Тайны Луны

Глава 3
ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛУНЫ

С января 1959 года, когда космические аппараты стали доставлять на Землю информацию о Луне, человечество сделало огромный скачок в исследовании этого объекта.

Космическая техника позволила ученым уточнить характеристики естественного спутника Земли, наметить пути изучения его природы, что способствовало дальнейшему развитию различных научных отраслей, в том числе и астрономии.

В настоящее время наиболее целесообразный путь для продолжения исследований Луны заключается в оптимальном соотношении так называемых прямых (или космических) методов (когда изучаются отдельные места на поверхности Луны) и дистанционных (астрономических, радиолокационных и других) методов (когда изучаются значительные по масштабам области).

Что же нового узнало человечество за последние десятилетия о загадочной Луне?

На Луне, как уже говорилось, выделяются два основных типа геологических и геометрических образований — «материки» и «моря». «Материки» — это светлые области с неровным гористым рельефом, возвышающиеся на 1–2 километра над прилегающими равнинами более темных лунных «морей». При общей площади лунного шара в 38 миллионов квадратных километров около 85 процентов его поверхности приходится именно на «материки». Поверхность «материков» испещрена кратерами — от нескольких миллиметров и сантиметров до десятков и сотен километров в диаметре. В тоже время «моря» — это относительно ровные участки поверхности асимметричной формы, расположенные в основном на видимом полушарии и занимающие около 40 процентов его поверхности.

Данные говорят о том, что наиболее активный период лунный истории, завершившийся формированием существующего ныне облика Луны, продолжался около 1,5 миллиарда лет. Образцы лунного грунта, доставленные на Землю, являются продуктами химической дифференциации, которая происходила около 4,6 миллиарда лет назад.

Древнейшие лунные провинции — «материки» — сложены, в основном, из анортозитов, то есть глубинных горных пород. Их плотность примерно 2,9 г/см³, что несколько меньше средней плотности Луны (3,34 г/см³). Лунные «моря^представляют собой равнины, заполненные застывшей базальтовой лавой. Они расположены в депрессиях материковой коры, объяснение происхождения которых является сегодня проблематичным, но по крайней мере часть из них связывается с падением на Луну крупных астероидных тел. Средняя плотность морских базальтов почти равна средней плотности Луны — 3,3 г/ см³, что позволяет сделать вывод о прямой связи базальтовых пород с глубинным веществом Луны.

Помимо морских и материковых пород в некоторых областях Луны обнаружены фрагменты с окраской менее светлой, чем анортозиты, — нориты. Нориты, вероятней всего, заняли в результате дифференциации среднее положение между пластами анортозитов. и морских базальтов, которые выходили на поверхность в виде истекающих из лунных недр лав.

Сравнение возраста пород из различных районов Луны показывает, что самые древние «моря» возникли около 3,6–3,7 миллиардов лет, а самые молодые из них — около 3 миллиардов лет назад. Эпоха образования «морей», которая завершилась, как считается, около 3 миллиардов лет назад, вероятно, была последним актом глобальных преобразований лунной поверхности. В дальнейшем главная роль принадлежала внешним факторам. Не исключено, что выход лав на поверхность начался после ударов крупных метеоритных тел, нарушивших верхнюю твердую оболочку Луны.

Характерной особенностью лунного рельефа являются горы. Если лунные «моря» — это пустынные, каменистые, без признаков влаги низменности, то горы на Луне самые настоящие. Там насчитывается семнадцать горных цепей, весьма схожих с земными, и более ста тысяч кольцевых гор, которые астрономы называют, как уже говорилось, кратерами и цирками, некоторые из них достигают в поперечнике ста и больше километров. Например, горы у Южного полюса Луны поднимаются над уровнем поверхности на 10 километров. Величайшую из земных горных вершин — Джомолунгму (или Эверест), расположенную в Гималаях, они превышают более чем на один километр.

Нужно сказать, что темные пятна более ровных лунных «морей» занимают меньшую часть поверхности Луны. Соотношение морских и материковых районов для лунного шара составляют 1:6. «Моря» в основном концентрируются на обращенном к Земле полушарии. На обратной стороне имеются лишь два небольших «морских» участка — Море Восточное и Море Москвы, на долю которых приходится всего лишь 3 процента площади.

Однако отсутствие на обратной стороне Луны «морей», как говорится, уравновешивается наличием огромных впадин. Эти впадины были названы учеными талассоидами, что в переводе с греческого языка означает «мореподобные».

Талассоиды, как было установлено, имеют округлую форму, а в их центре находится довольно ровная плита, которая может иметь как светлое материковое, так и темное морское покрытие. Примером таких образований на видимой стороне Луны являются Море Нектара и Море Гумбольдта. Впрочем, наиболее характерные талассоиды все же находятся на ее обратной стороне; самые крупные из них получили названия — Королев и Герцшпрунг.

