которых располагаются возвышенности и горы, — материки.

Лунные моря занимают почти треть от всей поверхности видимой стороны Луны и около 16% от рельефа спутника. С земными морями эти образования ничего общего не имеют. Их название — калька с латинского слова. Они представляют собой потоки базальтовой лавы, которые были сформированы древней вулканической активностью. Средняя высота морей на 2,5 км ниже, чем у соседствующих с ними материков. Эти геологические образования более молодые, чем материки.

Самое большое из местных морей — Океан Бурь, размер которого в поперечнике составляет 2400х2000 км. Это единственный океан на спутнике. Кроме него, на сегодня открыто:

• 20 морей — крупных деталей лунного рельефа;
• 11 заливов, граничащих с морями и вдающихся в материковую часть;
• 18 озер — небольших формирований морского типа, но относительно обособленных от морей;
• 3 болота — низменных областей, менее темных, чем моря.

Из общего числа таких образований по согласованию с астрономическими организациями за последнее время были исключены 7 морей, 1 болото, 2 залива. Среди главных причин исключения — установление того факта, что объект не является самостоятельным, а входит в состав более крупного «водоема», и некоторые другие ситуации, например:

1. Море Желания было обнаружено на снимках, выполненных в 1959 г. станцией «Луна-3», но при изучении более поздних и четких фото стало ясно, что эта низменность не является единой, а состоит из нескольких кратеров и 1 ровного участка, который впоследствии стал называться Морем Мечты.
2. Море Новое было открыто в 1913 г., но после детальных исследований в середине 1960-х гг. его объявили частью кратера Жолио.
3. Море Струве открыли в 1935 г., но в 1976 г. оно было переименовано в Озеро Надежды из-за своих малых размеров.
4. Море Юго-Западное оказалось кратером и впоследствии стало считаться Бассейном Южный полюс — Эйткен.
5. Болото Туманов было исключено из списка лунных объектов, т. к. его размеры и особенности не давали оснований данной области заслуживать отдельного названия.

На морях отмечены многочисленные купола, образованные лавовыми выбросами, — это вентиляционные отверстия бывших вулканов. У куполов пологие склоны, их диаметр составляет преимущественно 8-12 км.

Материки — более светлые гористые зоны Луны. Горные хребты на них расположены преимущественно вдоль «побережий».

Масконы

Масконы — это остатки упавших на поверхность Луны астероидов, вонзившихся в лунную твердь и оставшихся лежать, возвышаясь над местностью. Плотность этих образований выше собственной плотности сателлита, поэтому они — источники гравитационных возмущений.

Кратеры и цирки

Спутник Земли лишен атмосферы, поэтому для попадания на него метеоритов и астероидов нет преград. Если падающие на нашу планету инородные космические тела сгорают в воздушных слоях, то в случае Луны они обрушиваются на ее поверхность на полной скорости. Это объясняет, почему лунный пейзаж настолько усеян кратерами — их здесь десятки тысяч.

Лунные ударные кратерные образования могут иметь вид маленьких ям или гигантских обрывов. Наибольший местный кратер имеет диаметр 2,5 тыс. км и глубину 13 км. Он носит имя Эйткен, расположен в южной части обратной стороны Луны, но край его наблюдается с Земли.

На поверхности старых образований расположено множество более молодых — это позволяет ученым отследить возраст кратеров и самого небесного тела.

Цирки — кольцевые горы. По своему строению они напоминают кратеры, только обладают плоским дном и не имеют в своем строении центральной горки. Большинство из них отличается импактным происхождением — появились в результате столкновения крупного метеорита, кометы, астероида или другого небесного тела с Луной.

Карта лунной поверхности

Долгое время существовали лишь карты видимой части Луны. Появление космических аппаратов сделало возможным исследование ее обратной стороны. Сегодня существуют подробные схемы обоих полушарий земного спутника.

