Как появились кратеры на луне. Луна и ее кратеры

В сегодняшней статье мне бы хотелось рассказать Вам, немного о нашей спутнице, Луне. Селена, как ее еще называют, является самым ярким объектом на ночном небе и всегда приковывала внимание людей к себе. Так же астролюбители ее называют «самым благодарным» объектом наблюдения! Я бы тоже хотел присоединится к этому выражению и заметить, что столько эмоций, столько интереса, при телескопических наблюдениях, мало какой объект на небе способен подарить.

Этот снимок, в гигантском размере , был снят через 200мм телескоп совместно с Алексеем Юрченко, близ пос. Измайловка. Являет собой мозаику из 19 кадров.

Приятного просмотра!

Немного о Луне.

Луна является попутчицей Земли в космическом пространстве. Ежемесячно Луна совершает полное путешествие вокруг Земли. Она светится только светом, отраженным от Солнца, так что постоянно одна половина Луны, обращенная к Солнцу, освещена, а другая погружена во мрак.
Изучение лунных пород, доставленных на Землю, позволило оценить возраст Луны методом радиоактивного распада. Камни на Луне стали твердыми около 4,4 млрд. лет назад. Согласно теории российского астронома Евгении Рускол, Луна сформировалась из остатков протопланетного вещества, окружавшего молодую Землю. Иную теорию разработал американский астроном Алистер Камерон: он считает, что Земля на стадии формирования столкнулась с крупным небесным телом. Выброшенные в результате столкновения обломки объединились в наш спутник.

Когда можно увидеть Луну.

Нередко люди считают, что Луна поднимается в небо только по ночам; на самом же деле, если небо чистое, то слабо светящуюся Луну часто можно видеть и днем. Время восхода Луны день ото дня становится все более поздним. Сразу после новолуния Луна восходит вслед за Солнцем. Через неделю, когда проходит первая четверть цикла, Луна поднимается в полдень, а полная Луна встает на закате Солнца.

Приливы и отливы знакомы каждому, кто живет или бывал на океанских или морских побережьях. Дважды в день уровень океанских вод поднимается и снижается, причем кое-где на весьма значительную величину. Каждый день прилив наступает на 50 минут позднее, чем в предыдущий. Что заставляет океанские воды подниматься на берег и уходить обратно? Во всем виновата Луна.

Луна удерживается на своей орбите вокруг Земли по той причине, что между двумя этими небесными телами существуют силы тяготения, притягивающие их друг к другу. Земля все время стремится притянуть к себе Луну, а Луна притягивает к себе Землю.

Поскольку океаны представляют собой большие массы жидкости и могут течь, они легко деформируются под влиянием сил притяжения Луны, принимая форму лимона. Шар из твердых горных пород, которым является Земля, остается в середине. В результате на той стороне Земли, что обращена к Луне, возникает водяная выпуклость и другая такая же выпуклость - с противоположной стороны. Поскольку твердая Земля вращается вокруг своей оси, на берегах океана возникают приливы и отливы, это происходит дважды в течение каждых 24 часов 50 минут, когда берега океанов проходят через водяные бугры. На этот раз длина периода больше 24 часов из-за того, что и сама Луна тоже движется по своей орбите. В заливах и устьях рек приливы и отливы бывают значительнее, чем в других местах, так как в узких проходах морская вода собирается, как в воронках.

Итальянский астроном Джованни Риччолли в XVII веке присвоил возвышенностям и впадинам на Луне названия: Альпы, Апеннины и Кавказ, Океан Бурь, моря Дождей, Холода и Спокойствия, кратеры Тихо, Пифагор, Птолемей и т.д. По предложению советских астрономов Международный астрономический союз поместил на первую карту обратной стороны Луны 18 названий вновь открытых образований. Так появились на Луне Море Москвы, кратеры Герц, Курчатов, Ломоносов, Максвелл, Менделеев, Склодовская-Кюри, Циолковский.

Конечно, никаких морей на Луне нет. Лунные моря совершенно сухие и представляют собой обширные, залитые некогда базальтовой лавой низины. Луна – безжизненное тело, лишенное атмосферы, морей и океанов. На протяжении лунных суток температура поверхности может изменяться на 300 градусов (от –170° C до +130° C). При таких условиях вода в жидком состоянии находиться не может.

Кратеры.

У всехт лунных кратеров ударная природа возникновения. Всё это - следы сверхдолгой космической бомбардировки, которые Луна маниакально сохраняет себе на память. Кратеров на ней - неисчислимо много, собственно, почти вся поверхность - причём старые кратеры забиваются новыми почти до неузнаваемости. Кратеры бывают большие и маленькие, светлые и тёмные, молодые и старые, с лучами и без.
Называют кратеры именами разных великих учёных, по возможности связанных с астрономией. Идею эту ввели ещё те самые итальянцы-картографы XVII века - Джованни Риччоли и Франческо Гримальди - чьи названия лунных объектов прижились лучше всего.

И так взглянем на легкую версию карты Луны, обратите внимание на всякие точки и царапины.


Лучше всего видны светлые точки - это они и есть, в смысле кратеры. Причём именно молодые. Дело в том, что поверхность морей - это базальт, застывшая лава - тёмная сама по себе. Обычная материковая поверхность - серенькая, на неё действует солнечная радиация, из-за которой она темнеет. А то, что выкапывается ударом астероида - оно светлое, это внутренность лунной коры.

Начнём с самого заметного лунного кратера - кратера Тихо. Это такой «пупок» Луны. Навроде затычки в надувном шаре.

Диаметр его 85 километров (не самый большой), но в него можно, например, целиком засунуть город Стамбул, и ещё место останется.

Кратер Тихо из молодых - ему 108 миллионов лет - он яркий и свежий. От него расходятся хорошо видимые лучи - это следы выбросов лунной породы после удара. Стукнуло сильно, поэтому и летело далеко; некоторые лучи протянулись на тысячи километров и видны аж на Море Ясности и дальше.

В центре кратера - характерная горка. Когда в Луну влетает что-нибудь больше 26 километров в диаметре, в месте удара твёрдая порода начинает вести себя, как жидкость. Фотографии, как капля падает в воду, надеюсь, все видели? В Луне происходит примерно то же самое - и после удара поверхность вспучивается обратной затухающей волной.