Несколько слов хотелось бы сказать о кратерах с лучевой структурой. Раньше ученые предполагали, что светлые лучи, расходящиеся из многих кратеров, — это молодые образования насыпного характера. Однако на сделанных космическими аппаратами фотоснимках светлые полосы распадаются на мелкие кратеры, в основном типа кратеров — лунок. Вероятней всего, это вторичные кратеры, созданные осколками пород, разлетавшимися при образовании первичных кратеров. Повышенная плотность малых кратеров явно свидетельствует в пользу их ударного происхождения.

Кроме крупных структурных деталей Луны («морей», «континентов», талассоидов, гор и кратеров), которые и раньше наблюдались с Земли, теперь ученые могут изучать более мелкие поверхностные элементы. В первую очередь это множество небольших кратеров, имеющих различную форму, размеры и происхождение. Среди них нетрудно выделить молодые и старые, то есть уже разрушенные кратеры. На «континентах» в среднем приблизительно в 30 раз больше кратеров, чем в «морях», хотя последние по возрасту моложе первых лишь на 0,5 миллиарда лет.

К настоящему времени практически вся поверхность Луны покрыта «чехлом» мелкозернистого обломочно-пылевого материала — реголита, который состоит из осколков магматической породы, шлакообразных частиц неопределенной формы и сфероидальных образований, представляющих капли расплавленной магматической породы.

Мощность реголитового слоя в районах «морей» колеблется от 4 до 8 метров, а в материковых местах — от 4 до 12 метров. При периодической бомбардировке микрометеоритами частицы реголита перемещаются и перемешиваются. Ниже слоя реголита расположены спекшиеся, сцементированные обломки различного состава — брекчии. Они покоятся на пластах монолитного материала, который в верхней своей области рассечен множеством трещин, а ниже переходит в сплошную скальную породу лунной коры.

Прочность лунного реголита, как свидетельствуют, например, данные, полученные советскими самоходными лабораториями «Луноход-1» и «Луноход-2», оказалась различной на валах, склонах и днищах разных по профилю кратеров. С увеличением угла наклона лунной поверхности прочность верхнего слоя реголита уменьшается.

В отношении лунных камней можно сказать, что они обладают разными прочностными свойствами. Наибольшую прочность имеют обломки пород со свежими гранями и острыми ребрами. Камни же округленные и шероховатые имеют, как оказалось, незначительную прочность. «Луноход-1» и «Луноход-2» выявили и камнеподобные образования, имеющие наименьшую прочность и представляющие собой, по-видимому, слипшиеся частицы реголита.

Большую трудность всегда представляло определение окраски лунных ландшафтов. Одни исследователи говорили, что цвет лунной поверхности зеленый, другие считали его скорее серым или, на худой конец, темно-зеленым. Третьи настаивали на грязно-желто-зеленом цвете. Были и такие специалисты, которые склонялись в пользу буро-красного.

Изучение оптических свойств реголита, доставленного в земные лаборатории как пилотируемыми, так и автоматическими космическими аппаратами, привело к разгадке этого довольно странного «разнобоя» в оценке цвета лунной поверхности. Оказалось, что при углах зрения, близких к нормали, то есть к 90 градусам, реголит имеет зеленоватый оттенок. При увеличении же параметров угла в ту или иную стороны у реголита появляются и желто-бурый, и красно-бурый оттенки.

Как оказалось, масса Луны и отношение между массами Земли и Луны имеют очень важное значение в системе так называемых астрономических постоянных.

Запуски космических аппаратов к Луне и планетам Солнечной системы позволили ученым найти принципиально новый способ определения массы Луны в единицах массы Земли. В процессе траекторных измерений на основе «эффекта Доплера», то есть изменения длины волны при движении источника волн относительно их приемника, получают скорость движения космического аппарата относительно Земли.

В тоже время для определения положения аппарата в пространстве учитывают как собственную скорость движения Земли, так и скорость земного центра относительно барицентра, то есть общего центра масс двух небесных тел — Земли и Луны. Выделение этого последнего компонента в результате совместной обработки траекторных и астрономических данных и позволяет оценить относительную массу Луны. Подобные практические определения проводились неоднократно во время полетов космических аппаратов как непосредственно к Луне, так и в дальний космос.

По возмущениям траекторий космических аппаратов, движущихся в сфере притяжения Луны, можно также найти величину произведения постоянного тяготения (G = 6,672 × 10^-23 км³/с²г) на лунную массу, а затем вычислить и саму массу Луны. В качестве эфемеридной величины отношений массы Земли и Луны в 1976 году Международным астрономическим союзом было принято значение 81,3008 для системы астрономических постоянных. Эта величина соответствует среднему значению большой полуоси эллипса барицентрической орбиты центра массы Земли, равной 4670 километрам, то есть барицентр расположен внутри земного шара. При массе Земли, равной 5,974 × 10²⁷ граммов, масса нашего спутника Луны составляет 7,345 × 10²⁵ граммов.

