У вулкана нет луны

ВУЛКАНИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ НА ЛУНЕ

Как возникла Луна с ее неповторимым ландшафтом? Играли ли вулканы и метеориты решающую роль в ее образовании? Почему различаются видимая и невидимая стороны Луны? Была ли и есть ли жизнь на Луне? Ответы на эти вопросы помогают пролить свет на образование планет Солнечной системы, на развитие формы и рельефа Земли, условия зарождения на ней полезных ископаемых и т. п.

В течение многих лет доктор физико-математических наук Николай Александрович Козырев вёл в Главной астрономической обсерватории АН СССР в Пулкове исследования Луны. 3 ноября 1958 г. ему удалось открыть свечение газов, выходящих из недр этой планеты, что, по его мнению, свидетельствовало о вулканической деятельности на Луне. Однако не все ученые согласились с Козыревым, и вопрос долгое время оставался дискуссионным.

С 1955 по 1966 г. Н. А. Козырев проводил спектрофотометрические наблюдения Луны. На их основе он получил спектрограммы центра кратера Аристарх, а затем спектрограммы центральной горки кратера Альфонс, подтвердившие прежние выводы. Авторитетная комиссия XVI Международного астрономического союза после изучения полученных документальных данных согласилась с мнением советского ученого.

Н. А. Козырев доказал присутствие молекулярного углерода в газах, выходивших из центрального пика кратера Альфонс. По спектру поглощения, полученному 28 октября 1959 г., он установил, что облако вулканического дыма в кратере Альфонс аналогично дымам камчатских вулканов. В декабре 1961 г. вблизи центра кратера Аристарх исследователь несколько дней наблюдал свечение газов, обусловленное, как он считает, свечением молекулярного водорода.

Полученные Н. А. Козыревым данные доказывали, что Луна является активным космическим телом, жизнь которого продолжается и в настоящее время, и что рельеф Луны формируется за счет внутренней энергии Луны. Активность Луны может быть сравнима с вулканической активностью Земли. Открытие было подтверждено визуальными наблюдениями астрономов других стран.

Открытие имеет важное значение для дальнейших астрофизических исследований планетной системы и для космонавтики. Международная астронавтическая академия выдала профессору Козыреву диплом и наградила его золотой медалью «за его замечательные телескопические и спектральные наблюдения люминесцентных явлений на Луне. Они показали, что Луна является до сих пор активным небесным телом, и стимулировали во всем мире изучение люминесцентных явлений на Луне».

Бесспорным подтверждением того, что Луна не менее активна в геологическом смысле, чем Земля, и что она отнюдь не застывший шар, нагромождение камней, а живое космическое тело, служат данные сейсмометра, установленного на Луне экипажем американского космического корабля «Аполлон-12». К августу 1970 г. этот сейсмометр зарегистрировал 14 лунотрясений, вызванных тектонической активностью Луны. Непосредственное изучение доставленных с Луны горных пород также показало, что они образованы в основном в результате выхода расплавов на поверхность Луны и вулканических процессов.

Спектрами лунных извержений, вероятно, заинтересуются астробиологи. Ведь молекулы углерода, азота, водорода, выходящие из лунных кратеров, дают основание полагать, что в недрах нашего спутника немало органических соединений.

Источник

Вулканизм на Луне — Volcanism on the Moon

Вулканизм на Луне представлен присутствием вулканов , пирокластических отложений и обширных лавовых равнин на лунной поверхности. Вулканы обычно имеют форму небольших куполов и конусов, которые образуют большие вулканические комплексы и изолированные постройки. Кальдеры , крупномасштабные образования обрушения, обычно образующиеся в конце эпизода извержения вулкана, на Луне исключительно редки . Лунные пирокластические отложения являются результатом извержений фонтанов лавы из насыщенных летучими веществами базальтовых магм, быстро поднимающихся из глубинных источников мантии и извергающихся в виде брызг магмы, образуя крошечные стеклянные шарики. Однако считается, что на Луне также существуют пирокластические отложения, образованные менее распространенными небазальтовыми взрывными извержениями . Лунные лавовые равнины покрывают большие участки поверхности Луны и состоят в основном из массивных базальтовых потоков. Они содержат ряд вулканических особенностей, связанных с охлаждением лавы, в том числе лавовые трубки , борозды и морщинистые гребни .