Назван кратер в честь знаменитого датского астронома и алхимика Тихо Браге, который жил во второй половине XVI века и умудрился создать первый в истории научный астрономический центр - Ураниборг. Кроме этого, он первым выяснил природу комет, с помощью собственных изобретённых инструментов повысил точность наблюдений неба на порядок, спас от гонений Иоганна Кеплера - и ещё массу всего прочего героического совершил.

Про Тихо Браге ходит дурацкая детская легенда, которую мне ещё мама в детстве рассказывала. Будто бы он умер на королевском приёме, прямо за обеденным столом. Очень писать хотел, но стеснялся выйти - вот мочевой пузырь и порвался. А это как бы несовместимо с жизнью. Непонятно, откуда взялся этот бред, может быть, даже тянется с 1601 года: болезнь астронома протекала столь стремительно (11 дней), что многие тогда заподозрили неладное и стали предлагать версии одни глупее других. До сих пор, кстати, возятся с останками, не могут определить точно причину смерти.

Следующий кратер - как раз имени того молодого немецкого математика, которого выписал к себе Тихо Браге за год до своей странной кончины. Иоганн Кеплер приехал по приглашению заменитого астронома в Прагу в 1600 году - и остался там жить. На основе исключительно точных для своего времени материалов, оставшихся от Тихо Браге, Кеплер вывел законы движения планет, которые актуальны и по сей день. Они так и называются - Законы Кеплера, и благодаря им гелиоцентрическая система мира получила окончательное научное подтверждение.

Если присмотреться к кратеру Кеплера - тоже видна система лучей, хоть и не такая бешеная, как у Тихо. Диаметр его 32 километра. Он примерно того же времени образования, но чуть постарше. От Тихо к Кеплеру чётко тянется один из лучей - всё, как в жизни.

А вот рядом с Кеплером хорошо виден кратер Коперник, тоже из молодых и с лучами. Кто такой польский астроном Николай Коперник, автор концепции «Солнце - в центре», рассказывать, наверное, не надо. Имя этому кратеру, как и вышеперечисленным, дал в 1651 году всё тот же Джованни Риччоли, итальянский иезуит и астроном.

То, что «выкопало» Коперника, глубоко взрыло материковую породу под уровнем базальтового моря - поэтому он один весь такой «умный в белом пальто стоит красивый».

Диаметр Коперника - 95 километров, лучи тянутся на 800 километров, возраст его - 80 миллионов лет. В селенохронологии по кратеру Коперника отсчитывают целую эпоху в истории Луны, которая тянется по сей день и так и называется - «коперниковская эпоха». К этой эпохе относятся все яркие кратеры с целой лучевой системой. При этом сам Коперник образовался почти в самом её конце.

Левее этих достойных во всех отношениях кратеров располагается кратер Аристарх. Это самая яркая область на Луне - что даже на такой поганой фотке чётко видно. Диаметр его - 45 километров, возраст - 450 миллионов лет.

Назван он в честь древнегреческого астронома III века до н.э. Аристарха Самосского, который, как ни странно, тоже считается автором концепции «Солнце - в центре». Знал ли Коперник о его идее - считается неустановленным.

Аристарх - самый загадочный кратер Луны по всем наблюдениям. Во-первых, в нём очень сложная структура дна. Во-вторых, из него зафиксирован переменный поток альфа-частиц (залежи радона). И в-третьих, Аристарх является рекордсменом по так называемым кратковременным лунным явлениям (КЛЯ), которые пока не имеют никакого объяснения. Это не просто искорки от метеоритов, а посложнее вещи: изменяющиеся пятна, изменение яркости, затуманивание, разноцветное свечение и прочая. В 1970 году было описано, как три ночи подряд в Аристархе на 10 секунд появлялось голубое пятно. Потом на 10 секунд пропадало. И опять появлялось. Чорт его знает, что.

В общем, если наладить бытовой телескоп на балконе и заняться прицельным наблюдением за Аристархом, есть хороший шанс оказаться свидетелем тому, что человечество не в состоянии объяснить.

Вот он, красавец, на фото NASA 2012 года (солнце слева):

Чуть выше центра лунного диска, возле границ Моря Ясности, располагается пара примерно одинаковых кратеров с примерно одинаковыми названиями - Манилий и Менелай.
Марк Манилий - римский астролог I века н.э., известен в истории мира первой книгой по астрологии. Называлась она «Астрономикон» и была вся в стихах по моде того времени.
А Менелай - не рогатый муж Елены из поэмы Гомера, а совсем даже Менелай Александрийский, древнегреческий математик и астроном, живший в то же время, что и Манилий. Знаменит Менелай своим трудом «Сферика», в котором изложил законы расчётов треугольников, лежащих на шаре.

И остались два последних кратера из хорошо заметных - слева и справа по сторонам лунного диска, как гвоздики. Гвоздик тёмный слева - кратер Гримальди, а справа светлый - Лангрен.
Про Франческо Гримальди я уже излагал выше. Физик, монах-иезуит, тот, кто на пару с Джованни Риччоли дал все основные названия лунным объектам. Надо сказать, что недалеко от него есть кратер и его коллеги, но он плохо заметен.

В кратере Гримальди зафиксирован самый тёмный цвет поверхности Луны. Это один из самых древних кратеров, его образование относят к Донектарскому периоду.

Придворный астроном и картограф испанского короля фламандец Микаэль ван Лангрен, живший в XVII веке, как и итальянцы-иезуиты, тоже занимался лунной топографией и давал свои названия разным объектам. Другое дело, что почти все они не сохранились - кому интересны имена чиновников того времени. Неудачный выбор. А вот кратер, который он назвал собственным именем, неожиданно сохранил своё название до сегодняшних дней.

И последнее - из современного ажиотажа вокруг Луны. Термин «суперлуние» - действительно существует в астрономии. Означает он совпадение полнолуния и перигея лунной орбиты. Орбита нашего спутника - не ровный круг с Землёй в центре, а эллипс. И Земля при этом - не в центре. Поэтому Луна то приближается к нам (максимально близкая точка орбиты - перигей), то отдаляется (самая далёкая точка - апогей). Но даже в этом самом перигее - видимый лунный диск увеличивается не больше, чем на 14%. А зрительный эффект увеличения размеров Луны происходит обычно всегда, когда она низко над горизонтом. В этом случае атмосфера работает, как линза.