Современные сведения о внутреннем строении Луны получены в процессе исследований ее гравитационного паля, сейсмичности и теплового потока, исходящего из лунных недр. В результате облета Луны космическими аппаратами ученые обнаружили подповерхностные избыточные массы — масконы (сокращение от английских слов «mass concentration» — «концентрация массы»).

В этой связи вспоминается случай, происшедший с американским космическим кораблем «Аполлон-10». Он уже совершил более 30 оборотов вокруг Луны, и два его астронавта уже готовились к посадке на Луну, когда отстыкованный посадочный модуль начал сильно раскачиваться. Это вынудило руководителей полета отменить запланированную посадку А позже выяснилось, что причиной резких гравитационных аномалий были лунные масконы.

Как правило, селенографическое положение масконов совпадаете круговыми лунными «морями». Однако, к сожалению, природа масконов в настоящее время еще недостаточно ясна. В частности, существует предположение, что каждый маскон представляет собой астероидное тело (по всей видимости, крупного железного метеорита), мощный удар которого явился причиной образования «моря». Возможно также, что масконы указывают на заполнение бассейнов «морей» лавами высокой плотности или, наконец, что масконы представляют собой своеобразные скопления тяжелых минералов. Природа масконов может быть выяснена лишь после получения дополнительной информации, так как высказанные выше гипотезы представляются достаточно спорными.

Построить вертикальный разрез Луны позволяют сейсмические исследования, согласно которым недра Луны, как и недра Земли, имеют зонально-оболочечное строение. При среднем радиусе Луны 1738 километров толщина ее материковой коры на обращенной к Земле стороне составляет около 60 километров, а на обратной — около 100 километров. Мощность морских базальтов, перекрывающих материковую кору, в разных местах различна и, вероятней всего, колеблется от 1,5 километра (район Тавр-Литтр) до 15–20 километров (район Моря Ясности).

Под корой до глубины 300 километров располагается лунная верхняя мантия. Слой от 300 до 900 километров глубины представляет собой среднюю мантию, за которой идет нижняя мантия. Нижняя граница мантии расположена на глубине около 1000 километров. В этой области локализуются источники «лунотрясений», мощность которых, как правило, невелика. «Лунотрясения» происходят каждый раз, когда Луна находится в перигее иди апогее своей орбиты. Кроме того, зарегистрирован еще 207-дневный, совпадающий с периодом возмущений Солнца цикл «лунотрясений», которые происходят относительно часто (600—3000 в год).

Как оказалось, сейсмические колебания, порожденные падением на лунную поверхность метеоритов и лунных отсеков кораблей «Аполлон», поглощаются в центральной области Луны. В связи с этим можно утверждать, что ее ядро частично расплавлено. Оно имеет около 350 километров в диаметре и вряд ли состоит из железа, так как вблизи Луны не замечено никаких возмущений в потоке солнечной плазмы, Следовательно, можно говорить лишь о силикатном, частично расплавленном ядре. По некоторым предварительным оценкам, температура его достигает 1500 °C.

Луна не является холодным безжизненным телом и в настоящее время В ее глубинах теплится жизнь. Теплый поток, исходящий из недр Луны, составляет около 1/3 теплового потока, поступающего из недр Земли. Средняя температура за цикл лунного дня и ночи на глубине 30 сантиметров от поверхности Луны практически постоянна и составляет около — 10 °C Температура в лунных недрах сначала очень быстро растет с глубиной (от 0 °C до 830 °C на 200-метровой глубине), а затем изменяется довольно медленно, достигая, как уже отмечалось, 1500 °C на глубине 1000 километров. В связи с этим можно предположить, что сегодняшний тепловой поток из недр Луны создается радиоактивными изотопами.

Измерения параметров орбит искусственных спутников Луны помогли воссоздать структуру лунного гравитационного поля, которое, как выше отмечалось, отличается от сферического. Оно сплюснуто у полюсов, сильно вытянуто над обратным полушарием Луны и слегка над северной частью ее видимого полушария. Результаты исследований свидетельствуют о том, что такие гравитационные аномалии вызываются наличием на Луне масконов…

Что касается магнитного поля Луны, то, по оценкам ученых, оно весьма слабое и составляет примерно 0,1 процента магнитного поля Земли.

Кстати, первые данные о существовании этого поля поступили с советской космической станции «Луна-2», а портативный магнитометр американского космического корабля «Аполлон-16» зафиксировал напряженность до величины 327 гамм, то есть на два порядка больше, чем это ожидалось по результатам измерений с окололунных орбит.

Несмотря на это, высокую напряженность магнитного поля объясняют остаточным магнетизмом лунной коры. Согласно гипотезе американского ученого Г. Юри, наша Луна когда-то имела сильное магнитное поле, которое впоследствии утратила в результате резких внутренних термических изменений.

Действительно, исследования Луны показывают, что остывание и кристаллизация ее пород происходили в магнитном поле, напряженность которого могла достигать максимального значения, равного 3 тысячам гамм (кстати, напряженность магнитного поля Земли на экваторе в настоящее время составляет 31 тысячу гамм).

