Як з'явилися кратери на Місяці. Місяць та його кратери

У сьогоднішній статті мені хотілося б розповісти Вам, трохи про нашу супутницю, Місяць. Селена, як її ще називають, є найяскравішим об'єктом на нічному небі та завжди приковувала увагу людей до себе. Також астролюбителі її називають «найвдячнішим» об'єктом спостереження! Я б теж хотів приєднатися до цього виразу і помітити, що стільки емоцій, стільки інтересу при телескопічних спостереженнях мало який об'єкт на небі здатний подарувати.

Цей знімок, у гігантському розмірі, було знято через 200мм телескоп спільно з Олексієм Юрченком, поблизу сел. Ізмайлівка. Є мозаїкою з 19 кадрів.

Приємного перегляду!

Трохи про Місяць.

Місяць є супутницею Землі в космічному просторі. Щомісяця Місяць здійснює повну подорож навколо Землі. Вона світиться тільки світлом, відбитим від Сонця, так що постійно одна половина Місяця, звернена до Сонця, освітлена, а інша занурена у морок.
Вивчення місячних порід, доставлених Землю, дозволило оцінити вік Місяця методом радіоактивного розпаду. Камені на Місяці стали твердими близько 4,4 млрд років тому. Відповідно до теорії російського астронома Євгенії Рускол, Місяць сформувався із залишків протопланетної речовини, що оточувала молоду Землю. Іншу теорію розробив американський астроном Алістер Камерон: вважає, що Земля на стадії формування зіткнулася з великим небесним тілом. Викинуті внаслідок зіткнення уламки об'єдналися у наш супутник.

Коли можна побачити Місяць.

Нерідко люди вважають, що Місяць піднімається в небо лише ночами; насправді, якщо небо чисте, то Місяць, що слабо світиться, часто можна бачити і вдень. Час сходу Місяця з кожним днем стає все пізнішим. Відразу після молодика Місяць сходить слідом за Сонцем. Через тиждень, коли проходить перша чверть циклу, Місяць піднімається опівдні, а повний Місяць встає на заході Сонця.

Припливи та відливи знайомі кожному, хто живе чи бував на океанських чи морських узбережжях. Двічі на день рівень океанських вод піднімається і знижується, причому подекуди на дуже значну величину. Щодня приплив настає на 50 хвилин пізніше, ніж у попередній. Що змушує океанські води підніматися на берег і йти назад? У всьому винен Місяць.

Місяць утримується на своїй орбіті навколо Землі через те, що між двома цими небесними тілами існують сили тяжіння, які притягують їх одна до одної. Земля постійно прагне притягнути себе Місяць, а Місяць притягує себе Землю.

Оскільки океани є величезними масами рідини і можуть текти, вони легко деформуються під впливом сил тяжіння Місяця, приймаючи форму лимона. Куля із твердих гірських порід, якою є Земля, залишається в середині. В результаті на тій стороні Землі, що звернена до Місяця, виникає водяна опуклість та інша така ж опуклість – з протилежного боку. Оскільки тверда Земля обертається навколо осі, на берегах океану виникають припливи і відливи, це відбувається двічі протягом кожні 24 годин 50 хвилин, коли береги океанів проходять через водяні горби. На цей раз довжина періоду більше 24 годин через те, що і сам Місяць теж рухається своєю орбітою. У затоках і гирлах річок припливи і відливи бувають значнішими, ніж в інших місцях, тому що у вузьких проходах морська вода збирається, як у лійках.

Італійський астроном Джованні Річчоллі в XVII столітті привласнив пагорбам і западинам на Місяці назви: Альпи, Апенніни та Кавказ, Океан Бур, моря Дощів, Холоду та Спокою, кратери Тихо, Піфагор, Птолемей і т.д. На пропозицію радянських астрономів Міжнародна астрономічна спілка помістила на першу карту зворотного боку Місяця 18 назв знову відкритих утворень. Так з'явилися на Місяці Море Москви, кратери Герц, Курчатов, Ломоносов, Максвелл, Менделєєв, Склодовська-Кюрі, Ціолковський.

Звісно, жодних морів на Місяці немає. Місячні моря абсолютно сухі і являють собою великі, залиті базальтовою лавою низини. Місяць – неживе тіло, позбавлене атмосфери, морів та океанів. Протягом місячної доби температура поверхні може змінюватися на 300 градусів (від -170 ° C до +130 ° C). За таких умов вода у рідкому стані перебувати не може.

Кратери.

У всіх місячних кратерів ударна природа виникнення. Все це – сліди наддовгого космічного бомбардування, які Місяць маніакально зберігає собі на згадку. Кратерів на ній – незліченно багато, власне, майже вся поверхня – причому старі кратери забиваються новими майже до невпізнанності. Кратери бувають великі та маленькі, світлі та темні, молоді та старі, з променями та без.
Називають кратери іменами різних великих вчених, наскільки можна пов'язані з астрономією. Ідею цю ввели ще ті самі італійці-картографи XVII століття - Джованні Річчолі та Франческо Грімальді - чиї назви місячних об'єктів прижилися найкраще.

І так поглянемо на легку версію карти Місяця, зверніть увагу на всі крапки та подряпини.

Найкраще видно світлі точки - це вони і є, у сенсі кратери. До того ж саме молоді. Справа в тому, що поверхня морів – це базальт, застигла лава – темна сама по собі. Проста материкова поверхня - сіренька, на неї діє сонячна радіація, через яку вона темніє. А те, що викопується ударом астероїда – воно світле, це нутро місячної кори.

Почнемо з найпомітнішого місячного кратера – кратера Тихо. Це такий «пупок» Місяця. Начебто затички в надувній кулі.

Діаметр його 85 кілометрів (не найбільший), але в нього можна, наприклад, повністю засунути місто Стамбул, і місце залишиться.

Кратер Тихо з молодих – йому 108 мільйонів років – він яскравий та свіжий. Від нього розходяться добре видимі промені – це сліди викидів місячної породи після удару. Стукнуло сильно, тому й летіло далеко; деякі промені простяглися на тисячі кілометрів і видно аж на Морі Ясності і далі.

