Луна необходима геологам

К. Флоренский

Геология сейчас находится на такой ступени, когда для создания общей теории формирования, развития и строения Земли, а также происхождения полезных ископаемых необходимы данные о составе и строении глубоких земных недр, о самых ранних этапах существования нашей планеты.

Именно в то время, когда еще только формировалась Земля, закладывались основные структурные элементы ее коры, которые в дальнейшем лишь развивались и усложнялись. Однако современной технике пока недоступно прямое изучение подкоркового земного вещества, и наше знание глубин Земли напоминает человека, покупающего арбуз, который можно только осмотреть, взвесить, поцарапать ногтем, постукать, но все же ошибиться в качестве содержимого.

В то же время геологические процессы имеют настолько циклический характер развития с почти замкнутым кругооборотом вещества, что представления об изначальном выносе первичного материала из глубин складываются самые различные.

При циклических геологических процессах вещество, находящееся на поверхности Земли, захороняется в осадках и метаморфизируется или, просачиваясь в глубину вместе с водой, затем вновь появляется на поверхности. Это бывает, например, при размывании образовавшихся гор или выходах подземных вод.

В ряде случаев очень трудно решить, являются ли такие продукты действительно ювенильными, т.е. впервые вынесенными из глубин Земли, или они были только захоронены и вышли на поверхность в следующем геологическом цикле. Так, геологи много лет спорят о том, можно ли считать граниты продуктом метаморфизма осадочных пород, каково происхождение нефти, воды при извержении вулканов и ряда других образований.

Вот почему взоры геологов обращены к Луне и другим планетам, которые теперь можно изучать с помощью космической техники. Для геологов появилась возможность с небывалой ранее определенностью судить об общих законах строения и истории развития планет. Ведь давно установлено, что Земля - это космическое тело, развитие которого управляется общими для всех планет физико-химическими закономерностями. Теперь стирается ранее непроходимая грань между геологами, изучавшими только Землю, и астрономами, наблюдавшими за небом. Создается фактически новая специальность планетологов, способных сопоставлять течение геологических процессов на разных телах Солнечной системы и делать выводы, необходимые для познания Земли.

Вспомним, что «Луной-16» впервые была осуществлена посадка на ночную сторону нашего спутника, автоматический забор горной породы, взлет с поверхности Луны и доставка ценнейшего груза на Землю. Место посадки «Луны-16» находилось на крайнем востоке видимого полушария Луны, в Море Изобилия. Этот участок отличается сравнительно спокойными условиями образования и носит следы простого опускания поверхности, без катастрофического изменения изрезанной бухтами линии, «берегов», затопленных излияниями лавы.

Место посадки «Луны-17» было выбрано на крайнем северо-западе видимого полушария Луны, почти в 4000 км от прилунения «Луны-16». Оно находится в северо-западной части Моря Дождей, поблизости от Залива Радуги. Это место - классический тип круглого «моря», окаймленного береговыми горными хребтами, изрезанного целой системой мощных трещин. У сторонников метеоритной теории оно является излюбленным примером катастрофического происхождения - его связывают с падением крупного астероида.

Управляемая с Земли передвижная лунная лаборатория - «Луноход-1», проработавшая на поверхности луны около года и прошедшая там более 10 км, позволяет детально рассмотреть микрорельеф и изменения в характере и составе грунта в естественном его залегании на значительном расстоянии от места посадки. Таким образом, если посадка «Луны-9» доставила на Луну «глаза» человека, а «Луна-16» - его «руки», то «Луна-17» - это «ноги», способные шагать по поверхности и дающие возможность видеть, что находится на пути.

Колонка грунта, доставленная с поверхности Луны (фото на стр. 63), - мелкозернистая смесь-реголит. Этот термин обозначает рыхлую породу независимо от ее состава и происхождения. Примерами реголитов на Земле могут служить и почвы, и ледниковые морены, и пески, и щебни пустынь, и вулканические пеплы разного состава. Изучая реголит, можно решать вопрос о типе материнской глубинной породы, из которой он происходит, и о тех процессах на поверхности, которые сформировали его современный облик.

Значительная часть зерен лунного реголита относится к материнским горным породам лунных морей. Это магматические горные породы базальтового типа; среди них встречаются как темные мелкозернистые излившиеся породы, застывшие вблизи поверхности, так и очень светлые крупнозернистые габброидные разности, образовавшиеся на значительной глубине.

Такой их состав говорит о том, что реголит Луны происходит от смешения горных пород, образовавшихся в разных местах и перенесенных в раздробленном виде. Наибольший интерес представляет принципиальная близость коренных горных пород «морей» Луны к земным горным породам базальтического типа.

Так, близость лунных и земных пород по содержанию в них радиоактивных элементов и по всем другим показателям доказывает, что равнины лунных «морей» образованы крупнейшими излияниями вулканической лавы и что образование коры планет идет по одному типу с Землей: путем выплавления наиболее легкоплавкой части, как это и предположили академик А. П. Виноградов и его сотрудники.