Поскольку Луна, как было сказано выше, не обладает железным ядром, то лунный магнетизм, как считают сегодня многие ученые, имеет все же внешнее происхождение. Однако этот вопрос еще недостаточно изучен.

В связи с тем, что масса Луны примерно в 80 раз меньше, чем масса Земли, а величина гравитационного лунного поля очень мала, атмосфера в земном понимании у Луны практически отсутствует. Скорее можно говорить о сильно разреженной газовой оболочке.

Эта оболочка, как было установлено, «питается» в основном за счет трех источников:

— дегазации лунного вещества (особенно в дневное время лунных суток),

— дегазация разреженного газа солнечного ветра,

— испарения вещества при сверхзвуковых ударах метеорных тел.

Измерения на лунной поверхности показывают, что вскоре после захода солнца и в течение всей лунной ночи давление составляет 10^-12 миллиметров ртутного столба при температуре 100° Кельвина. Лунным днем давление поднимается до 10^-10 миллиметров ртутного столба при температуре 300° Кельвина. Плотность газовой оболочки Луны настолько мала, что пространство надлунной поверхностью можно считать экзосферой. Это — самый верхний слой планетной атмосферы, из которого свободно диссипируют молекулы.

Наибольшая плотность лунной атмосферы наблюдается в ночное время (в пересчете на плотность у поверхности 2 × 10⁵ см^-3). В дневное время лунных суток концентрация газов соответственно падает до 10⁴ см^-3. Эта величина составляет всего лишь 10—1³ концентрации молекул газов в земной атмосфере, но все же на три-четыре порядка больше концентрации частиц в солнечном ветре в районе Земли. Основными компонентами лунной атмосферы являются прежде всего водород, гелий, неон и аргон.

Говоря об атмосфере и гравитационном поле Луны, нельзя не коснуться вопроса о возможности создания на ней обсерваторий. О Луне как о своеобразном «астрономическом рае» ученые мечтали очень давно. Действительно, на Луне нет почти никакой атмосферы, которая своими колебаниями, непрозрачностью в обширном диапазоне дайн волн, облаками и пылью искажала бы объект наблюдения; а слабая сила тяжести, казалось бы, позволяет создавать гигантские (в земных понятиях) телескопы и т. д. Однако вся эта радужная перспектива оказывается под большим вопросом.

Условия астрономических наблюдений на Луне были специально изучены с помощью советского самоходного аппарата «Луноход-2». Он был оборудован особым прибором — астрономическим фотометром, предназначенным для измерения яркости лунного неба. С 16 января по 30 марта 1973 года состоялось двенадцать сеансов связи с этим фотометром (девять из них в условиях лунной ночи и один в так называемых лунных сумерках).

В результате обработки полученных с Луны данных выяснилось, что вопреки ожиданиям свечение как дневного, так, кстати, и ночного лунного неба оказалось заметно выше предполагаемого. Столь яркое свечение, возможно, было вызвано рассеянной в пространстве лунной пылью, которая образовалась в результате бомбардировки лунной поверхности метеоритами.

Эти частицы рассеивают не только солнечный свет, но и отраженный свет от Земли. Дело в том, что наша планета в лунном небе — это достаточно большое светило, которое в сорок раз ярче, чем полная Луна в небе Земли. Все эти моменты делают вопрос создания на Луне землянами обсерваторий очень и очень проблематичным.

Изучение лунного грунта, доставленного на Землю из разных районов видимой поверхности Луны советскими автоматическими станциями «Луна-16», «Луна-20» и «Луна-24», а также шестью американскими пилотируемыми аппаратами серии «Аполлон», показало, что породы в морских и в материковых районах существенно отличаются друг от друга.

К настоящему времени описано более 50 минералов, содержащихся в лунных породах. Кроме того, около 40 недостаточно охарактеризованных минеральных фаз нуждаются в дополнительном изучении. Следует заметить, что в земной коре известно более двух тысяч минералов. Относительно ограниченное число минералов в лунных породах связано с тем, что на Луне практически нет воды, летучих компонентов и кислорода, а все это и обуславливает как безводный, так и восстановительный характер минералообразования.

Основные сведения о химическом составе и физико-механических свойствах лунного вещества получены в результате изучения пород поверхностного слоя. При этом лунный грунт детально исследовался как в естественном состоянии, так и в лабораторных условиях на Земле.

В лунном веществе было найдено, например, химически чистое, не окисляющееся железо, которое в земных условиях получить довольно трудно. Лунные образцы, как оказалось, содержат много известных минералов, но было найдено и три новых, то есть не встречающихся на Земле. Один из них в честь американских астронавтов «Аполлона-11», первыми опустившимися на Луну, Армстронга, Олдрина и Коллинза, назван армолколлитом.