У центрі кратера – характерна гірка. Коли в Місяць влітає щось більше 26 кілометрів у діаметрі, у місці удару тверда порода починає поводитися, як рідина. Фотографії, як крапля падає у воду, сподіваюся, всі бачили? У Місяці відбувається приблизно те саме - і після удару поверхня спучується зворотною загасаючою хвилею.

Названий кратер на честь знаменитого датського астронома та алхіміка Тихо Браге, який жив у другій половині XVI століття та примудрився створити перший в історії науковий астрономічний центр – Ураніборг. Крім цього, він першим з'ясував природу комет, за допомогою власних винайдених інструментів підвищив точність спостережень неба на порядок, врятував від гонінь Йоганна Кеплера - і ще багато іншого героїчного зробив.

Про Тихо Браге ходить безглузда дитяча легенда, яку мені ще мама в дитинстві розповідала. Начебто він помер на королівському прийомі, прямо за обіднім столом. Дуже писати хотів, але соромився вийти - от сечовий міхур і порвався. А це ніби несумісне з життям. Незрозуміло, звідки взялася ця марення, можливо, навіть тягнеться з 1601 року: хвороба астронома протікала настільки стрімко (11 днів), що багато хто тоді запідозрив недобре і почав пропонувати версії одні дурніші за інших. Досі, до речі, пораються з останками, не можуть точно визначити причину смерті.

Наступний кратер - саме імені того молодого німецького математика, якого виписав собі Тихо Браге за рік до своєї дивної кончини. Йоганн Кеплер приїхав на запрошення заміненого астронома до Праги у 1600 році – і залишився там жити. На основі виключно точних для свого часу матеріалів, що залишилися від Тихо Браге, Кеплер вивів закони руху планет, які є актуальними й донині. Вони так і називаються – Закони Кеплера, і завдяки їм геліоцентрична система світу отримала остаточне наукове підтвердження.

Якщо придивитися до кратера Кеплера - теж видно систему променів, хоч і не така шалена, як у Тихо. Діаметр його 32 кілометри. Він приблизно того ж часу освіти, але трохи старший. Від Тихо до Кеплера чітко тягнеться одне із променів - усе, як у житті.

А ось поряд з Кеплером добре видно кратер Коперник, теж із молодих і з променями. Хто такий польський астроном Микола Коперник, автор концепції «Сонце – у центрі», розповідати, мабуть, не треба. Ім'я цьому кратеру, як і вищезгаданим, дав у 1651 році той самий Джованні Річчолі, італійський єзуїт і астроном.

Те, що «викопало» Коперника, глибоко підняло материкову породу під рівнем базальтового моря - тому він один весь такий «розумний у білому пальті стоїть гарний».

Діаметр Коперника – 95 кілометрів, промені тягнуться на 800 кілометрів, вік його – 80 мільйонів років. У селенохронології за кратером Коперника відраховують цілу епоху в історії Місяця, що тягнеться донині і так і називається – «коперниківська епоха». До цієї ери відносяться всі яскраві кратери з цілою променевою системою. При цьому сам Коперник утворився майже в її кінці.

Лівіше цих гідних у всіх відносинах кратерів розташовується кратер Аристарх. Це найяскравіша область на Місяці – що навіть на такій поганій фотці чітко видно. Діаметр його – 45 кілометрів, вік – 450 мільйонів років.

Названо його на честь давньогрецького астронома III століття до н.е. Аристарха Самоського, який, як не дивно, також вважається автором концепції «Сонце - в центрі». Чи знав Коперник про його ідею - вважається невстановленим.

Аристарх - найзагадковіший кратер Місяця за всіма спостереженнями. По-перше, у ньому дуже складна структура дна. По-друге, з нього зафіксовано змінний потік альфа-часток (поклади радону). І по-третє, Аристарх є рекордсменом з так званих короткочасних місячних явищ (КЛЯ), які поки що не мають жодного пояснення. Це не просто іскорки від метеоритів, а складніші речі: плями, що змінюються, зміна яскравості, затуманювання, різнокольорове свічення та інша. У 1970 році було описано, як три ночі поспіль в Аристарху на 10 секунд з'являлася блакитна пляма. Потім на 10 секунд пропадало. І знову з'являлося. Чорт знає, що.

Загалом, якщо налагодити побутовий телескоп на балконі і зайнятися прицільним спостереженням за Аристархом, є добрий шанс стати свідком того, що людство не в змозі пояснити.

Ось він, красень, на фото NASA 2012 року (сонце зліва):

Трохи вище за центр місячного диска, біля кордонів Моря Ясності, розташовується пара приблизно однакових кратерів з приблизно однаковими назвами - Манілій і Менелай.
Марк Манілій – римський астролог I століття н.е., відомий в історії світу першою книгою з астрології. Називалася вона "Астрономікон" і була вся у віршах за модою того часу.
А Менелай - не рогатий чоловік Олени з поеми Гомера, а навіть Менелай Олександрійський, давньогрецький математик і астроном, який у той самий час, як і Манилий. Знаменить Менелай своєю працею «Сферика», де виклав закони розрахунків трикутників, що лежать на кулі.

І залишилися два останні кратери з добре помітних - ліворуч і праворуч по боках місячного диска, як гвоздики. Гвоздик темний ліворуч - кратер Ґрімальді, а справа світлий - Лангрен.
Про Франческо Ґрімальді я вже викладав вище. Фізик, чернець-єзуїт, той, хто на пару з Джованні Річчолі дав усі основні назви місячним об'єктам. Треба сказати, що неподалік нього є кратер і його колеги, але він погано помітний.

У кратері Грімальді зафіксовано темний колір поверхні Місяця. Це один із найдавніших кратерів, його освіта відносять до Донектарського періоду.

Придворний астроном та картограф іспанського короля фламандець Мікаель ван Лангрен, який жив у XVII столітті, як і італійці-єзуїти, теж займався місячною топографією та давав свої назви різним об'єктам. Інша річ, що майже всі вони не збереглися – кому цікаві імена тогочасних чиновників. Невдалий вибір. А ось кратер, який він назвав власним ім'ям, зненацька зберіг свою назву до сьогоднішніх днів.