Но никак не «вдвое больше обычного», как подают некоторые безграмотные СМИ.
Более того, Луна постепенно отходит от Земли со скоростью примерно 4 сантиметра в год - это следствие истории её образования (теория гигантского столкновения).

Фото подготовлено для группы

Космические полеты к Луне обусловили бурное развитие исследований в области селенологии, селенохимии и селенофизики. Луна стала одним из тех небесных объектов, изучение которого помогает лучше понять особенности строения Земли и других планет Солнечной системы.

Однако природа ревностно хранит и скупо открывает свои тайны. Так было и с обратной стороной лунного шара. В течение многих веков люди не могли заглянуть за пределы видимого с Земли полушария Луны и только строили свои предположения. Основные секреты невидимой стороны Луны были раскрыты в 1959 году, когда советская автоматическая межпланетная станция «Луна-3» совершила облет вокруг Луны и сфотографировала ее обратную сторону. Это были первые фотографии, переданные из космического пространства, опубликованные в «Атласе обратной стороны Луны, ч.1» под редакцией Н.П. Барабашова, А.А. Михайлова и Ю.Н. Липского. На Генеральной ассамблее Международного астрономического союза, проходившей в США в 1961 году, по предложению советских астрономов на карту было помещено 18 названий вновь открытых ключевых образований на обратной стороне Луны. Среди них: Море Мечты, Хребет Советский, кратеры Циолковский, Джордано Бруно, Ломоносов... За этими образованиями стояла главная тайна обратной стороны Луны, о чем пойдет речь ниже.

Обратная сторона Луны. Пунктирная линия - примерные границы Бассейна Южный Полюс - Эйткен.

В настоящее время результаты топографического обследования поверхности тел Солнечной системы показывают, что кольцевая структура на обратной стороне Луны, включающая область ее южного полюса, по своим абсолютным размерам является самым крупным кратером Солнечной системы. Относительные размеры этой структуры таковы, что, если придерживаться традиционных взглядов на процессы ударного кратерообразования, первоначальная впадина гигантского образования могла вскрыть породы на глубине, которая соответствует залеганию верхних слоев лунной мантии. Уже эти обстоятельства определяют принципиальную важность исследования многокольцевой структуры, которая в настоящее время имеет рабочее название «Бассейн Южный Полюс - Эйткен».

Первые изображения этой наиболее крупной в Солнечной системе структуры были получены во время первого фотографирования обратной стороны Луны в 1959 году. Положение структуры, наблюдавшейся по четырем фотографическим изображениям на краю видимого диска в форме более темного образования, было определено центральным потемнением с поперечником 1500 км и координатами центра 179° в.д. и 50° ю.ш. На карте, которая былая составлена в 1960 г. по фотографиям, полученным 7 октября 1959 года межпланетной станцией «Луна-3», это образование, как подчеркивалось выше, было названо Морем Мечты.

Современные параметры внутреннего темного кольца бассейна определены по снимками и результатам лазерной альтиметрии, выполненной космическими аппаратами «Галилео» и «Клементина». Согласно этим данным, поперечник темной центральной части бассейна составляет 1400 км, диаметр внешнего кольца бассейна достигает 2500 км, а координаты центра: 180° и 50° ю.ш. (на 34-м российско-американском микросимпозиуме по сравнительной планетологии в октябре 2001 года в докладе В.В. Шевченко и автора этой статьи на основе анализа данных, полученных аппаратами «Зонд-8» и «Клементина», был сделан вывод о том, что диаметр внешнего кольца бассейна достигает 3150 км). Как видим, первая идентификация положения бассейна, произведенная советскими астрономами еще в 1960 году, была достаточно точной и вполне надежной!

Еще в первых описаниях западной части структуры отмечалось, что ее поверхность включает многочисленные кратеры и кратерные моря. Это также полностью совпадает с современными представлениями о характере дна бассейна.

Огромный бассейн занимает всю южную половину невидимого полушария Луны, южную полярную шапку и южные области краевых зон видимого полушария Луны. Поэтому часть его внешнего кольцевого вала, проходящего вблизи южной полярной шапки, можно увидеть в телескоп с поверхности Земли. Здесь, южнее 60-й параллели находятся такие крупные кратеры видимого полушария Луны, как Байи диаметром 287 км, Ньютон (78 км), Малаперт (69 км), Скотт (103 км), Демонакс (128 км), Шомбергер (85 км), Гельмгольц (94 км) и др., принадлежащие южному краю бассейна. Высоты их сглаженных разрушенных валов достигают двух, трех и даже четырех километров, все они расположены на материковой поверхности, светлых лучевых систем практически не имеют, что указывает на их древний возраст. Относительно молодые из них, например, Шомбергер, отличаются лучше сохранившимся и более четким валом.

По мнению лунных геологов, гигантский бассейн образовался 4,2 млрд. лет тому назад вследствие очень большого удара, когда кора и мантия уже дифференцировались, и кора затвердела так, что удары уже начали оставлять видимые следы на поверхности Луны. Затем на поверхности этого гигантского образования стали возникать другие, более скромные кольцевые бассейны и кратеры, которые, однако, в течение более четырех миллиардов лет так и не смогли окончательно заретушировать последствия взрыва, в результате которого образовался этот гигантский бассейн. Вполне очевидно, что более точное знание топографии Бассейна Южный Полюс - Эйткен весьма актуально для построения любых реальных моделей его происхождения.

Поскольку наблюдаемый поперечник кольцевого образования превышает 1,8 лунного радиуса, восстановление механизма формирования этой ударной структуры, несомненно, является принципиально важной задачей в исследовании эволюции планетных поверхностей.