Самый верхний слой Луны состоит из слабо связанных, мелких фрагментов. В морских районах средний размер отдельных лунных зерен составляет 0,08—0,10 миллиметра, а в материковых местах — около 0,07—0,08 миллиметра. Верхний слой (реголит) вплоть до глубины нескольких миллиметров представляет собой рыхлый пылевидный порошок. Ниже к нему примешиваются осколки скальных пород различных размеров.

Структура поверхностного слоя характеризуется высокой степенью пористости. Даже на глубине 35 сантиметров пористость достигает 50–60 процентов. Это объясняется тем, что около 40 процентов частиц мелкой фракции представляют собой брекчии — сцементированные, спекшиеся структуры сложной формы. Среди более крупных фрагментов брекчии составляют 15–20 процентов от общего числа зерен.

В верхнем слое грунта были обнаружены многочисленные стеклянные зерна сферической или гантелевидной формы. Размер их не превышает 20 микрон, а по весу они составляют всего лишь 0,01 процента. Однако на каждый килограмм лунного грунта приходится около 40 тысяч подобных частиц. Эти стеклянные зерна и придают лунному грунту своеобразный искрящийся блеск.

Ученые изучили доставленные на Землю образцы лунного грунта: их химический состав, структуру, степень дисперсности, физико-механические свойства и т. д. Отдельно удалось проанализировать и обнаруженные в лунном грунте стеклообразные шарики, которые, как считается, могли образоваться при частичном расплавлении лунного грунта в момент удара микрометеоритов.

Лабораторные исследования выявили различия в составе образцов даже из одного и того же района Луны. Однако ученые выделили ряд наиболее характерных для данного района образцов, которые сходны по составу с образцами других участков лунной поверхности.

В таблице 3, взятой нами из работы Викторова С. В. и Чеснокова В. И., приведены данные о химическом составе нескольких типичных образцов лунного грунта, доставленного на нашу планету по программам «Луна» и «Аполлон» как из морских, так и из материковых районов Луны.

Суммарное содержание в лунном грунте элементов, приведенных в таблице 3, а также фосфора, серы и хрома обычно составляет приблизительно 99 процентов. В количестве от 0,1 процента до 0,02 процента в грунте присутствуют также цирконий, барий, никель, иттрий и, стронций. В еще меньших количествах обнаружены ванадий, ниобий, кобальт, медь, рубидий, углерод и некоторые другие химические элементы.

Ученые выявили общие закономерности строения всей лунной поверхности, различия морских и материковых районов, а также сходный характер образования и эволюции разных «морей» независимо от местоположения того или другого исследованного района поверхности.

Определение абсолютного возраста образцов лунных пород позволило создать примерную шкалу времени формирования глобальных регионов Луны.

Оказалось, что геологический возраст (другими словами, время кристаллизации) исследованных образцов находится в пределах от 3,2 до 4,6 миллиарда лет. Образцы из морских районов имеют возраст 3,2–3,6 миллиарда лет, а из материковых или континентальных мест — 3,9–4,0 миллиарда лет, В то же время возраст поверхностного слоя (реголита) и некоторых отдельных образцов лунной породы оказался равным 4,5–4,6 миллиарда лет Все эти и некоторые другие данные позволяют составить вполне определенное представление об истории развития Луны.

Однако самыми важными и принципиальными для ученых оставались проблемы, связанные с происхождением и дальнейшей эволюцией Луны, которые мы рассмотрим ниже…

До начала исследований Луны с помощью космических аппаратов в научном мире обсуждались три основные группы гипотез ее происхождения, смысл которых сводится к следующим постулатам:

— отделение Луны от Земли,

— захват Луны земным тяготением с другой орбиты,

— образование Луны в едином процессе с Землей.

Одна из первых гипотез происхождения Луны была предложена в 1879 году английским астрономом Джорджем Дарвиным, который являлся вторым сыном известного ученого Чарлза Дарвина. Дж. Дарвин, занимавшийся изучением морских приливов, для подтверждения своей гипотезы использовал математические расчеты и геофизическую теорию.

В те времена считали, что Земля начала свое существование в виде горячей жидкой массы, а Луна — это отделившаяся от первичного земно-лунного тела «капля», то есть часть его массы, которая после остывания и стала Луной. Причем даже указывалось предполагаемое место такого отрыва — бассейн теперешнего Тихого океана.

Считалось, что механической основой первой гипотезы являлось представление о возможности плавного разделения вращающегося жидкого тела. Однако это положение было в свое время опровергнуто теоретическими расчетами известного русского математика А. М. Ляпунова, после чего эту теорию стали считать маловероятной. Сторонники же гипотезы Дж. Дарвина приводят в ее подтверждение в основном космохимические доводы, преднамеренно умалчивая о других химических данных, которые с ней, скажем прямо, очень плохо согласуются.

В разных вариантах эта теория была трижды воскрешена в XX веке. Одна из таких гипотез, в частности, приписывала крупному протопланетному объекту слишком большой угловой момент вращения и получила известность как гипотеза отделения и коагуляции.