І останнє – із сучасного ажіотажу навколо Місяця. Термін «супермісячний» - дійсно існує в астрономії. Означає він збіг повного місяця і перигею місячної орбіти. Орбіта нашого супутника – не рівне коло із Землею в центрі, а еліпс. І Земля при цьому – не в центрі. Тому Місяць то наближається до нас (максимально близька точка орбіти – перигей), то віддаляється (найдальша точка – апогей). Але навіть у цьому самому перигеї – видимий місячний диск збільшується не більше ніж на 14%. А зоровий ефект збільшення розмірів Місяця відбувається зазвичай завжди, коли він низько над горизонтом. І тут атмосфера працює, як лінза.

Але ніяк не «вдвічі більше, ніж звичайно», як подають деякі безграмотні ЗМІ.
Понад те, Місяць поступово відходить Землі зі швидкістю приблизно 4 сантиметри на рік - це наслідок історії її освіти (теорія гігантського зіткнення).

Фото підготовлено для групи

Космічні польоти до Місяця зумовили бурхливий розвиток досліджень у галузі селенології, селенохімії та селенофізики. Місяць став одним із тих небесних об'єктів, вивчення якого допомагає краще зрозуміти особливості будови Землі та інших планет Сонячної системи.

Однак природа ревно зберігає і скупо розкриває свої таємниці. Так було і зі зворотним боком місячної кулі. Протягом багатьох століть люди не могли заглянути за межі видимої із Землі півкулі Місяця і тільки будували свої припущення. Основні секрети невидимої сторони Місяця були розкриті в 1959 році, коли радянська автоматична міжпланетна станція «Місяць-3» здійснила обліт навколо Місяця та сфотографувала його зворотний бік. Це були перші фотографії, передані з космічного простору, опубліковані в «Атласі зворотного боку Місяця, ч.1» за редакцією Н.П. Барабашова, А.А. Михайлова та Ю.М. Липського. На Генеральній асамблеї Міжнародного астрономічного союзу, що проходила в США в 1961 році, на пропозицію радянських астрономів на карту було поміщено 18 назв знову відкритих ключових утворень на звороті Місяця. Серед них: Море Мрії, Хребет Радянський, кратери Ціолковський, Джордано Бруно, Ломоносов... За цими утвореннями стояла головна таємниця зворотного боку Місяця, про що йтиметься нижче.

Зворотна сторона Місяця. Пунктирна лінія – приблизні межі Басейну Південний Полюс – Ейткен.

В даний час результати топографічного обстеження поверхні тіл Сонячної системи показують, що кільцева структура на звороті Місяця, що включає область її південного полюса, за своїми абсолютними розмірами є найбільшим кратером Сонячної системи. Відносні розміри цієї структури такі, що, якщо дотримуватися традиційних поглядів на процеси ударного кратероутворення, первісна западина гігантської освіти могла розкрити породи на глибині, що відповідає заляганню верхніх шарів місячної мантії. Вже ці обставини визначають принципову важливість дослідження багатокільцевої структури, яка має робочу назву «Басейн Південний Полюс - Ейткен».

Перші зображення цієї найбільшої у Сонячній системі структури було отримано під час першого фотографування зворотного боку Місяця 1959 року. Положення структури, що спостерігалася за чотирма фотографічними зображеннями на краю видимого диска у формі темнішої освіти, було визначено центральним потемнінням з діаметром 1500 км і координатами центру 179 ° с.д. і 50 ° пд.ш. На карті, яка була складена в 1960 р. за фотографіями, отриманими 7 жовтня 1959 міжпланетною станцією «Луна-3», ця освіта, як підкреслювалося вище, було названо Морем Мрії.

Сучасні параметри внутрішнього темного кільця басейну визначені за знімками та результатами лазерної альтиметрії, виконаної космічними апаратами «Галілео» та «Клементину». Згідно з цими даними, діаметр темної центральної частини басейну становить 1400 км, діаметр зовнішнього кільця басейну досягає 2500 км, а координати центру: 180 ° і 50 ° пд.ш. (на 34-му російсько-американському мікросимпозіумі за порівняльною планетологією у жовтні 2001 року в доповіді В.В. Шевченка та автора цієї статті на основі аналізу даних, отриманих апаратами «Зонд-8» та «Клементина», було зроблено висновок про те, що діаметр зовнішнього кільця басейну досягає 3150 км). Як бачимо, перша ідентифікація становища басейну, вироблена радянськими астрономами ще 1960 року, була досить точною та цілком надійною!

Ще в перших описах західної частини структури зазначалося, що її поверхня включає численні кратери та кратерні моря. Це також повністю збігається із сучасними уявленнями про характер дна басейну.

Величезний басейн займає всю південну половину невидимої півкулі Місяця, південну полярну шапку та південні області крайових зон видимої півкулі Місяця. Тому частину його зовнішнього кільцевого валу, що проходить поблизу південної полярної шапки, можна побачити у телескоп із Землі. Тут, на південь від 60-ї паралелі знаходяться такі великі кратери видимої півкулі Місяця, як Байі діаметром 287 км, Ньютон (78 км), Малаперт (69 км), Скотт (103 км), Демонакс (128 км), Шомбергер (85 км) , Гельмгольц (94 км) та ін, що належать південному краю басейну. Висоти згладжених зруйнованих валів досягають двох, трьох і навіть чотирьох кілометрів, всі вони розташовані на материковій поверхні, світлих променевих систем практично не мають, що вказує на їх древній вік. Відносно молоді з них, наприклад, Шомбергер, відрізняються кращим і більш чітким валом.

На думку місячних геологів, гігантський басейн утворився 4,2 млрд. років тому внаслідок дуже великого удару, коли кора та мантія вже диференціювалися, і кора затверділа так, що удари вже почали залишати видимі сліди на поверхні Місяця. Потім на поверхні цієї гігантської освіти стали виникати інші, скромніші кільцеві басейни та кратери, які, проте, протягом понад чотирьох мільярдів років так і не змогли остаточно заретушувати наслідки вибуху, внаслідок якого утворився цей гігантський басейн. Цілком очевидно, що точніше знання топографії Басейну Південний Полюс - Ейткен дуже актуально для побудови будь-яких реальних моделей його походження.