Источник

Информация и интересные факты о спутнике Земли

Луна — это естественный спутник Земли и единственное небесное тело Солнечной системы, на которое высадился человек.

Но, несмотря на близость к нам, в объяснении его формирования много белых пятен. Ученым еще предстоит понять, что такое Луна, как она появилась рядом с нами и какова будет ее судьба через миллионы лет.

История открытия спутника

О существовании Селены (так называли луну в Древней Греции) было известно еще до открытия устройств для наблюдения за небом. Это самый яркий объект на небосводе. Луна с Земли видна невооруженным взглядом даже в облачную ночь.

С помощью телескопа за спутником Земли впервые стал наблюдать Галилео Галилей. До него астрономия была математической наукой, и все предположения о движении звезд строились на основе вычислений и статистических таблиц.

Свои наблюдения астроном представил миру в 1610 г. С этого времени началось активное изучение небесного тела.

Детальное описание поверхности дал польский астроном Ян Гавелий в 1647 г. Он наблюдал за спутником в телескоп в своей обсерватории, построенной в Гданьске на доходы от пивоварения. Это было устройство почти 45 м в длину. В своей работе «Селенография, или описание Луны» он представил 130 гравюр с изображением поверхности спутника. Это были первые топографические карты объекта. Гавелий также изобразил попутчицу нашей планеты в разных фазах ее затмения и высказал мнение о возможной орбите движения.

Теории о формировании небесного тела

По одной из версий Луна образовалась около 4,5 млрд лет назад в результате столкновения Земли с большим космическим телом, возможно, с мегакрупной кометой или другой планетой Солнечной системы. Японские астрофизики смоделировали ситуацию, при которой часть земной магмы после удара выплеснулась в открытый космос и застыла. Этот вариант подтверждает изотопный анализ земной и лунной породы. Они почти идентичны по своему составу.

Вторая версия, которая озвучивается российскими учеными, говорит о том, что Земля и ее спутник формировались одновременно из одного пылевого облака. Т.е. спутник образовался из частиц, которые остались в космосе, но удерживаются силой притяжения ядра.

Джордж Дарвин (сын Чарльза Дарвина) выдвинул теорию, что Селена — это часть Земли, которая оторвалась от нее под влиянием центробежной силы. Он утверждал, что на заре своего возникновения скорость вращения Земли была гораздо выше, чем сейчас.

Но чтобы «потерять» кусок литосферы такой массы, планета должна делать оборот вокруг своей оси за 2 часа. А это трудно себе представить даже в теории.

Физические характеристики и состав Луны

Луна — это шаровидное небесное тело без атмосферы и признаков когда-либо существовавшей жизни. Она не вращается вокруг Земли, а движется вместе с ней вокруг Солнца.

Ее физические характеристики следующие:

• диаметр — 3480 км;
• радиус — 1738 км;
• площадь поверхности — 38 млн км²;
• масса — 7,35х10^22 кг;
• средняя плотность — 3,35 г/см³;
• наклон оси — 6,68º.

Луна покрыта рыхлым обломочным веществом — реголитом, который образовался в процессе выветривания пород и имеет толщину от 4 до 15 м.

Внутреннее строение в разрезе схоже со строением Земли. К этому выводу ученые пришли после изучения сейсмических данных, полученных в процессе реализации проекта НАСА «Аполлон».

Объект имеет следующую геологию:

1. Кора толщиной около 55 км.
2. Нижняя мантия с элементами магмы — около 580 км.
3. Внешнее жидкое ядро в поперечнике около 350 км.
4. Внутреннее твердое ядро диаметром 160 км.

Спектрографы, которые были установлены в кратерах, обнаружили присутствие в лунном грунте пироксена, ильменита и оливина. Они являются породообразующими минералами и в мантии Земли.

Из этого исследователи сделали вывод, что раньше спутник нашей планеты был магматическим океаном. В процессе остывания более тяжелые вещества опустились к центру и образовали ядро Луны, а легкие вверху образовали кору.