Однако все варианты этих гипотез оказались несостоятельными при объяснении существующего расстояния в системе «Земля — Луна», а также необычайно большого углового момента этой системы. Если эта первая гипотеза была бы верна, то получалось, что в прошлые времена прото-Земля должна была иметь в четыре раза больший угловой момент, чем имеет его в настоящее время вся система «Земля-Луна». Период же обращения такой системы должен был составлять всего лишь, четыре часа, но эта величина кажется нереальной.

Различные программы космических исследований Луны также «сработали» против гипотезы отделения и коагуляции. При внешне кажущемся сходстве Земли и Луны их никоим образом нельзя назвать «близнецами». Если бы Луна образовалась из мантийно-корового вещества прото-Земли, то элементный состав этих двух небесных тел был бы идентичен. Однако лунная кора, как оказалось, очень бедна такими элементами, как фосфор, кобальт, молибден, никель и вольфрам. И напротив, она очень богата так называемыми тугоплавкими элементами и окислами (алюминия, кальция, магния, титана и т. п.).

В заключение хотелось бы сказать, что конференция, посвященная происхождению Луны, состоявшаяся на Гавайских островах в октябре 1984 года, после анализа всех имеющихся по этим вопросам данных поставила на этой теории крест.

Вторая гипотеза в своем обычном виде предполагает возможность захвата (в результате воздействия земного поля тяготения) готовой Луны при ее близком прохождении от Земли. Эта гипотеза была предложена австрийцем X. Гестеркорном в 1955 году Она постепенно привела специалистов к убеждению в том, что если Луна и была захвачена, то находилась она при этом всегда где-то рядом с Землей. Как предполагал X. Гестеркорн, это произошло около 2 миллиардов лет назад.

Самое интересное, что имеются факты (см. публикацию «Захват Луны…» в альманахе «Знак вопроса» № 2 за 1997 год), свидетельствующие о том, что Луна появилась на земной орбите относительно недавно… Об этом говорят, в частности, мифы народов нашей планеты. Скажем, у австралийских аборигенов и центрально-американских индейцев есть предания о том, как горящий предмет, что-то вроде гигантской кометы, становится Луной.

Кроме того, у китайцев известно предание о том, что существует некая планета, которая управляет временами года, месяцами и днями. И действительно, вызванное появлением на околоземной орбите Луны изменение наклона земной оси определяет в настоящее время смену времен года, а замедление вращения нашей планеты, вызванное лунными приливами, приводит к увеличению продолжительности земных суток. У многих других народов деление года на месяцы также производится в соответствии с фазами Луны.

К сказанному остается добавить, что у палеоазиатских народов и индейцев Северной Америки существуют предания о том, что раньше на Земле не было морских приливов и отливов, вызываемых Луной. А шаманы Бирмы утверждают, что и солнечных затмений некогда тоже не было.

Главный смотритель Александрийской библиотеки Аполлоний Родосский сообщал, что было время, когда Луны на небе не существовало. Об этом он узнал из рукописей III века н. э. «О долунном периоде».

Исходя из всех вышеперечисленных фактов, в том числе с учетом высказывания Аполлония Родосского, возможно приблизительно определить, когда могло произойти данное событие. Все данные говорят о том, что случилось оно 11–13 тысяч лет тому назад.

Но вернемся к обсуждению гипотезы.

Вероятность «сближения» двух небесных тел, о котором говорилось выше, является практически ничтожной. В связи с этим абсолютно неверно думать, будто бы гипотеза захвата позволяет объяснить различия в составе Земли и Луны, так как допускает образование Луны на ином, чем Земля, расстоянии от нашего дневного светила. В действительности эта гипотеза требует, чтобы наш естественный спутник сформировался в той же зоне, где образовалась и Земля.

Третьей гипотезой стало очень неудачное предположение о совместном образовании Земли и Луны. Эта гипотеза двойной планеты, или бинарная гипотеза, была основана на идеях немецкого философа И. Канта (1.724—1804) и французского физика П. С. Лапласа (1749–1827) и выдвинута рядом независимых исследователей.

Например, в 1950 году она была предложена известным советским ученым О. Ю. Шмидтом. Согласно версии О. Ю. Шмидта, Луна (так же как спутники некоторых других планет) аккумулировались в окрестностях растущей Земли. Это происходило из околоземного роя тел и частиц, непрерывно пополнявшегося в период формирования (холодного слипания) Земли, как говорится, полномочными «представителями» из околосолнечного роя тел и частиц. Такая схема образования нашего спутника позволяет объяснить те или иные различия в составе Земли и Луны.

Некоторые из вышеизложенных гипотез утратили свое значение для ученых, так как не были подтверждены фактами. Так, например, результаты геохимического исследования образцов лунного грунта почти не оставляют сомнений, что Луна и Земля могли возникнуть одновременно около 4,6 миллиарда лет назад и формировались в процессе аккумуляции твердых тел при низких или довольно умеренных температурах.