Оскільки спостерігається діаметр кільцевого освіти перевищує 1,8 місячного радіусу, відновлення механізму формування цієї ударної структури, безсумнівно, є важливою завданням у дослідженні еволюції планетних поверхонь.

В результаті дії численних ударів метеоритів і вулканізму протягом декількох мільярдів років багато деталей кілець і викидів з басейну, природно, були стерті і знищені, тому на знімках космічного апарату «Лунар Орбітер», що з'явилися в другій половині 60-х років, дешифрувальники об'єктів не змогли виявити цих зображеннях зовнішні ознаки обрисів гігантського басейну. Тому в порядку компромісу кордони всієї освіти були зменшені, а назва «Море Мрії» на карті закріплена лише за невеликою структурою діаметром близько 270 км у північно-західній частині басейну. Існування гігантського басейну було підтверджено лише після 1971 року Б.М. Родіоновим та ін. у серії публікацій, що містять результати вимірювань профілів лімбів на знімках, доставлених повернутими на Землю автоматичними станціями Зонд-6 і Зонд-8. У цих публікаціях басейн називався Південно-Західною Низинністю, але подальшого офіційного визнання ця назва не набула.

Схожа доля спіткала назву «Хребет Радянський»: вона просто зникла з поверхні сучасних карт зворотного боку Місяця! І це незважаючи на те, що світла область, виявлена на перших знімках зворотного боку Місяця, залишається реальним місячним утворенням. Інші знімки, отримані з космосу, у тому числі «Клементиною», теж підтверджують наявність загадкової області з багатьма світлими деталями.

А ось як виглядає опис Хребта Радянського у першоджерелі, тобто. в «Атласі зворотного боку Місяця, ч.1»: «Хребет Радянський - яскрава освіта на сірому фоні, що складається з великої кількості окремих яскравих деталей. Загальний контур витягнутий у північно-східному напрямку, помітно розширюючись у екваторіальній області. По відбивним властивостям нагадує гірські області... Координати об'єкту: від 118° с.д. до 124 ° с.д. та від 9° пн.ш. до 5° пд.ш.». Як показали порівняння з даними, отриманими «Клементиною», зазначена вище область «зниклого хребта» точно збігається із західним схилом північно-західної частини зовнішнього кільця басейну, окремі вершини якого тут досягають трьох і навіть чотирьох кілометрів.

Профілі Басейну Південний Полюс - Ейткен із півночі на південь (пунктирна лінія) та із заходу на схід (штрих-пунктирна лінія).

Таким чином, Хребет Радянський, відкритий ще за першими знімками зворотного боку Місяця в 1960 році, пов'язаний з гігантським басейном за походженням, тому що є частиною північно-західної ланки його зовнішнього кільцевого валу, що зберігся дотепер!

Так що секрети зворотного боку Місяця лежать на його поверхні, як би вони не стиралися протягом кількох мільярдів років. Наступні удари та вулканічна діяльність не змогли остаточно знищити гігантські кільця та великі сліди викидів, які явно генетично пов'язані з басейном. І ось тепер, через 4,2 мільярда років, ми є свідками цієї грандіозної події, яка сталася за космічними мірками часу майже відразу після утворення місячної кулі.

Чикмачов Вадим Іванович
кандидат фіз.-мат. наук, старший науковий співробітник Відділу досліджень Місяця та планет ДАІШ.

Але спочатку фотографія Місяця з анонсом і місцем розташування тих об'єктів, про які йтиметься з цієї статті:

Напевно, найвідоміший кратер на Місяці, багато хто не знає його назву, але точно бачать його на місяці. Його можна "вгадати" навіть неозброєним поглядом у повний місяць, тому що в повний місяць це яскрава пляма на Місяці за рахунок променів, що виходять від кратера до 1500 км у довжину

Кратер утворився на місяць приблизно 100 мільйонів років тому, середній діаметр 85 км і максимальна глибина майже 5 км. За Місячними мірками кратер вважається молодим. У наближенні 5000 мм виразно промальовуються ступінчаста структура внутрішнього валу на стінах кратера. А також на окремі скелі розділяється центральна гірка кратера, яка досягає висоти близько 2 км.

Думаю, що другим за впізнаваністю є кратер Коперник. Він виразно видно, як у повний місяць, так і в інші фази Місяця, коли освітлюється світлом Сонця. Його хороша видимість обумовлена тим, що кратер знаходиться посередині океану Бур, у темній вулканічній породі, а ті викиди, які з'явилися в результаті зіткнення мають світліший колір, за рахунок цього він і контрастує на поверхні Місяця.

На мою думку, дуже цікавий кратер. При різних фазах Місяця, виглядає зовсім по-різному, за рахунок гри світла та тіней. Цього разу він був майже повністю освітлений, і здається трохи плоским, зате тіні не приховують всієї його внутрішньої терасоподібної структури. Вік оцінюється у 800 мільйонів років, глибиною майже 4 км та в діаметрі близько 96 км. Навколо Коперника можна спостерігати величезну мережу вторинних дрібних кратерів, утворених уламками гірських порід внаслідок вибуху під час падіння метеорита, котрий створив Коперник. Цікава деталь полягає в тому, що астронавти "Аполлона-12" брали проби ґрунту з променевої структури цього кратера.

За своєю видимою природою дуже схожий на Коперник, та й вони розташовані по сусідству.

Кратер відносно не великий, діаметр близько 30 км і глибиною 2,5 км. Але за рахунок темного базальтового плато океану Бур і моря Островів він сильно виділяється на поверхні Місяця своєю світлою променевою системою.

4) Кратер Клавій
Красивий кратер на місяць. Красивий саме через свою структуру вторинних кратерів, легко впізнаний, нагадує мені кумедне мультяшне обличчя.