На протяжении большей части своей истории Луна была вулканически активной, первые извержения вулканов произошли около 4,2 миллиарда лет назад. Вулканизм был наиболее интенсивным между 3,8 и 3 миллиардами лет назад, когда образовалась большая часть лунных лавовых равнин. Первоначально считалось, что эта активность прекратилась около 1 миллиарда лет назад, но более свежие данные свидетельствуют о том, что вулканизм меньшего масштаба мог иметь место в последние 50 миллионов лет. Сегодня на Луне нет действующих вулканов, хотя под поверхностью Луны может сохраняться значительное количество магмы.

СОДЕРЖАНИЕ

Ранние впечатления

В 1610 году итальянский астроном Галилео Галилей неверно истолковал лунные лавовые равнины как моря, наблюдая за Луной в первый в мире телескоп. Поэтому Галилей назвал их марией по латинскому слову «моря». Впервые чашеобразные впадины, расположенные по всему лунному ландшафту, были вулканами в 1665 году британским химиком Робертом Гуком . Их вулканическое происхождение было подкреплено их сходством с кратерами Флегрейских полей в Италии , хотя и намного крупнее. Французский астроном Пьер Пюизо предположил, что кратеры Луны были обрушившимися вулканическими куполами, которые выпустили все свои газы. Другой французский астроном Пьер Лаплас добавил, что метеориты — это вулканические снаряды, выброшенные из лунных кратеров во время крупных извержений.

Происхождение лунных кратеров оставалось спорным на протяжении первой половины 20-го века, сторонники вулканов утверждали, что яркие лучи, исходящие из некоторых кратеров, были полосами вулканического пепла, подобными тем, которые были обнаружены на горе Асо в Японии. Астрономы также сообщили о вспышках света и красных облаках над кратерами Альфонс и Аристарх . Свидетельства, собранные во время программы Аполлон (1961–1972 гг.) И с беспилотных космических аппаратов того же периода, убедительно доказали, что метеоритный удар или удар астероидами по более крупным кратерам был источником почти всех лунных кратеров и, как следствие, большинства кратеров на других кратерах. тела тоже.

Функции

После ударного кратера вулканизм является наиболее доминирующим процессом, который изменил лунную кору . Большая часть этой модификации была сохранена из-за отсутствия тектоники плит на Луне, так что лунная поверхность изменилась незначительно на протяжении геологической истории Луны. Лунный вулканизм в основном ограничен ближней стороной Луны, где базальтовые лавовые равнины являются доминирующим вулканическим элементом. Напротив, положительные топографические особенности, такие как купола, конусы и щиты, представляют лишь крошечную часть лунных вулканических данных. Вулканы и лавовые равнины были обнаружены по обе стороны от Луны.

Лавовые равнины

Лунные моря — это большие базальтовые равнины, которые покрывают более 15% поверхности Луны. Это наиболее очевидные вулканические образования на Луне, которые невооруженным глазом выглядят как темные топографические особенности. Многие из них имеют тенденцию покрывать дно больших ударных бассейнов и поэтому обычно имеют круглую форму, а некоторые более мелкие моря заполняют дно ударных кратеров. Крупные лунные моря имеют размер от более 200 км (120 миль) до примерно 1400 км (870 миль) и уступают только более крупному океану Oceanus Procellarum , который имеет диаметр примерно 2590 км (1610 миль). Обычно они имеют толщину от 500 до 1500 м (от 1600 до 4900 футов), а отдельные потоки лавы составляют от 10 до 20 м (от 33 до 66 футов). Это говорит о том, что каждая кобыла является продуктом нескольких перекрывающихся эруптивных событий.