Следует заметить, однако, что среди разнообразных гипотез о происхождении Луны не появилось ни одной, которая объяснила бы угловой момент всей системы, а также малую плотность вещества Луны в сравнении с плотностью других планет с твердой поверхностью, например, Марса и Меркурия.

После анализа данных, полученных прямыми исследованиями Луны с помощью космических аппаратов, появилась гипотеза Большого удара…

В 1975 году геохимики Института по исследованию планет города Тайсон (штат Аризона, США), Уильям Хартман и Дональд Дэвис, разработали теорию происхождения Луны в результате столкновения Земли с крупным небесным телом. В процессе этого грандиозного столкновения и «выплеснулась» Луна из состава частично расплавленной Земли.

К такой гипотезе У. Хартмана подтолкнули работы советского ученого В. Сафронова. Этот ученый утверждал, что космическая пыль и камни, крутящиеся вокруг Солнца, беспрерывно сталкиваясь, сплавлялись в большие крупные образования вроде астероидов, из которых в конце концов «выросли» планеты Солнечной системы.

В 1974 году У. Хартман на конференции в Корнелльском университете впервые обнародовал свою идею и был поражен тем, что его поддержал глава гарвардских астрофизиков Эластейр Камерон. Этот ученый сообщил присутствовавшим, что он и его коллега Уильям Уорд иным путем пришли к тем же выводам.

Несмотря на достаточно мощную поддержку Э. Камерона, большинство ученых проигнорировали теорию Хартмана — Дэвиса, поскольку она казалась слишком радикальной даже тем, кто признавал возможность катастроф огромного масштаба.

Однако прошло всего десять лет и эту теорию поддержали многие ученые. Об этом, в частности, свидетельствует упомянутая нами выше конференция планетологов на Гавайях в 1984 году, которая признала теорию Хартмана — Дэвиса единственно правильной. А энтузиасты происхождения Луны в результате столкновения Земли с «блуждающей по Солнечной системе» планетой — Э. Камерон и Р. Кэнап — считали, что «отец Луны» был величиной в три Марса!

Образование Луны произошло в результате… столкновения 4,4 миллиарда лет назад, при этом часть внутреннего ядра «блуждающей планеты», содержащая значительное количество железа, соединилась с Землей. Другая же часть, богатая более мелкими силикатами, осталась на околоземной орбите и впоследствии образовала Луну. Компьютерное моделирование подтвердило основные положения «ударной» версии образования естественного спутника нашей планеты.

Но, к сожалению, свидетельств достаточно полного расплавления Земли, позволившего «родиться» Луне, обнаружить не удалось. В частности, кристаллизация земных пород после такого грандиозного события должна была бы происходить совершенно иначе. Так, например, в хондритах — самом древнем веществе на Земле — наблюдались бы отсутствующие определенные искажения. И, наконец, еще одно немаловажное обстоятельство: возраст Луны не должен был превышать возраст Земли…

Итак, среди ученых не существует единого мнения относительно происхождения Луны. Поэтому для «любителей» выдвигать гипотезы и версии остается широкое поле для творчества.

Рассмотрим некоторые из гипотез.

Земля — мама, Луна — дочь. Некоторые ученые, например, английский планетолог Глен Стюарт, полагают, что Луна приходится дочерью Земле, а та ей, соответственно, матерью. Около 4,5 миллиарда лет назад, когда Земля еще не сформировалась, громадное небесное тело величиной с Марс врезалось в нашу еще неостывшую планету.

Это привело к тому, что часть массы Земли была выброшена в космос. А часть массы «блуждавшей» планеты, которую в данном случае можно назвать «отцом Луны», была частично ассимилирована Землей. Другая ее часть (вместе с определенной долей земной массы в жидкой и газообразной форме) была выброшена в околоземное пространство. Из этой выброшенной массы и получился естественный спутник нашей планеты.

Доктор Г. Стюарт полагает, что результаты такого столкновения могут быть весьма разными и зависеть от скорости столкновения. Если эта скорость была велика, то отделившаяся масса могла даже стать новой планетой, вращающейся вокруг Солнца. А если скорость была незначительной, то эта масса могла стать и спутником одной из столкнувшихся планет.

Тем не менее в рассматриваемой гипотезе много неясного. Например, до недавнего времени никто из ученых не мог с уверенностью сказать, как происходило дальнейшее формирование Луны. Доктор Г. Стюарт и его коллеги предложили математическую модель, показывающую, как шел этот процесс, и проясняющую некоторые любопытные вещи.

Большая часть выброшенной земной массы не удержалась на орбите и вернулась обратно на Землю в качестве, чудовищного метеоритного града. Только около четверти выброшенной массы под воздействием гравитации сплотилась и приняла вид земного спутника. Остальное мог утащить с собой Марс. Когда с этой планеты на Землю будут доставлены образцы марсианского грунта, доктор Г. Стюарт надеется проанализировать их на предмет выявления «отцовства» Красной планеты…

Луна — осколок Земли? Оригинальная гипотеза о происхождении Луны была предложена кандидатом физико-математических наук Владимиром Анисичкиным из Института гидродинамики Сибирского отделения РАН.