Знаходиться на південному полюсі Місяця під кратером Тихо. Є дуже древнім кратером з віком близько 4 мільярдів років, діаметром 230 км та середньою глибиною близько 2 км, а максимальною близько 5. Два кратери, які вдарили по Місяцю пізніше та розбили стіни Клавія, називаються Портер (верхній) та Резерфорд (нижній). Вони майже однакові розміри по 50 км у діаметрі.
Цікавою особливістю Клавія є його дно. Воно досить плоске крім падінь молодших метеоритів. Трохи ліворуч від центру кратера розташована "центральна гірка", яка чомусь зміщена від центру. Передбачається, що дно кратера формувалося набагато пізніше за його утворення.

Кратер з дуже цікавим дном, з численними борознами та розломами

Розташований на північному краї моря Вологості. Стародавній зруйнований кратер з діаметром 110 км. та порівняно невеликою глибиною: 1,5 км. На цьому тлі центральна гірка виглядає вище за стіни кратера, хоча насправді її висота трохи менше 1400 метрів. Структуроване дно кратера має своїм виглядом формуванню Моря Вологості. У цей період кратер зазнав лавової корозії.

Невелике кругле місячне море з діаметром 420 км.

Вік оцінюється приблизно 4 мільярди років. Затоплено лавою, що застала, глибина якої досягає 3 км. Цікавими кратерами на південній стороні моря є кратер Вітелло (на фото трохи нижче та правіше від центру), центральна частина якого нагадує подіум, на якому знаходиться пік кратера. І майже повністю зруйнований кратер Доппельмаейр, з центральною списом з рівними трикутними сторонами.

Стародавній кратер знаходиться трохи лівіше і вище від кратера Клавій

Діаметр майже 150 км., глибина 4,5 км. За природою нагадує Клавій. Так само зміщена центральна гірка ліворуч від центру. Імовірно, дно кратера формувалося так само після утворення самого кратера.

Незвичайна Місячна освіта. Безліч гіпотез про штучне походження цієї стіни ходило в інтернеті.

Насправді це тектонічний розлом на Місяці. У довжину стіна сягає 120 км. Імовірно висота стіни від 200 до 400 метрів. Найкраще стіну спостерігати на 8-й чи 22-й день зростання Місяця.
Інші об'єкти на знімку: ліворуч від стіни можна бачити тріщину у вигляді черв'яка, довжиною близько 50 км, має закруглені кінці. Тріщина утворилася швидше за все від лавових потоків. І найбільші кратери: зверху Арзахель, нижче за подвійний кратер Фебіт і стародавній кратер внизу фотографії - Пурбах.

9) Борозни Гігіна та Аріадеус
Утворення загадкового походження - довгі борозни на поверхні Місяця, а також ланцюжки місячних кратерів. Особливо загадково, коли ланцюжки місячних кратерів точно збігаються з борозеною, як видно на цій фотографії

Борозна Аріадеус (права смуга на знімку) завдовжки сягає 250 км. Є однією з найвідоміших борозен на видимій частині місячної поверхні. Походження борозни невідоме. Імовірно – результат лавових потоків.
Борозна Гігіна, знаходиться на лівій частині фотографії. Не менш довга борозна – 203 км у довжину. Цікавий тим, що ланцюжок кратерів точнісінько збігся з напрямком самої борозни. За теорією ймовірності така подія мізерно мало, а вірніше сказати неможливо. Мало того, що ланцюжки кратерів є рідкісним і загадковим явищем (можуть утворюватися від хвоста комет), так щоб цей ланцюжок потрапив на борозну і повертав у напрямку точно, як борозна, це дійсно не можна пояснити на даний момент.

Романтична гавань на місяць. Жаль, замість моря засохла і затверділа лава.

Спочатку це був величезний ударний кратер діаметром 250 км. Наразі Південно-східна частина затоки пов'язана з морем дощів. Краї райдужної затоки утворюють мис Лапласа північ від, висотою 2,5 км і мис Гераклида Півдні, висотою 1,3 км. А вали колишнього кратера називають Юрськими Горами чи Гори Юра. Висота цих гір сягає трьох кілометрів. Утворення затоки порівнюють із утворенням моря дощів, це приблизно становить 3,5-4 мільярди років тому. Однак, біля берегів затоки знаходиться більш давня магма, що відрізняється за кольором від основної застиглої магми моря Дощів, що може говорити про раннє походження затоки Веселки. Затока знаходиться на північній півкулі Місяця і видно навіть неозброєним оком. У затоці побував радянський Місяць-1 у 1970 році та китайський місяцехід Чаньє-3 у 2013 році.

11) Кратер Платон та Альпійська долина
Фотографія ще однієї цікавої ділянки поверхні Місяця (на кліку доступний оригінал 1214 пікселів по ширині)

Ця ділянка цікава як кратером Платон так і гірською мережею місячних Альп.
Кратер Платон з віком майже 4 мільярди років, діаметром 100 км та глибиною 2 км, має дуже плоске дно, залите магмою. Не залишилося навіть сліду від центральної гірки кратера, а його стіни зазнали обвалення через лавовий вплив. Дивно, що на дно кратера в пізніші періоди не падали великі метеорити. У 5000 мм можна розрізнити лише кілька дрібних кратерів з його площі. Від північної сторони кратера можна побачити "борозну Платона", що нагадують звивисте русло річки. Імовірно, метеорит, що утворив кратер, впав у гірський масив, тим самим повністю зруйнувавши їх.
Альпи і Альпійська долина, які знаходяться праворуч від Платона утворюють місячні гори, що поділяють величезним каньйоном. Цей каньйон є Альпійська долина.
Як припускають, Альпи утворилися внаслідок падіння астероїда. Найвищу гору місячних Альп назвали Монбланом, за аналогією із земними Альпами. На Місяці висота гори Монблан понад три кілометри. А вся гірська мережа завдовжки займає близько 260 км із середньою висотою гір 2,5 км. Але головною визначною пам'яткою Альп, звичайно, є Альпійська долина. Ця долина тягнеться на 160 км із середньою шириною 10 км. Вчені пояснюють утворення долини як грабен, що утворився внаслідок осідання місячної кори вздовж розлому, що виник при формуванні басейну Моря Дощів, і згодом западина була залита лавою. На дні долини є вузька борозна завширшки не більше 1 км (на фото зафіксувалася лише центральна частина цієї борозни), вона тягнеться майже на 140 км.

