Наша ближайшая соседка - планета Луна

Луна - объект планетологии, о котором уже многое известно. В, образовании ее поверхности, по-видимому, очень большая роль принадлежит вулканической деятельности. Каковы же могут быть отличительные черты лунного вулканизма?

Напомним вначале, что представляет собой Луна. Спутница Земли - шарообразное тело диаметром около 3500 км. Масса ее в 82 раза меньше земной. Средняя плотность Луны (3,33 г/см³) значительно ниже средней плотности Земли (5,52 г/см³). Сила тяжести на Луне в шесть раз меньше земной; именно поэтому там не сохранились газы. Поверхность Луны твердая; рек и водоемов на ней нет. Наблюдаемые в телескопы темные гладкие участки, еще в средневековье получившие названия «океанов» и «морей», соответствуют обширным ровным и гладким площадям - плато и равнинам (рис. 28). Более светлые - повышенные участки лунного рельефа называются континентами. Они покрыты горами. Часть лунных хребтов получила земные названия - Карпаты, Кавказ, Апеннины.

Рис. 28. Гористая поверхность Луны (первая четверть)

Происхождение, строение и рельеф Луны привлекают все большее внимание геологов, астрономов и географов. Большая работа о строении видимой стороны Луны выполнена около 20 лет назад советским ученым А. В. Ха-баковым. Насколько велики успехи в изучении Луны, можно судить по тому, что в 1960-1961 гг. американский геолог Р. Хэкман составил схематическую лунологическую карту масштаба 1 : 3 800 000, а для района кратера Коперника - масштаба 1 : 1 000 000. На картах показаны разновозрастные горные породы и некоторые структуры лунной коры. В 1963 г. советский геолог Ю. А. Ходак использовал телефотографии Луны, полученные советской автоматической межпланетной станцией, и наметил главные структурные элементы для невидимой стороны Луны.

Из каких же пород может состоять лунная поверхность? Некоторые сведения об этом можно получить по снимкам Луны в инфракрасных, не видимых человеческим глазом лучах. Изучение этих снимков привело к предположению, что горные породы Луны способны светиться (люминесцировать) под влиянием ультрафиолетовых лучей Солнца. Какие же выводы можно сделать из этого предположения?

Исследование кристаллических пород Земли показало, что часть из них под воздействием ультрафиолетовых лучей светится. Наблюдается свечение пород, пересеченных трещинами, заполненными нефтью или продуктами ее изменения - битумами. В других случаях свечение вызывается редкометальными минералами, содержащими радиоактивные элементы. На Луне люминесценция должна быть значительно сильнее, чем на Земле. Там нет атмосферы, которая ослабляет действие ультрафиолетовых лучей (именно они и вызывают свечение пород). Ученые считают, что люминесцирующие лунные породы обогащены битумами либо редкоземельными минералами, либо теми и другими вместе. Согласно первому предположению можно считать, что трещины, заполненные продуктами изменения нефти, соответствуют глубоким разломам Луны, по которым с глубин удалялись углеводороды. Одним из таких участков, богатых разломами, являются окрестности кратера Тихо, в районе которого люминесценция весьма сильна.

В. В. Шаронов предпринял интересную попытку определить состав лунных горных пород, сравнивая их яркость («светлоту») и цвет, определенные при помощи точных приборов, с яркостью и окраской земных пород. Оказалось, что ни одна из групп земных пород не похожа на лунные по яркости и окраске одновременно.

Однако это вовсе не означает, что лунные породы не имеют ничего общего с земными. Близ поверхности горные породы Луны могли измениться под влиянием космических» лучей. Дело в том, что лучи, проникая внутрь молекул, вызывают их ионизацию, разрушение и изменение внутреннего строения вещества. Кроме того, поверхность Луны, по мнению В. В. Шаронова, покрыта плащом из пылеватого материала, который частично возник путем выветривания в минувшее время, когда на Луне была атмосфера, а главным образом образовался за счет падения метеоритов. При ударе метеорита о поверхность Луны механическая энергия удара превращает в пыль не только само упавшее небесное тело, но и значительно превосходящую его по массе часть лунных пород. Пылевой материал оседает и покрывает поверхность Луны слоем переработанных продуктов, цвет которых отличается от окраски исходного вещества. Такой пылевой покров порист и ноздреват, обладает ничтожной теплопроводностью.

Для изучения состава пород лунной поверхности были также использованы данные о поляризации света. Солнечный свет сам по себе неполяризован, то есть электрические колебания происходят по всем направлениям, перпендикулярным к лучу. Но при отражении солнечного света возникает поляризация, колебания происходят уже в определенной плоскости. Известно, что степень поляризации зависит от структуры отражающей поверхности - у гладкой она полная, у шероховатой - частичная. Изучение поляризации лунной поверхности показало, что свойства ее сходны с особенностями пористых, губчатых вулканических лав.

Долгое время единственным источником наших знаний о Луне был анализ световых волн, которые она отражает. Однако с совершенствованием научной аппаратуры стало возможным улавливать не только видимый свет, дающий сведения о строении поверхности, но и невидимые для глаза другие электромагнитные колебания. В 1946 г. было обнаружено, что Луна излучает радиоволны. Для планетологов эти радиоволны представляют особый интерес: с их помощью можно заглянуть в глубину Луны.

Дело в том, что с различных слоев Луны до нас доходят волны различной длины. Радиоастрономические исследования, проведенные в 1963 г. группой ученых под руководством В. С. Троицкого, показали, что вещество, слагающее поверхность Луны на глубину в несколько десятков метров, - твердое и сильно пористое. Оно в два раза легче воды и, вероятно, похоже на пемзу. Эту горную породу назвали лунитом. На глубине около 30 м находится уже более плотное вещество, возможно, скальные породы.

Однако сопоставление даже этих немногих данных о природе вещества верхних частей Луны обнаруживает противоречия. Ничего удивительного в этом нет, ведь речь идет о природе поверхности небесного тела, удаленного от Земли на сотни тысяч километров.

Луна не имеет воздушной оболочки. По-видимому, и в прошлом плотной атмосферы у нее не было. В. этом отношении Луна - своеобразное «обнаженное» космическое тело, кора ее ничем не защищена от влияний колебаний температуры, космических лучей и падения метеоритов. Однако эти космические влияния не в состоянии соперничать с такими действенными земными факторами, как длительное воздействие воздуха и воды, механическое и химическое выветривание и другие способы разрушения горных пород и переноса их обломков. В целом поверхность Луны совершенно не похожа на современную поверхность Земли. Луна и Земля как бы находятся на разных стадиях развития.

На Луне все сохраняется нетронутым с момента образования. Поверхность хранит первозданные черты. Она словно консервируется в том виде, какой имела во время образования своих форм. В этом смысле Луна - своеобразный му.ъей древностей.