В результате действия многочисленных ударов метеоритов и вулканизма в течение нескольких миллиардов лет многие детали колец и выбросов из бассейна, естественно, были стерты и уничтожены, поэтому на появившихся во второй половине 60-х годов снимках космического аппарата «Лунар Орбитер», дешифровщики объектов не смогли обнаружить на этих изображениях внешние признаки очертаний гигантского бассейна. Поэтому в порядке компромисса границы всего образования были уменьшены, а название «Море Мечты» на карте закреплено лишь за небольшой структурой диаметром около 270 км в северо-западной части бассейна. Существование гигантского бассейна было подтверждено только после 1971 года Б.Н. Родионовым и др. в серии публикаций, содержащих результаты измерений профилей лимбов на снимках, доставленных возвращенными на Землю автоматическими станциями «Зонд-6» и «Зонд-8». В этих публикациях бассейн назывался Юго-Западной Низменностью, но дальнейшего официального признания это название не получило.

Похожая судьба постигла название «Хребет Советский»: оно просто исчезло с поверхности современных карт обратной стороны Луны! И это несмотря на то, что светлая область, обнаруженная на первых снимках обратной стороны Луны, остается вполне реальным лунным образованием. Другие снимки, полученные из космоса, в том числе «Клементиной», тоже подтверждают наличие загадочной области со множеством светлых деталей.

А вот как выглядит описание Хребта Советского в первоисточнике, т.е. в «Атласе обратной стороны Луны, ч.1»: «Хребет Советский - яркое образование на сером фоне, состоящее из большого числа отдельных ярких деталей. Общий контур вытянут в северо-восточном направлении, заметно расширяясь в экваториальной области. По отражательным свойствам напоминает горные области... Координаты объекта: от 118° в.д. до 124° в.д. и от 9° с.ш. до 5° ю.ш.». Как показали сравнения с данными, полученными «Клементиной», указанная выше область «исчезнувшего хребта» точно совпадает с западным склоном северо-западной части внешнего кольца бассейна, отдельные вершины которого здесь достигают трех и даже четырех километров.

Профили Бассейна Южный Полюс - Эйткен с севера на юг (пунктирная линия) и с запада на восток (штрих-пунктирная линия).

Профили Бассейна Южный Полюс - Эйткен с севера на юг (пунктирная линия) и с запада на восток (штрих-пунктирная линия).

Таким образом, Хребет Советский, открытый еще по первым снимкам обратной стороны Луны в 1960 году, связан с гигантским бассейном по происхождению, так как является частью северо-западного звена его внешнего кольцевого вала, сохранившегося по настоящее время!

Так что секреты обратной стороны Луны лежат на ее поверхности, как бы они не стирались в течение нескольких миллиардов лет. Последующие удары и вулканическая деятельность не смогли окончательно уничтожить гигантские кольца и крупные следы выбросов, явно генетически связанные с бассейном. И вот теперь, спустя 4,2 миллиарда лет, мы являемся свидетелями этого грандиозного события, которые произошло по космическим меркам времени почти сразу после образования лунного шара.

Чикмачев Вадим Иванович
кандидат физ.-мат. наук, старший научный сотрудник Отдела исследований Луны и планет ГАИШ.

Но сначала фотография Луны с анонсом и местоположением тех объектов, о которых пойдёт речь с этой статье:

Наверное самый известный кратер на Луне, многие не знают его название, но точно видят его на луне. Его можно "угадать" даже невооружённом взглядом в полнолуние, потому что в полнолуние это ярчайшее пятно на Луне за счёт лучей, исходящих от кратера до 1500 км в длину


Кратер образовался на луне примерно 100 миллионов лет назад, средний диаметр 85 км и максимальна глубина почти 5 км. По Лунным меркам, кратер считается молодым. В приближении 5000 мм, отчётливо прорисовываются ступенчатая структура внутреннего вала на стенах кратера. А так же на отдельные скалы разделяется центральная горка кратера, которая достигает высоты порядка 2 км.

Думаю, что вторым по узнаваемости, является кратер Коперник. Он отчётливо виден, как в полнолуние, так и в другие фазы Луны, когда освещается светом Солнца. Его хорошая видимость обусловлена, тем, что кратер находится посередине океана Бурь, в тёмной вулканической породе, а те выбросы, которые появились в результате столкновения имеют более светлый цвет, за счёт этого он и контрастирует на поверхности Луны.


На мой взгляд, очень интересный кратер. При различных фазах Луны, выглядит совершенно по разному, за счёт игры света и теней. В этот раз он был почти полностью освещён, и кажется немного плоским, но зато тени не скрывают всей его внутренней террасовидной структуры. Возраст оценивается в 800 миллионов лет, глубиной почти 4 км и в диаметре около 96 км. Вокруг Коперника можно наблюдать огромную сеть вторичных мелких кратеров, образованных осколками горных пород в результате взрыва при падении метеорита, создавшего Коперник. Занимательная деталь, заключается в том, что астронавты "Аполлона-12" брали пробы грунта из лучевой структуры этого кратера.

По своей видимой природе очень похож на Коперник, да и расположены они по соседству.


Кратер относительно не большой, в диаметре порядка 30 км и глубиной 2,5 км. Но за счёт тёмного базальтового плато океана Бурь и моря Островов, он сильно выделяется на поверхности Луны своей светлой лучевой системой.

4) Кратер Клавий
Красивейший кратер на Луне. Красив именно из-за своей структуры вторичных кратеров, легко узнаваем, напоминает мне забавное мультяшное лицо.


Находится на южном полюсе Луны, под кратером Тихо. Является очень древним кратером с возрастом порядка 4 миллиардов лет, диаметром 230 км и средней глубиной около 2 км, а максимальной около 5. Два кратера, которые ударили по Луне позже и разбили стены Клавия, называются Портер (верхний) и Резерфорд (нижний). У них почти одинаковые размеры по 50 км в диаметре.
Интересной особенностью Клавия является его дно. Оно достаточно плоское не считая падений более молодых метеоритов. Немного левее от центра кратера расположена "центральная горка", которая почему-то смещенная от центра. Предполагается, что дно кратера формировалось много позже его образования.

Кратер с очень интересным дном, с многочисленными бороздами и разломами


Расположен на северном крае Моря Влажности. Древний разрушенный кратер с диаметром 110 км. и сравнительно небольшой глубиной: 1,5 км. На этом фоне центральная горка выглядит выше стен кратера, хотя на самом деле её высота чуть менее 1400 метров. Структурированное дно кратера обязано своим видом формированию Моря Влажности. В этот период кратер подвергся лавовой коррозии.

Небольшое круглое лунное море с диаметром 420 км.