12) Північний полюс Місяця
Північний полюс Місяця повністю покритий кратерами різного діаметра.

Але що цікавого у північному полюсі? А те, що фахівці NASA виявили в 40 кратерах північного полюса Місяця замерзлу воду, тобто лід. Зразків поки немає і доказ існування льоду ґрунтується на аналізах орбітальної станції LRO та російського приладу LEND, а також станцій LCROSS та "Чандраян-1".
Впізнаваними кратерами на північному полюсі є Анаксагор та Гольдшмідт. Останній це древній зруйнований кратер розміром 115 км і глибиною 3,5 км. Анаксагор відносно молодий кратер, віком 1 мільярд років, розміром 50 км та глибиною в три кілометри. На фотографії вони нижчі і лівіші від центру, впізнавані тим, що метеорит, що утворив Анаксагор, упав на західну стіну Гольдшмідта.

13) Кратер Гершель Дж. та Гарпал
Два добре помітні кратери поблизу північного полюса. Знаходяться над затокою веселки.

Кратер Гершель Дж. (на фото у правій частині) майже зруйнувався та зник. Його стіни вже не такі чіткі, як у молодих кратерів. Сьогодні глибина кратера складає лише 900 метрів, а діаметр 155 км.
Кратер Гарпал (на фото зліва) – молодий ударний кратер. Діаметром 40 км, завглибшки 3,5 км. та центральною гіркою всього 350 метрів.

14) Кратери Архімед, Автолік та Арістілл
Три відомі місячні кратери.

Найнижчий кратер на фотографії це Архімед. Вік 3,5 мільярда років, діаметр 81 км та глибина 1,5 км. Знаходиться у морі Дощів. Як і в кратера Платон, його дно наповнює лава, і тому досить плоским з кількома дрібними кратерами. Архімед має систему борозен, на фотографії видно, як ледь помітні лінії, що йдуть на північ більш ніж на 150 км.
Середній кратер – Автолик. 40 км у діаметрі та 3,5 км у глибину. Вік оцінюється від 1 до 2 мільярдів років
Верхній кратер – Арістілл. Приблизно такого ж віку, як і Автолик, трохи ширше, приблизно 55 км у діаметрі, а глибина трохи менша – 3,3 км.
Цікавою деталлю знімка є система борозен у нижній правій частині. Це борозни Хедлі, що межують з гірськими масивами Апеннін. Борозна має довжину 116 км та ширину близько 1,2 км. із глибиною 300 метрів. Передбачається, що борозна утворилася в результаті підземних лавових потоків з подальшим обвалом стелі.

На цьому все. На завершення хочу показати, як ці об'єкти розташовуються в повний місяць для більшої впізнаваності:

на кліку доступний розмір побільше. Фотографію повні зроблено ще в 2011 році

Дуже сподіваюся, що тепер вам буде ще цікавіше дивитися на Місяць, особливо теплими вечорами та ночами. І можливо ви поділитеся з кимось про те, що сьогодні дізналися :)

Трохи про технічний бік зйомок. Всі фотографії отримані на дзеркально лінзовий об'єктив Celestron SCT 8" з апертурою 203 мм і світлосилою F/10. Фокусна відстань 5000 мм досягалася за допомогою телекетендера Televue Powermate 2,5x. -pass 742.
Обробка здійснювалася у програмах:
1) стекінг кадрів – AutoStakkert 2. Registax 6
2) доведення різкості (деконволюція та вейвлети) - AstroImage 3 Pro
3) фінальна корекція кольору гістограми - Photoshop CS
П.С.: чому не поодинокі кадри та не "дзеркалка" можна почитати

Державне казенне

загальноосвітня установа Калузької області

«Калузька загальноосвітня школа – інтернат № 5 імені

для тих, хто навчається з обмеженими можливостями здоров'я»

Як утворилися кратери на Місяці?

Роботу виконано учнями 6 «а» класу:

Керівники:

Калуга, 2017

Вступ................................................. ................................ 3

Глава I. Теоретична частина ............................................. .....5

Типи кратерів .................................................. .....................5

Ударні кратери................................................ .....................5

Формування кратерів………............................................. 6

Розділ II. Практична частина…………………………….....10

Експеримент................................................. ...........................10

Основні висновки................................................ .................13

Використана література…………………………..……14

Вступ

Галілео Галлілей в 1609 направив телескоп на Місяць і виявив, що поверхня Місяця не гладка. На Місяці є гори, кратери: місячна поверхня рельєфна. Наступні дослідження показали, що «поверхню Місяця можна розділити на два типи: дуже стара гориста місцевість (місячний материк) і відносно гладкі і молодші місячні моря. Місячні «моря», які становлять приблизно 16 % усієї поверхні Місяця,- це величезні кратери, що виникли в результаті зіткнень з небесними тілами, які були пізніше затоплені рідкою лавою».

З кінця 1780-х років для пояснення походження кратерів були висунуті дві основні гіпотези - вулканічна та метеоритна.

Згідно з постулатами вулканічної теорії, висунутої в 80-х роках XVIII століття німецьким астрономом Йоганном Шрьотером, місячні кратери були утворені внаслідок потужних вивержень на поверхні. Але у 1824 році також німецький астроном Франц фон Груйтуйзен сформулював метеоритну теорію, згідно з якою при зіткненні небесного тіла з Місяцем відбувається продавлювання поверхні супутника та утворення кратера.

Довгий час прихильники двох теорій походження кратерів запекло сперечалися, але подальші дослідження і особливо польоти до супутника Землі з 1964 року підбили підсумок цієї суперечки про походження кратерів на Місяці: місячні кратери утворилися внаслідок зіткнення з небесними тілами.

Мета роботи:

Перевірити правильність метеоритної теорії походження кратерів. Дізнатися, яким чином утворюються кратери, від чого залежать розміри та глибина кратерів.

Завдання роботи:

1. Вивчити типи кратерів та принципи їх утворення.