Возраст морских базальтов определен как прямым радиометрическим датированием, так и методом кратерного подсчета . Радиометрический возраст колеблется от 3,16 до 4,2 миллиарда лет, тогда как самый молодой возраст, определенный по подсчету кратеров, составляет около 1,2 миллиарда лет. Тем не менее, большинство морских базальтов, по-видимому, извергались примерно от 3 до 3,5 миллиардов лет назад. Несколько извержений базальтов, которые произошли на обратной стороне Луны, являются старыми, тогда как самые молодые потоки обнаружены в Oceanus Procellarum на ближней стороне. В то время как многие из базальтов либо извергались внутри, либо текли в низколежащие ударные бассейны, самая большая площадь вулканических образований, Oceanus Procellarum, не соответствует ни одному из известных ударных бассейнов.

Причина того, что морские базальты преимущественно расположены в ближнем полушарии Луны, все еще обсуждается научным сообществом. Основываясь на данных, полученных с миссии Lunar Prospector , похоже, что большая часть запасов тепла на Луне (в форме KREEP ) находится в регионах Oceanus Procellarum и Imbrium pool, уникальной геохимической провинции, которая сейчас называется как Procellarum KREEP Terrane . Хотя увеличение производства тепла в пределах Procellarum KREEP Terrane, безусловно, связано с долговечностью и интенсивностью вулканизма, обнаруженного там, механизм, с помощью которого KREEP стал концентрироваться в этом регионе, не согласован.

Примеры

Вулканы

На Луне присутствует ряд куполов и конусов, но такие детали, вероятно, сформированы иначе, чем на Земле. Поскольку гравитация на Луне составляет лишь одну шестую от гравитации на Земле, лунный вулканизм способен выбрасывать выбросы намного дальше, оставляя небольшое скопление возле вентиляционного отверстия. Вместо вулканического конуса такие лунные извержения должны образовывать широкий тонкий слой вокруг жерла. На Земле лавовые купола образуются из очень толстых пастообразных лав. Базальтовые лавы более жидкие и имеют тенденцию образовывать широкие плоские лавовые потоки. На Луне большинство куполов и конусов, кажется, сделаны из базальта. В результате они вряд ли образовались, как земные купола, из толстых небазальтовых лав. Вместо этого лунные купола и конусы могут отмечать места, где извергнутые базальты едва ли расплавились.

Лунные купола редко встречаются изолированно. Вместо этого они чаще формируются группами на всех равнинах лунной лавы. Ярким примером являются холмы Мариус , один из крупнейших вулканических комплексов на Луне. Они состоят из нескольких конусов и куполов, которые занимают вершину широкого топографического вала, который может быть лунным эквивалентом щитового вулкана . Комплекс возвышается на 100-200 м (от 330 до 660 футов) над окружающими равнинами и образует лавовое плато площадью 35 000 км 2 (14 000 кв. Миль). Всего было идентифицировано 59 конусов и 262 купола диаметром от 2 до 25 км (от 1,2 до 15,5 миль).

Монс Рюмкер — это комплекс меньшего размера, внешне похожий на холмы Мариус. Он представляет собой плато площадью примерно 2000 км 2 (770 квадратных миль) и возвышается на 200–1300 м (от 660 до 4270 футов) над окружающей поверхностью. Три основных базальтовых комплекса возрастом от 3,51 до 3,71 миллиарда лет были идентифицированы в Монс-Рюмкер, хотя самые молодые вулканические образования могут быть крутыми куполами на поверхности плато, поскольку они указывают на то, что они были активны до эратосфена . Более 20 куполов покрывают плато и являются наиболее известными вулканическими формами Монс Рюмкер.