Возраст оценивается примерно в 4 миллиарда лет. Затоплено заставшей лавой, глубина которой достигает 3 км. Интересными кратерами на южной стороне моря являются кратер Вителло (на фото немного ниже и правее от центра), центральная часть которого напоминает подиум, на котором находится пика кратера. И почти полностью разрушенный кратер Доппельмаейр, с центральной пикой с ровными треугольными сторонами.

Древний кратер, находится чуть левее и выше от кратера Клавий


Диаметр почти 150 км, глубина 4,5 км. По природе напоминает Клавий. Так же смещена центральная горка левее от центра. Предположительно дно кратера формировалось так же после образования самого кратера.

Необычное Лунной образование. Множество гипотез об искусственном происхождении данной стены ходило в интернете.


На самом же деле это тектонический разлом на Луне. В длину стена достигает 120 км. Предположительно высота стены от 200 до 400 метров. Лучше всего стену наблюдать на 8-й или 22-й день возрастания Луны.
Другие объекты на снимке: левее от стены можно видеть трещину в виде червя, длинной около 50 км, имеет закруглённые концы. Трещина образовалась, скорее всего, от лавовых потоков. И крупнейшие кратеры: сверху Арзахель, ниже двойной кратер Фебит и древний кратер внизу фотографии - Пурбах.

9) Борозды Гигина и Ариадеус
Образования загадочного происхождения - длинные борозды на поверхности Луны, а так же цепочки лунных кратеров. Особенно загадочно, когда цепочки лунных кратеров точно совпадают с бороздой, как видно на этой фотографии


Борозда Ариадеус (правая полоса на снимке) в длину достигает 250 км. Является одной их самых известных борозд на видимой части лунной поверхности. Происхождение борозды не известно. Предположительно - результат лавовых потоков.
Борозда Гигина, находится на левой части фотографии. Не менее длинная борозда - 203 км в длину. Интересна тем, что цепочка кратеров точь в точь совпала с направлением самой борозды. По теории вероятности такое событие ничтожно мало, а вернее сказать невозможно. Мало того, что цепочки кратеров являются редким и загадочным явлением (могут образовываться от хвоста комет), так чтобы эта цепочка попала на борозду и поворачивала по направлению точно, как борозда, это действительно не объяснимо на данный момент.

Романтичная гавань на Луне. Жаль, вместо моря засохшая и отвердевшая лава.


Изначально это был огромный ударный кратер диаметром 250 км. Сейчас Юго-восточная часть залива соединена с морем дождей. Края радужного залива образуют мыс Лапласа на севере, высотой 2,5 км и мыс Гераклида на юге, высотой 1,3 км. А валы бывшего кратера называют Юрскими Горами или Горы Юра. Высота этих гор достигает трёх километров. Образование залива соизмеряют с образованием моря дождей, это примерно составляет 3,5-4 миллиарда лет назад. Однако, у берегов залива находится более древняя магма, отличающееся по цвету от основной застывшей магмы моря Дождей, что может говорить о более раннем происхождении залива Радуги. Залив находится на северном полушарии Луны и виден даже невооружённым глазом. В заливе побывал советский Луноход-1 в 1970 году и китайский луноход Чаньэ-3 в 2013 году.

11) Кратер Платон и Альпийская долина
Фотография ещё одного интересного участка поверхности Луны (по клику доступен оригинал 1214 пикселей по ширине)


Данный участок интересен как кратером Платон так и горной сетью лунных Альп.
Кратер Платон с возрастом почти 4 миллиарда лет, диаметром 100 км и глубиной 2 км, имеет очень плоское дно, залитое магмой. Не осталось даже и следа от центральной горки кратера, а его стены подверглись обрушению из-за лавового воздействия. Удивительно, что на дно кратера в более поздние периоды не падали крупные метеориты. В 5000 мм можно различить только несколько мелких кратеров на его площади. От северной стороны кратера можно видеть "борозду Платона", напоминающие извилистое русло реки. Предположительно, метеорит, образовавший кратер упал в горный массив, тем самым полностью разрушив их.
Альпы и Альпийская долина, которые находятся правее Платона образуют лунные горы, разделяющие огромным каньоном. Этот каньон и есть Альпийская долина.
Как предполагают, Альпы образовались в результате падения астероида. Самую высокую гору лунных Альп назвали Монблан, по аналогии с земными Альпами. На Луне высота горы Монблан более трёх километров. А вся горная сеть в длину занимает около 260 км со средней высотой гор 2,5 км. Но главной достопримечательностью Альп, конечно же, является Альпийская долина. Эта долина простирается на 160 км со средней шириной 10 км. Учёные объясняют образование долины как грабен, образовавшийся в результате оседания лунной коры вдоль разлома, который возник при формировании бассейна Моря Дождей, и впоследствии впадина была залита лавой. На дне долины имеется узкая борозда шириной не более 1 км (на фото зафиксировалась, только центральная часть этой борозды), она тянется почти на 140 км.

12) Северный полюс Луны
Северный полюс Луны полностью покрыт кратерами различного диаметра.


Но что интересного в северном полюсе? А то, что специалисты NASA обнаружили в 40 кратерах северного полюса Луны замёрзшую воду, то есть лёд. Образцов пока нет и доказательство существования льда основано на анализах орбитальной станции LRO и российского прибора LEND, а так же станций LCROSS и "Чандраян-1".
Узнаваемыми кратерами на северном полюсе являются Анаксагор и Гольдшмидт. Последний, это древний разрушенный кратер размером 115 км и глубиной 3,5 км. Анаксагор относительно молодой кратер, возрастом 1 миллиард лет, размером 50 км и глубиной в три километра. На фотографии они ниже и левее от центра, узнаваемы тем, что метеорит, образовавший Анаксагор, упал на западную стену Гольдшмидта.

13) Кратер Гершель Дж. и Гарпал
Два хорошо заметных кратера вблизи северного полюса. Находятся над заливом радуги.


Кратер Гершель Дж. (на фото в правой части) почти разрушился и исчез. Его стены уже не такие чёткие как у молодых кратеров. Сегодня глубина кратера составляет всего 900 метров, а диаметр 155 км.
Кратер Гарпал (на фото слева) - молодой ударный кратер. Диаметром 40 км, глубиной 3,5 км. и центральной горкой всего 350 метров.