2. Провести експеримент, зі спостережень зробити висновок.

Методи роботи:

дослідно-експериментальні.

Обладнання:

борошно, какао, предмети різних розмірів та з різним об'ємом, фотоапарат.

IТеоретична частина

Типи кратерів

Слово "кратер" має різне значення. Це і судина, і назва сузір'я, ім'я полководця. Але кратер також позначає заглиблення лежить на поверхні.

Кратер - форма рельєфу, заглиблення на поверхні землі або на вершині гори.

Кратери можуть бути вулканічними, ударними, ерозійними, вибуховими, місячними.

Вулканічний кратер - поглиблення на вершині чи схилі вулканічного конуса (див. також: кальдера).

Ударний кратер (метеоритний кратер) - поглиблення лежить на поверхні космічного тіла, результат падіння іншого тіла меншого розміру.

Ерозійний кратер – поглиблення ерозійного походження.

Вибухова воронка - поглиблення у землі від вибуху звичайного або ядерного боєприпасу. Місячний кратер – поглиблення на поверхні Місяця.

Ударні (місячні) кратери

«Місячним кратером називається чашоподібне заглиблення на поверхні Місяця, що має порівняно плоске дно і оточене кільцеподібним піднятим валом. Відповідно до сучасних уявлень абсолютна більшість місячних кратерів є кратерами ударного типу.»

Таке визначення місячного кратера дає сучасна наука. Місячний кратер – це ударний кратер. А ударний кратер виникає внаслідок падіння тіл меншого розміру на поверхню.

Космічні дослідження показали, що ударні кратери - найпоширеніша геологічна структура у Сонячній системі. Такі освіти трапляються як на місяці, а й у Землі, Меркурії, Марсі.

Геологічна будова

Структура кратерів визначається енергією зіткнення метеориту з поверхнею (що залежить, у свою чергу, від маси та швидкості космічного тіла, щільності атмосфери), кутом зустрічі з поверхнею та твердістю речовин, що утворюють метеорит та поверхню.

При дотичному ударі виникають бороздоподібні кратери невеликої глибини зі слабким руйнуванням порід, що підстилають, такі кратери досить швидко руйнуються внаслідок ерозії. Прикладом може бути кратерне поле Ріо Кварта в Аргентині, вік якого становить близько 10 тисяч років: найбільший кратер поля має довжину 4,5 км і ширину 1,1 км при глибині 7-8 м.

Структура звичайного та великого кратерів.

Коли напрям зіткнення вертикальний, виникають округлі кратери, структура яких залежить від їхнього діаметра. Невеликі кратери (діаметром 3-4 км) мають просту чашоподібну форму, їхня лійка оточена валом, утвореним задертими пластами підстилаючих порід (цокольний вал), перекритий викинутими з кратера уламками (насипний вал, алогенна брекчія). Під дном кратера залягають аутигенні брекчії – породи, роздроблені та частково метаморфізовані при зіткненні; під брекчією розташовані тріщинуваті гірські породи. Відношення глибини до діаметра таких кратерів близько до 1⁄3, що відрізняє їх від кратерообразных структур вулканічного походження, у яких відношення глибини до діаметру становить близько 0,4.

При великих діаметрах виникає центральна гірка над точкою удару (у місці максимального стиснення порід). При ще більших діаметрах кратера (понад 14-15 км) утворюються кільцеві підняття. Ці структури пов'язані з хвильовими ефектами (подібно до краплі, що падає на поверхню води). Зі зростанням діаметра кратери швидко уплощуються: відношення глибина/діаметр падає до 0,05-0,02.

Розмір кратера може залежати від м'якості поверхневих порід (що м'якше, тим зазвичай менше кратер).

На космічних тілах, які не мають щільної атмосфери, навколо кратерів можуть зберігатися довгі «промені» (утворені в результаті викиду речовини в момент удару).

При падінні великого метеориту у морі можуть виникати потужні цунамі (наприклад, юкатанський метеорит, згідно з розрахунками, викликав цунамі заввишки 50-100 м).

Метеорити масою понад 1000 тонн мало затримуються земної атмосферою; Метеорити меншої маси можуть суттєво гальмуватися і навіть повністю випаровуватися, не досягаючи поверхні.

У старих астроблем видима структура кратера (гірка та вал) найчастіше зруйнована ерозією і похована під наносним матеріалом, проте за змінами властивостей підстилаючих та перенесених гірських порід такі структури досить чітко визначаються сейсмічними та магнітними методами.

Формування кратера

Середня швидкість, з якою метеорити врізаються на поверхню Землі, становить близько 20 км/сек, а максимальна - близько 70 км/сек. Їхня кінетична енергія перевищує енергію, що виділяється при детонації звичайної вибухівки тієї ж маси. Енергія, що виділяється при падінні метеориту масою понад 1 тис. тонн, можна порівняти з енергією ядерного вибуху. Метеорити такої маси падають Землю досить рідко.

При зустрічі метеорита з твердою поверхнею його рух різко сповільнюється, а ось породи мішені (місця, куди він упав), навпаки, починають прискорений рух під впливом ударної хвилі. Вона розходиться на всі боки від точки дотику: охоплює напівсферичну область під поверхнею планети, а також рухається у зворотний бік по самому метеориту (ударнику). Досягши його тильної поверхні, хвиля відбивається і біжить назад. Розтягування та стискування при такому подвійному пробігу зазвичай повністю руйнують метеорит. Ударна хвиля створює колосальний тиск – понад 5 мільйонів атмосфер. Під її впливом гірські породи мішені і ударника сильно стискаються, що призводить до вибухового зростання температури і тиску, внаслідок чого на околицях зіткнення гірські породи нагріваються і частково плавляться, а в самому центрі, де температура досягає 15 000 ° C, - навіть випаровуються. До цього розплаву потрапляють і тверді уламки метеорита. В результаті після остигання та затвердіння на днищі кратера утворюється шар імпактиту (від англ. impact – «удар») – гірської породи з вельми незвичайними геохімічними властивостями. Зокрема, вона дуже збагачена вкрай рідкісними Землі, але характернішими для метеоритів хімічними елементами - іридієм, осмієм, платиною, паладієм. Це звані сидерофільні елементи, тобто які стосуються групі заліза (грец. σίδηρος).