Купола Грюйтуйзен на северо-западе Маре Дембриум состоят из двух вулканических построек: Монс Груитуйзен Гамма на севере и дельта Монс Груитуйзен на юге. Они расположены на краю ударного кратера и отличаются по цвету от окружающих скал. Купола могут быть редким случаем небазальтового вулканизма на Луне. Монс Ханстин , купол примерно треугольной формы на южной окраине Oceanus Procellerum, является еще одним примером редкого небазальтового лунного вулкана. Он состоит из высококремнистого материала, который был извергнут примерно 3,5–3,7 миллиарда лет назад из жерл вдоль трещин северо-восточного, северо-западного и юго-западного простирания.

Комптон-Белькович Вулканический комплекс (CBVC) является 25 км (16 миль) в ширину и 35 км (22 миль) в длину , не кобыла функция на дальней стороне Луны. Он отличается от других лунных вулканических образований из-за развитой литологии , региональной тектонической обстановки, расположения вблизи северного полюса , вдали от Procellarum KREEP Terrane и его недавней связи с эндогенными водами. В середине CBVC лежит депрессия неправильной формы, ограниченная уступами разломов, которые, как полагают, являются кальдерой. Сразу к западу находится объект, называемый Западным куполом, шириной примерно 10 км (6,2 мили) и длиной 18 км (11 миль). Вулканический конусообразный объект, называемый Восточным куполом, находится недалеко от восточной окраины кальдеры. Он имеет более или менее тренд с севера на юг, его длина составляет 12 км (7,5 миль), а ширина — 7 км (4,3 мили). К северу от кальдеры находится небольшой купол диаметром 500 м (1600 футов). Дальше на север находится удлиненный купол, ориентированный с севера на юг, который называется Средний купол. Это 2,5 км (1,6 мили) в длину и 0,6 км (0,37 мили) в ширину. И Маленький Купол, и Средний Купол имеют на вершине валуны, которые могут быть вулканическими блоками . Большой купол, также известный как Северный купол, находится севернее, на окраине CBVC. Это 2,5 км в диаметре с углублением наверху. Распределение частот малых кратеров дало неубедительные результаты для определения времени вулканизма CBVC с возрастом от менее 1 миллиарда лет до более чем 3 миллиардов лет.

Лавовые трубы

Хотя давно известно о существовании лавовых трубок на Земле, только относительно недавно было подтверждено их существование на Луне. Их существование иногда выявляется по наличию «светового люка», места, в котором крыша трубы обрушилась, оставив круглое отверстие, которое можно наблюдать с помощью лунных орбитальных аппаратов . Область, в которой видна лавовая труба, — это регион холмов Мариуса. В 2008 году отверстие в лавовую трубу в этой области могло быть обнаружено японским космическим кораблем Кагуя . Световой люк был сфотографирован более подробно в 2011 году космическим аппаратом NASA Lunar Reconnaissance Orbiter , на котором видны яма шириной 65 метров и дно ямы примерно на 36 м (118 футов) ниже. В Mare Serenitatis также могут быть лавовые трубы .

Лунные лавовые трубы потенциально могут служить ограждением для среды обитания человека. Могут существовать туннели диаметром более 300 м (980 футов), лежащие под 40 м (130 футов) или более базальта, со стабильной температурой -20 ° C (-4 ° F). Эти естественные туннели обеспечивают защиту от космической радиации , солнечной радиации, метеоритов, микрометеоритов и выбросов от ударов. Они изолированы от резких перепадов температуры на поверхности Луны и могут обеспечить стабильную среду обитания .

Пирокластические отложения

По краям лунной кобылы есть темные слои материала, покрывающие многие тысячи квадратных километров. Они содержат множество маленьких сфер из оранжевого и черного стекла, которые, вероятно, образовались из маленьких капель лавы, которая очень быстро остыла. Считается, что такие капли являются выбросами извержений фонтана лавы, которые были больше, чем на Земле. Самые большие известные месторождения находятся в Тельце- Литтроу , Sinus Aestuum , Sulpicius Gallus , Rima Bode, Mare Vaporum, Mare Humorum и плато Аристарх в центральной ближней стороне Луны.