14) Кратеры Архимед, Автолик и Аристилл
Три известных лунных кратера.


Самый нижний кратер на фотографии это Архимед. Возраст 3,5 миллиарда лет, диаметр 81 км и глубина 1,5 км. Находится в море Дождей. Как и у кратера Платон, его дно наполняет лава, и поэтому является довольно плоским с несколькими мелкими кратерами. Архимед имеет систему борозд, на фотографии видны, как еле заметные линии идущие на север более чем на 150 км.
Средний кратер - Автолик. 40 км в диаметре и 3,5 км в глубину. Возраст оценивается от 1 до 2 миллиардов лет
Верхний кратер - Аристилл. Примерно такого же возраста, как и Автолик, немного пошире, примерно 55 км в диаметре, а глубина чуть поменьше - 3,3 км.
Интересной деталью снимка является система борозд в нижней правой части. Это борозды Хедли, граничащие с горными массивами Апеннин. Борозда имеет длину 116 км и ширину около 1,2 км. с глубиной 300 метров. Предполагается, что борозда образовалась в результате подземных лавовых потоков с последующим обрушением потолка.

На этом всё. В завершении хочу показать, как эти объекты располагаются в полнолуние для большей узнаваемости:


по клику доступен размер побольше. Фотография полнолуния сделана ещё в 2011 году

Очень надеюсь, что теперь вам будет ещё интереснее смотреть на Луну, особенно тёплыми вечерами и ночами. И может быть вы поделитесь с кем-нибудь о том, что сегодня узнали:)

Немного о технической стороне съёмок. Все фотографии получены на зеркально линзовый объектив Celestron SCT 8" c апертурой 203 мм и светосилой F/10. Фокусной расстояние 5000 мм достигалось при помощи телекэтендера Televue Powermate 2,5x. Видеоролики записывались на чёрнобелую камеру VAC-136 в инфракрасном спектре с фильтром Astronomic IR-pass 742.
Обработка осуществлялась в программах:
1) стекинг кадров - AutoStakkert 2. Registax 6
2) доводка резкости (деконволюция и вейвлеты) - AstroImage 3 Pro
3) финальная цветокорреция гистограммы - Photoshop CS
П.С.: почему не одиночные кадры и не "зеркалка" можно почитать

Государственное казённое

общеобразовательное учреждение Калужской области

«Калужская общеобразовательная школа – интернат № 5 имени

для обучающихся с ограниченными возможностями здоровья»

Как образовались кратеры на Луне?

Работа выполнена учениками 6 «а» класса:

Руководители:

Калуга, 2017

Введение................................................................................. 3

Глава I. Теоретическая часть..................................................5

Типы кратеров …....................................................................5

Ударные кратеры.....................................................................5

Формирование кратеров……….............................................6

Глава II. Практическая часть…………………………….....10

Эксперимент............................................................................10

Основные выводы.................................................................13

Использованная литература…………………………..……14

Введение

Галилео Галлилей в 1609 году направил телескоп на Луну и обнаружил, что поверхность Луны не гладкая. На Луне есть горы, кратеры: лунная поверхность рельефна. Последующие исследования показали, что «поверхность Луны можно разделить на два типа: очень старая гористая местность (лунный материк) и относительно гладкие и более молодые лунные моря. Лунные «моря», которые составляют приблизительно 16 % всей поверхности Луны,- это огромные кратеры, возникшие в результате столкновений с небесными телами, которые были позже затоплены жидкой лавой» .

С конца 1780-х годов для объяснения происхождение кратеров, были выдвинуты две основные гипотезы - вулканическая и метеоритная.

Согласно постулатам вулканической теории, выдвинутой в 80-х годах XVIII века немецким астрономом Иоганном Шрётером, лунные кратеры были образованы вследствие мощных извержений на поверхности. Но в 1824 году также немецкий астроном Франц фон Груйтуйзен сформулировал метеоритную теорию, согласно которой при столкновении небесного тела с Луной происходит продавливание поверхности спутника и образование кратера.

Долгое время сторонники двух теорий происхождения кратеров ожесточенно спорили, но последующие исследования и особенно полеты к спутнику Земли с 1964 года подвели итог этому спору о происхождении кратеров на Луне: лунные кратеры образовались в результате столкновения с небесными телами.

Цель работы:

Проверить правильность метеоритной теории происхождения кратеров. Узнать, каким образом образуются кратеры, от чего зависят размеры и глубина кратеров.

Задачи работы:

1. Изучить типы кратеров и принципы их образования.

2. Провести эксперимент, из наблюдений сделать вывод.

Методы работы:

опытно-экспериментальные.

Оборудование:

мука, какао, предметы разных размеров и с разным объемом, фотоаппарат.

I Теоретическая часть

Типы кратеров

Слово «кратер» имеет разное значение. Это и сосуд, и название созвездия, и имя полководца. Но кратер также обозначает углубление на поверхности.

Кратер - форма рельефа, углубление в поверхности земли или на вершине горы.

Кратеры могут быть вулканическими, ударными, эрозийными, взрывными, лунными.

Вулканический кратер - углубление на вершине или склоне вулканического конуса (см. также: кальдера).

Ударный кратер (метеоритный кратер) - углубление на поверхности космического тела, результат падения другого тела меньшего размера.

Эрозийный кратер - углубление эрозийного происхождения.

Взрывная воронка - углубление в земле от взрыва обычного или ядерного боеприпаса . Лунный кратер - углубление на поверхности Луны.

Ударные (лунные) кратеры

«Лунным кратером называется чашеобразное углубление на поверхности Луны, имеющее сравнительно плоское дно и окруженное кольцевидным приподнятым валом. В соответствии с современными представлениями абсолютное большинство лунных кратеров являются кратерами ударного типа.»

Такое определение лунного кратера дает современная наука. Лунный кратер - это ударный кратер. А ударный кратер возникает в результате падения тел меньшего размера на поверхность.

Космические исследования показали, что ударные кратеры - самая распространённая геологическая структура в Солнечной системе. Такие образования встречаются не только на луне, но и на Земле, Меркурии, Марсе.