В статье, опубликованной в еженедельнике «Наука в Сибири», В. Анисичкин пишет, что земной спутник мог возникнуть в результате взрыва, происшедшего внутри Земли около 4 миллиардов лет назад. От нашей планеты оторвалась и была выброшена в космос на околоземную орбиту часть внешней оболочки, чем и объясняется сходство химического состава земной поверхности и Луны при отсутствии у последней железного ядра.

В. Анисичкин исходит из того, что в недрах планет могут происходить цепные ядерные реакции, приводящие иногда к ядерным взрыву. Именно взрывами в небесных телах он объясняет ряд специфических особенностей в строении Солнечной системы, и в первую очередь близких к Земле планет — Меркурия, Венеры и Марса.

Сибирский ученый считает, что его гипотеза может служить «ключом» к разгадке исчезновения гипотетической планеты Фаэтон. Наличие между Марсом и Юпитером метеоритного пояса, в состав которого входят «малые планеты» Церера, Паллада, Веста, Юнона и многие другие, указывает на полное разрушение протопланеты Фаэтон…

Теория подтверждается: Луна — обломок Земли! Г Сиднева в декабрьском номере журнала «НЛО» за 2001 год писала о том, что швейцарские ученые вновь исследовали образцы лунной породы и частично подтвердили результаты, полученные более десяти лет назад: спутник Земли Луна имеет земное происхождение…

Дело в том, что на раннем этапе возникновения Солнечной системы в ней произошла колоссальная катастрофа: неизвестная планета величиной с Марс столкнулась с Землей, от которой откололась примерно десятая часть. При этом гигантские массы расплавленной породы и магмы расплескались в космическом пространстве, сталкиваясь и смешиваясь между собой. Из них образовалась одна большая глыба породы, которая под действием силы притяжения превратилась в Луну и начала вращаться вокруг Земли.

Недавно американские ученые смоделировали эту катастрофу на компьютерах. Исследования подтвердили общее происхождение Земли и Луны. Как сообщают в научном журнале «Science» швейцарские ученые-авторы новой методики (лазерного фторирования) анализа лунной породы, они выявили в лунных пробах изотопы кислорода. Оказалось, что набор изотопов в лунном грунте абсолютно идентичен земным пробам. Таким образом, приходится признать, что Земля и Луна состоят из одного и того же материала.

«Мы уже знали, что у Земли и Луны очень похожие комплекты изотопов, — говорит Швейцарец Уве Вихерт, руководитель работы, — но мы не ожидали, что они совершенно одинаковые».

Согласно гипотезе Уве Вихерта и его коллег, Земля сначала очень долгое время была одной из двух планет, схожих между собой и находившихся примерно на одном расстоянии от Солнца. Спутницей Земли была планета, названная учеными Тэей.

Примерно через 50 миллионов лет после возникновения Солнечной системы близость и сходство Земли и Тэи сыграли с ними злую шутку: их орбиты совпали, и планеты столкнулись. В результате, как мы знаем, на околосолнечной орбите остались только Земля и ее спутник Луна, которая образовалась из крупных обломков после той грандиозной катастрофы.

Итак, подведем некоторые итоги. В результате космических полетов к Луне и на Луну, а также анализа полученных с их помощью данных ученые установили:

— химический и минералогический состав, а также возраст Луны (около 4,6 миллиарда лет, что предположительно считается и возрастом Земли);

— что основные тектонические процессы на Луне завершились в первые 1,5 миллиарда лет, то есть когда Луна и планеты Солнечной системы пережили сильную бомбардировку огромными небесными телами, что привело к истечению лавы, к разломам и другим поверхностным явлениям на Луне;

— что газовая оболочка на Луне практически отсутствует;

— что в полярных областях, возможно, есть лед, а значит, и вода;

— что «материки» Луны состоят в основном из анортозитов и что образовались они в 1,5 раза раньше, чем лунные «моря», которые состоят из базальтовых пород.

За последние десятилетия ученые исследовали в лабораторных условиях около 400 килограмм образцов грунта из девяти разнесенных районов поверхности Луны и создали подробные карты видимой и обратной сторон Луны, атлас и лунный глобус. Они не обнаружили на Луне сильного дипольного магнитного поля, как у Земли, но нашли постоянное (остаточное) магнитное пале малой напряженности и некоторые магнитные аномалии; построили модель гравитационного поля Луны и выявили аномалии силы тяжести (масконы), вызываемые концентрациями больших масс в ее теле; определили среднюю плотность Луны (3,35 г/см³, в то время как у Земли она составляет 5,52 г/см³). По скорости прохождения сейсмических волн ученые выделили несколько слоев в оболочке Луны, при этом установили, что примерно с 70 километров начинается лунная мантия; что сама Луна находится в твердом состоянии, по крайней мере до 700–800 километров, то есть несколько глубже, чем Земля.