Многие более мелкие пирокластические отложения имеют диаметр всего несколько километров и почти всегда расположены рядом с кобылой или на дне больших ударных кратеров, хотя некоторые из них также лежат вдоль четких линий разломов . Вероятно, они были образованы небольшими вулканическими взрывами, поскольку большинство из них содержат небольшую продолговатую или неправильную форму центральную яму или кратер. Примеры сохранились вдоль края дна кратера Альфонса, ударного кратера на восточной окраине Маре Нубиум.

Примерно на 7 км (4,3 мили) к востоку-юго-востоку от CBVC находится область с высокой отражающей способностью, которая может быть отложением пирокластических потоков . Его отражательная способность выше в диапазоне от 7,1 до 7 мкм (от 0,00028 до 0,00028 дюйма), что указывает на то, что кварц или щелочной полевой шпат является основным компонентом. Взрывоопасные останки также разбросаны к востоку примерно на 300 км (190 миль), покрывая территорию в 70 000 км 2 (27 000 квадратных миль). Большая протяженность этого пирокластического отложения связана с низкой гравитацией Луны, так что гигантское взрывное извержение из CBVC смогло разнести обломки по площади, намного большей, чем это было бы возможно на Земле.

Rilles

Это длинные узкие углубления на лунной поверхности, напоминающие каналы . Их точное образование еще предстоит определить, но, вероятно, они были сформированы разными процессами. Например, извилистые борозды меандра в криволинейной траектории , как пожилые реки и , как полагают, представляют собой лавовые каналы или остатки разрушенных лавовых труб. Обычно они выходят из небольших ямок, которые, как полагают, были жерлами вулканов. Долина Шротера между Mare Imbrium и Oceanus Procellarum — самый большой извилистый канал. Другой яркий пример — Рима Хэдли , образовавшаяся почти 3,3 миллиарда лет назад.

Дугообразные бороздки имеют плавную кривую и встречаются по краям темных лунных морей. Считается, что они образовались, когда потоки лавы, создавшие кобылу, охладились, сжались и затонули. Они встречаются по всей Луне, яркие примеры можно увидеть у юго-западной границы Mare Tranquillitatis и на западной юго-восточной границе Mare Humorum.

Воздействия

Анализ образцов лунной магмы, извлеченных миссиями Аполлона, показывает, что вулканизм на Луне создал относительно толстую лунную атмосферу в течение 70 миллионов лет между 3 и 4 миллиардами лет назад. Эта атмосфера, образованная газами, выброшенными в результате извержений вулканов на Луне, была вдвое толще атмосферы современного Марса . На самом деле было высказано предположение, что эта древняя атмосфера могла поддерживать жизнь, хотя никаких доказательств существования жизни найдено не было. В конце концов, древняя лунная атмосфера была унесена солнечными ветрами и рассеяна в космосе.

Частичное таяние лунной мантии и размещение базальтов , вызванных наводнением Oceanus Procellarum, могло вызвать наклон оси Луны 3 миллиарда лет назад, за это время лунные полюса сместились на 125 миль (201 км) к своему современному положению. Это полярное блуждание обусловлено отложениями полярного водорода, которые противоположны друг другу и одинаково смещены от каждого полюса по противоположным долготам.

Недавняя активность

В 2014 году НАСА объявило о «широко распространенных свидетельствах молодого лунного вулканизма» на 70 неправильных кобылах, обнаруженных Лунным разведывательным орбитальным аппаратом, возраст некоторых из которых составляет менее 50 миллионов лет. Это повышает вероятность гораздо более теплой мантии Луны, чем считалось ранее, по крайней мере, на ближней стороне, где глубокая кора существенно теплее из-за большей концентрации радиоактивных элементов. Незадолго до этого были представлены свидетельства того, что базальтовый вулканизм моложе на 2–10 миллионов лет внутри кратера Лоуэлл , расположенного в переходной зоне между ближней и дальней сторонами Луны. Изначально более горячая мантия и / или локальное обогащение мантии тепловыделяющими элементами может быть причиной продолжительной активности также на дальней стороне Восточного бассейна.

Источник