Геологическое строение

Структура кратеров определяется энергией соударения метеорита с поверхностью (зависящая, в свою очередь, от массы и скорости космического тела, плотности атмосферы), углом встречи с поверхностью и твёрдостью веществ, образующих метеорит и поверхность.

При касательном ударе возникают бороздообразные кратеры небольшой глубины со слабым разрушением подстилающих пород, такие кратеры достаточно быстро разрушаются вследствие эрозии. Примером может служить кратерное поле Рио Кварта в Аргентине, возраст которого составляет около 10 тысяч лет: самый крупный кратер поля имеет длину 4,5 км и ширину 1,1 км при глубине 7-8 м.

Структура обычного и крупного кратеров.

Когда направление столкновения вертикальное, возникают округлые кратеры, структура которых зависит от их диаметра. Небольшие кратеры (диаметром 3-4 км) имеют простую чашеобразную форму, их воронка окружена валом, образованным задранными пластами подстилающих пород (цокольный вал), перекрытый выброшенными из кратера обломками (насыпной вал, аллогенная брекчия). Под дном кратера залегают аутигенные брекчии - породы, раздробленные и частично метаморфизированные при столкновении; под брекчией расположены трещиноватые горные породы. Отношение глубины к диаметру у таких кратеров близко к 1⁄3, что отличает их от кратерообразных структур вулканического происхождения, у которых отношение глубины к диаметру составляет около 0,4.

При больших диаметрах возникает центральная горка над точкой удара (в месте максимального сжатия пород). При ещё больших диаметрах кратера (более 14-15 км) образуются кольцевые поднятия. Эти структуры связаны с волновыми эффектами (подобно капле, падающей на поверхность воды). С ростом диаметра кратеры быстро уплощаются: отношение глубина/диаметр падает до 0,05-0,02.

Размер кратера может зависеть от мягкости поверхностных пород (чем мягче, тем, как правило, меньше кратер).

На космических телах, не обладающих плотной атмосферой, вокруг кратеров могут сохраняться длинные «лучи» (образовавшиеся в результате выброса вещества в момент удара).

При падении крупного метеорита в море могут возникать мощные цунами (например, юкатанский метеорит, согласно расчётам, вызвал цунами высотой 50-100 м).

Метеориты массой свыше 1000 тонн практически не задерживаются земной атмосферой; метеориты меньшей массы могут существенно тормозиться и даже полностью испаряться, не достигая поверхности.

У старых астроблем видимая структура кратера (горка и вал) зачастую разрушена эрозией и погребена под наносным материалом, однако по изменениям свойств подстилающих и перенесённых горных пород такие структуры достаточно чётко определяются сейсмическими и магнитными методами.

Формирование кратера

Средняя скорость, с которой метеориты врезаются в поверхность Земли, составляет около 20 км/с, а максимальная - около 70 км/с. Их кинетическая энергия превышает энергию, выделяющуюся при детонации обычной взрывчатки той же массы. Энергия, выделяющаяся при падении метеорита массой свыше 1 тыс. тонн, сравнима с энергией ядерного взрыва. Метеориты такой массы падают на Землю довольно редко.

При встрече метеорита с твёрдой поверхностью его движение резко замедляется, а вот породы мишени (места, куда он упал), наоборот, начинают ускоренное движение под воздействием ударной волны. Она расходится во все стороны от точки соприкосновения: охватывает полусферическую область под поверхностью планеты, а также движется в обратную сторону по самому метеориту (ударнику). Достигнув его тыльной поверхности, волна отражается и бежит обратно. Растяжения и сжатия при таком двойном пробеге обычно полностью разрушают метеорит. Ударная волна создает колоссальное давление - свыше 5 миллионов атмосфер. Под её воздействием горные породы мишени и ударника сильно сжимаются, что приводит к взрывному росту температуры и давления, в результате чего в окрестностях соударения горные породы нагреваются и частично плавятся, а в самом центре, где температура достигает 15 000 °C, - даже испаряются. В этот расплав попадают и твердые обломки метеорита. В результате после остывания и затвердевания на днище кратера образуется слой импактита (от англ. impact - «удар») - горной породы с весьма необычными геохимическими свойствами. В частности, она весьма сильно обогащена крайне редкими на Земле, но более характерными для метеоритов химическими элементами - иридием, осмием, платиной, палладием. Это так называемые сидерофильные элементы, то есть относящиеся к группе железа (греч. σίδηρος).

При мгновенном испарении части вещества происходит образование плазмы, что приводит к взрыву, при котором породы мишени разлетаются во все стороны, а дно вдавливается. На дне кратера возникает круглая впадина с довольно крутыми бортами, но существует она какие-то доли секунды - затем борта немедленно начинают обрушиваться и оползать. Сверху на эту массу грунта выпадает и каменный град из вещества, выброшенного вертикально вверх и теперь возвращающегося на место, но уже в раздробленном виде. Так на дне кратера образуется брекчия - слой обломков горных пород, сцементированных тем же материалом, но измельчённым до песчинок и пылинок. Столкновение, сжатие пород и проход взрывной волны длятся десятые доли секунды. Формирование выемки кратера занимает на порядок больше времени. А ещё через несколько минут ударный расплав, скрытый под слоем брекчии, остывает и начинает быстро затвердевать. На этом формирование кратера заканчивается.

При сильных столкновениях твёрдые породы ведут себя подобно жидкости. В них возникают сложные волновые гидродинамические процессы, один из характерных следов которых - центральные горки в крупных кратерах. Процесс их образования подобен появлению капли отдачи при падении в воду небольшого предмета. При крупных столкновениях сила взрыва столь велика, что выброшенный из кратера материал может даже улететь в космос. Именно так на Землю попали метеориты с Луны и с Марса, десятки которых обнаружены за последние годы.

Пиковые значения давлений и температур при столкновении зависят от энерговыделения, то есть скорости небесного тела, при этом часть выделившейся энергии преобразуется в механическую форму (ударная волна), часть - в тепловую (разогрев пород вплоть до их испарения); плотность энергии падает при удалении от центра соударения. Соответственно, при образовании астроблемы диаметром 10 км в граните соотношение испарённого, расплавленного и раздробленного материала составляет примерно 1:110:100; в процессе образования астроблемы происходит частичное перемешивание этих преобразованных материалов, что обуславливает большое разнообразие пород, образующихся в ходе ударного метаморфизма.