Однако ко времени кристаллизации «морских» горных пород Луна уже потеряла основную часть летучих соединений (вода, углекислый газ) и лунный вулканизм в это время в основном имел характер спокойных излияний дегазированных лав.

Другой тип частиц лунного реголита отражает поверхностные процессы, которые имели место во время его дробления и позднее. При этом происходило уплотнение лунного вещества, спекание мелких частиц в агрегаты очень своеобразной формы, оплавление и шлакование частиц. Встречаются застывшие капельки полностью расплавленных пород в виде разнообразных шариков, очень напоминающих формы, известные на Земле как шарики космического происхождения. Пока еще нет единого взгляда на природу этого процесса, но, как можно думать, наиболее вероятным путем такого оплавления являются метеоритные и микрометеоритные удары, дробящие и плавящие поверхность Луны.

Вообще долголетний спор сторонников вулканической и метеоритной гипотез строения поверхности Луны должен перейти в новую фазу: по-видимому ограниченно правы как те, так и другие, но в истории Луны следует выделять несколько фаз развития, в которых преобладают то эндогенные, то экзогенные факторы.

Уже теперь, когда остается еще неясным геологическое строение материков Луны, можно предположить три стадии развития спутника Земли.

1. Догеологическая стадия формирования небесного тела из холодного пылевого облака закончилась мощной метеоритной бомбежкой, сила ударов которой возрастала по мере роста планеты. Тепловая энергия ударов быстро рассеивалась в окружающее пространство, и поэтому планета не могла прогреться целиком. Однако каждая частица падающего вещества существенно нагревалась и теряла летучие компоненты, концентрировавшиеся у поверхности растущей планеты. На Земле этот процесс дал начальную атмосферу и гидросферу, а сравнительно маленькая Луна не могла удержать молекулы легкого вещества, и они рассеялись в космическом пространстве.

2. Магматическая, или вулканическая, стадия началась после накопления радиогенного тепла и сопровождалась мощными базальтовыми излияниями, проплавлявшими тело планеты по принципу зонного (частичного) плавления, предложенного академиком А П Виноградовым На Луне такие излияния, образовавшие обширные лавовые «моря», по-видимому, господствовали несколько миллиардов лет назад

3. Экзогенная стадия, в которой роль внутренней энергии планеты угасает и основное значение приобретают внешние воздействия И хотя существуют убедительные доказательства вулкано-тектонического происхождения некоторых «послеморских» кратеров Луны, а также указания на продолжающуюся активность отдельных крупных кратеров, громадное количество мелких кратеров Луны, несомненно ударного (метеоритного) происхождения

Рис.2. Участок лунной поверхности, отснятый в августе 1969 г советской межпланетной станцией «Зонд-7»

Любопытно сопоставить основные исторические вехи развития Земли и Луны

Наиболее известная геологическая история Земли, начиная с кембрия, составляет около 600 млн лет Более отдаленные времена относятся, если можно так выразиться, к геологической археологии, которая оставила лишь обрывки геологической летописи

Вся послекембрийская история - это по существу современный период развития Луны, в течение которого ее облик, по-видимому, в основных чертах оставался неизменным Органическая жизнь на Земле возникла, как обычно сейчас считают, 2,5-3,5 млрд лет назад - это соответствует периоду массовых лавовых излияний на поверхности Луны и образования лунных морей

Рис.2

Наконец, абсолютный возраст некоторых пород, находящихся на поверхности Луны, определен до 4,6 млрд лет, то есть относится к самым начальным стадиям развития земной коры и, возможно, ко времени формирования материков Луны - ее первичной поверхности.

Формирование реголита в ходе метеоритной бомбардировки поверхности Луны - это очень медленный процесс изменения пород лунной поверхности, длившийся миллионы лет. Об этом свидетельствует высокая насыщенность его инертными газами космического происхождения, появляющимися в грунте под воздействием солнечного ветра и космического излучения

Можно спросить, почему же не накапливается большого количества метеоритного вещества в грунте Луны?

Дело в том, что при сверхскоростном ударе метеорита происходит взрыв, образующий кратер, который в сотни раз больше метеорита. При этом незначительная часть вещества, которая все же может превысить вес самого метеорита, выбрасывается с такой скоростью, что способна покинуть поле тяготения Луны, а некоторые другие осколки могут образовать вторичные кратеры Поэтому накопление метеоритного вещества на Луне идет очень медленно. А это в свою очередь заставляет думать, что общая масса Луны не прибавляется, а даже несколько уменьшается, так как метеоритная эрозия захватывает все более глубокие слои лунных пород.

Таким образом, мы видим, как тесно переплетаются между собой вопросы земной геологии и вопросы строения и развития Луны. Можно не сомневаться, что дальнейшее развитие космической техники позволит существенно повысить достоверность наших знаний о строении планет земной группы и истории их развития.

весьма высокой. Эти оба факта при их сопоставлении привели докладчиков-руководителей эксперимента к выводу, что активно происходящая на поверхности Луны микроэрозия в значительно большей мере, чем это предполагалось ранее, связана с воздействием солнечного ветра и приносимых им частиц, а также космических лучей галактического происхождения.