Орбитальные параметры спутника

Орбита Луны представляет собой медленно раскручивающуюся спираль. Это связано с тем, что на направление движения влияет не только Земля, но и далекое Солнце.

По расчетам исследователей сила притяжения нашей планеты по отношению к спутнику составляет 2,028х10^20 H, а сила притяжения Солнца — 4,39х10^20 H. Т.е. почти в два раза больше. По этой причине орбита Луны вогнута в сторону Солнца во всех точках.

Зона устойчивой орбиты нашей планеты составляет 600 тыс.км. Каждый год Луна отдаляется от Земли на 4 см.

Сейчас орбита спутника проходит в 384,4 тыс.км от Земли. И по расчетам некоторых астрофизиков через миллиарды лет попутчица покинет нашу планету. Это отразится на длительности земных суток и температуре мирового океана.

Средняя скорость движения по орбите составляет 1,03 км/с.

Топографическая карта поверхности

На поверхности Селены существует три типа образований:

• покрытые базальтовой лавой участки, называемые морями;
• приподнятые над поверхностью области с кратерами, называемые материками;
• горные системы и цепи, которые окружают кратеры.

Моря на спутнике (Море Ясности, Море Познания, Море Дождей, Море Спокойствия) выглядят как плоские участки поверхности темного цвета. Они расположены на видимой части объекта.

Кратеры (их более 30 тыс.) похожи на ровные площадки с пологими стенками. Они образовались после ударов метеоритов. Крупные достигают в диаметре 240 км, а мелкие больше похожи на рытвины. Поэтому поверхность Луны на фотографиях похожа на несимметричные соты.

Сведения об изучении Луны

Первый космический аппарат в сторону Луны запустили в СССР в 1959 г. Это была автоматическая межпланетная станция «Луна-1». АМП пролетела на высоте 6 км над поверхностью спутника. Ученые получили данные о газовой составляющей и отсутствии магнитного поля.

«Луна-2» стартовала 8 месяцев спустя и достигла поверхности спутника. Станция передала информацию об отсутствии радиационных поясов.

Запущенной в октябре 1959 г. «Луне-3» удалось сделать снимки темной стороны и передать их на Землю.

Американские беспилотные аппараты Pioneer и Ranger в течение последующих 8 лет собирали данные, с помощью которых удалось создать первый лунный глобус. Ученые получили не только фотографии, но и телеметрические данные о составе атмосферы и почвы спутника.

Нога человека впервые ступила на поверхность небесного тела в 1969 г. Это были американский астронавт и космический инженер Нил Армстронг и его напарник Эдвин Олдрин.

Последним пилотируемым кораблем для изучения Луны стал «Аполлон-17», экспедиция заняла почти 13 суток. Это рекорд по длительности среди всех лунных миссий.

Интересные факты

1. Самый крупный лунный кратер называется Бейли. Он находится на обратной стороне и с Земли не виден.
2. На Луне нет сумерек, ночь там наступает моментально.
3. Автоматический модуль «Аполлон-6» доставил в исследовательский центр НАСА 385 кг лунного грунта.
4. Сила притяжения на Луне в 6 раз меньше, чем на Земле.
5. В 1971 г. командой «Аполлона-15» был установлен маленький алюминиевый памятник «Погибший астронавт». На табличке рядом с 10-сантиметровой фигуркой выгравированы имена 14 погибших космонавтов.
6. Много лунных камней, которые доставила на Землю команда «Аполлон-11» бесследно пропали. Цена осколка величиной с ноготь оценивалась на черном рынке в сумму 5 млн $.
7. Современному космическому кораблю нужно 65 часов, чтобы достичь поверхности спутника.
8. В Древнем Египте Луну называли Иях, а в Вавилоне — Син.

Гравитационное поле нашего спутника оказывает влияние не только на приливную силу океанов, но и на рост растений и даже поведение человека.

Источник