Согласно международной классификации импактитов (International Union of Geological Sciences, 1994 г.), импактиты, локализованные в кратере и его окрестностях, делятся на три группы (по составу, строению и степени ударного метаморфизма):

Импактированные породы - горные породы мишени, слабо преобразованные ударной волной и сохранившие благодаря этому свои характерные признаки;

Расплавные породы - продукты застывания импактного расплава;

Импактные брекчии - обломочные породы, сформированные без участия импактного расплава или с очень небольшим его количеством.

Образование ударного кратера

II Практическая часть

Эксперимент

Наша группа решила экспериментально проверить, как образуются кратеры на поверхности Луны. Действительно ли, как утверждает теория, кратеры на поверхности образуются в результате столкновения метеоритов с поверхностью Луны.

Для решения этой задачи необходимо провести эксперимент . Основная идея состоит в том, что нам необходима поверхность, похожая на поверхность Луны, и твердые предметы, которые будут играть роль метеоритов. Таким образом, мы сможем смоделировать процессы, происходящие во время столкновения. Конечно, необходимо учесть, что во время попадания метеоритов в атмосферу земли они нагреваются. Но насколько мы знаем, у Луны нет атмосферы, и, следовательно, метеориты при падении не нагреваются, а энергия выделяется только при столкновении с поверхностью Луны. Эксперимент мы проводим на Земле в присутствии воздуха, но нам кажется, что влияние воздуха на процесс незначительное. Поэтому в нашем эксперименте мы сопротивление воздуха не учитываем.

Для этого эксперимента необходимы речной песок, мука, какао-порошок и предметы разных размеров.

Муку необходимо высыпать горочкой на поднос, подровнять поверхность. С помощью ситечка необходимо высыпать какао-порошок по всей поверхность муки. Далее необходимо кидать вертикально или под углом предметы с разной высоты и с разной начальной скоростью. Во втором варианте эксперимента муку необходимо горкой высыпать на песок и проделать те же самые действия, что и в первом случае.

Результаты эксперимента были сфотографированы.

Основные выводы

Согласно проведенному эксперименту можно сделать следующие выводы:

· Размеры кратеров зависят от размеров падающих тел.

· Глубина кратера зависит от массы падающего тела, а также от его скорости.

· Ну и мы можем дать утвердительный ответ на наш поставленный вопрос: кратеры на Луне возникают в результате столкновения небесных тел с поверхностью Луны. Лунные кратеры относятся к ударному типу кратеров.

Конечно, необходимо признать, что проведенный эксперимент дает ответ на общие вопросы, и для уяснения всех причин и механизмов кратерообразования необходимо провести еще дополнительные эксперименты.

Использованная литература:

1. ru. wikipedia. org

2. cse. ssl. berkeley. edu

Учёные нашли объяснение, почему кратеры на видимой стороне Луны более глубокие нежели на противоположном полушарии

Учёные, анализируя данные двух космических аппаратов-близнецов миссии NASA «GRAIL» (Gravity Recovery and Interior Laboratory), представили новое виденье того, как происходило формирование особенностей рельефа видимой стороны Луны. Отчёт об ассиметричном распределении лунных ударных кратеров был опубликован на этой неделе в журнале «Science».

По словам главного исследователя «GRAIL» Maria Zuber из Massachusetts Institute of Technology, с незапамятных времён человечество интересовала загадочная природа естественного спутника Земли. Zuber отмечает, что на данный момент, учёным много известно о структуре и особенностях рельефа луны, в частности, астрономам известно, что большие темные пятна, видимые в телескопы, в действительности представлены огромными ударными кратерами, заполненными лавой, которые образовались порядка 4 млрд. лет назад в результате столкновений с астероидами. По словам Maria Zuber, данные космических аппаратов «Эбб» и «Флоу», запущенные NASA в рамках программы «GRAIL», указывают на то, что темная сторона Луны, так же, как и её видимая сторона, «усеяна» огромными ударными кратерами. Внимание учёных привлёк тот факт, что структура и глубина кратеров на темной лунной стороне несколько иная, а это в свою очередь указывает на то, что поверхность луны не одинаково реагировала на столкновения с прочими небесными объектами.

Самая основная загвоздка заключалась в том, что ударные кратеры на видимой стороне по размерам кардинально отличались от ударных кратеров на тёмной стороне Луны. Большинство крупнейших воронок на видимой стороне Луны заполнены потоками лавы, которые скрывают важные подсказки о форме рельефа, которые в свою очередь можно было бы использовать для определения их размеров. Спутники миссии «GRAIL» измерили внутреннюю структуру Луны в беспрецедентных деталях всего за 9 месяцев в 2012 году. Благодаря полученной информации учёные получили возможность максимально подробно рассмотреть ударные кратеры Луны и сопоставить их размеры и глубину.

Карты толщины коры, составленные на основании данных зондов-близнецов, показали, что на видимой стороне Луны находится больше крупных ударных кратеров, нежели на противоположной - не освещаемой Солнцем стороне. Как такое могло произойти, если оба полушария в равной степени подвержены вероятности столкновения? Это объясняется тем, что мантия и другие породы Луны в далеком прошлом были значительно горячее на полушарии, обращённом к нашей планете, нежели на тёмной стороне Луны.

Учёным уже давно подозревали, что температура видимого полушария Луны была выше нежели противоположной стороны. К этому выводу они пришли судя по наличию на поверхности видимой стороны Луны урана и тория, входящего в магматические породы и специфическому минеральному составу.

Как объясняет Katarina Miljkovic из Institut de Physique du Globe de Paris. Который является соавтором опубликованной статьи, моделирование столкновений указывает на то, что даже незначительное повышение температуры коры и мантии привело бы к увеличению глубины ударного кратера примерно в два раза, по сравнению с аналогичным «соударением» с холодной темной стороной спутника.

Именно различие температур пород и поверхности Луны в далёком прошлом объясняет, почему ударные кратеры на видимой стороне Луны аномально глубокие.

Новое исследование, основанное на данных «GRAIL» также помогает пересмотреть интенсивность последней астероидной «бомбардировки», которую пережили планеты Солнечной системы порядка 4 млрд лет назад.