При миттєвому випаровуванні частини речовини відбувається утворення плазми, що призводить до вибуху, при якому породи мішені розлітаються на всі боки, а дно вдавлюється. На дні кратера виникає кругла западина з досить крутими бортами, але існує якась частка секунди - потім борти негайно починають обрушуватися і обповзати. Зверху на цю масу ґрунту випадає і кам'яний град із речовини, викинутої вертикально вгору, яка тепер повертається на місце, але вже в роздробленому вигляді. Так на дні кратера утворюється брекчія - шар уламків гірських порід, зцементованих тим же матеріалом, але подрібненим до піщин та порошин. Зіткнення, стиснення порід та прохід вибухової хвилі тривають десяті частки секунди. Формування виїмки кратера займає набагато більше часу. А ще за кілька хвилин ударний розплав, прихований під шаром брекчії, остигає і починає швидко твердніти. У цьому формування кратера закінчується.

При сильних зіткненнях тверді породи поводяться подібно до рідини. Вони виникають складні хвильові гідродинамічні процеси, одне із характерних слідів яких - центральні гірки у великих кратерах. Процес їх утворення подібний до появи краплі віддачі при падінні у воду невеликого предмета. При великих зіткненнях сила вибуху настільки велика, що матеріал, що викинув з кратера, може навіть полетіти в космос. Саме так на Землю потрапили метеорити з Місяця та з Марса, десятки яких виявлено за останні роки.

Пікові значення тисків і температур при зіткненні залежать від енерговиділення, тобто швидкості небесного тіла, при цьому частина енергії, що виділилася, перетворюється на механічну форму (ударна хвиля), частина - в теплову (розігрів порід аж до їх випаровування); густина енергії падає при віддаленні від центру зіткнення. Відповідно, при утворенні астроблеми діаметром 10 км у граніті співвідношення випарованого, розплавленого та роздробленого матеріалу становить приблизно 1:110:100; у процесі утворення астроблеми відбувається часткове перемішування цих перетворених матеріалів, що зумовлює велику різноманітність порід, що утворюються під час ударного метаморфізму.

Згідно з міжнародною класифікацією імпактитів (International Union of Geological Sciences, 1994 р.), імпактити, локалізовані в кратері та його околицях, поділяються на три групи (за складом, будовою та ступенем ударного метаморфізму):

Імпактовані породи - гірські породи мішені, слабко перетворені ударною хвилею і завдяки цьому свої характерні ознаки;

Розплавні породи – продукти застигання імпактного розплаву;

Імпактні брекчії - уламкові породи, сформовані без участі імпактного розплаву або з невеликою його кількістю.

Утворення ударного кратера

IIПрактична частина

Експеримент

Наша група вирішила експериментально перевірити, як утворюються кратери на поверхні Місяця. Чи справді, як стверджує теорія, кратери на поверхні утворюються внаслідок зіткнення метеоритів із поверхнею Місяця.

Для вирішення цього завдання необхідно провести експеримент. Основна ідея полягає в тому, що нам необхідна поверхня, схожа на поверхню Місяця, та тверді предмети, які відіграватимуть роль метеоритів. Таким чином, ми зможемо змоделювати процеси, які відбуваються під час зіткнення. Звичайно, необхідно врахувати, що під час потрапляння метеоритів у атмосферу землі вони нагріваються. Але наскільки ми знаємо, Місяць не має атмосфери, і, отже, метеорити при падінні не нагріваються, а енергія виділяється тільки при зіткненні з поверхнею Місяця. Експеримент ми проводимо на Землі у присутності повітря, але нам здається, що вплив повітря на процес незначний. Тож у нашому експерименті ми опір повітря не враховуємо.

Для цього експерименту необхідні річковий пісок, борошно, какао-порошок та предмети різних розмірів.

Борошно необхідно висипати гіркою на тацю, підрівняти поверхню. За допомогою ситечка необхідно висипати какао-порошок по всій поверхні борошна. Далі необхідно кидати вертикально або під кутом предмети з різної висоти та з різною початковою швидкістю. У другому варіанті експерименту борошно необхідно гіркою висипати на пісок і зробити ті ж дії, що і в першому випадку.

Результати експерименту було сфотографовано.

Основні висновки

Згідно з проведеним експериментом можна зробити такі висновки:

· Розміри кратерів залежать від розмірів падаючих тіл.

· Глибина кратера залежить від маси падаючого тіла, а також від його швидкості.

· Ну і ми можемо дати ствердну відповідь на наше поставлене питання: кратери на Місяці виникають внаслідок зіткнення небесних тіл із поверхнею Місяця. Місячні кратери відносяться до ударного типу кратерів.

Звичайно, необхідно визнати, що проведений експеримент дає відповідь на загальні питання, і для з'ясування всіх причин та механізмів кратероутворення необхідно провести додаткові експерименти.

Використана література:

1. ru. Wikipedia. org

2. cse. ssl. Berkeley. edu

Вчені знайшли пояснення, чому кратери на видимому боці Місяця глибші, ніж на протилежній півкулі.

Вчені, аналізуючи дані двох космічних апаратів-близнюків місії NASA Grail (Gravity Recovery and Interior Laboratory), представили нове бачення того, як відбувалося формування особливостей рельєфу видимого боку Місяця. Звіт про асиметричний розподіл місячних ударних кратерів був опублікований цього тижня в журналі Science.

За словами головного дослідника "GRAIL" Maria Zuber з Massachusetts Institute of Technology, з давніх-давен людство цікавила загадкова природа природного супутника Землі. Zuber зазначає, що на даний момент вченим багато відомо про структуру та особливості рельєфу місяця, зокрема, астрономам відомо, що великі темні плями, видимі в телескопи, насправді представлені величезними ударними кратерами, заповненими лавою, які утворилися близько 4 млрд. років. тому внаслідок зіткнень з астероїдами. За словами Maria Zuber, дані космічних апаратів "Ебб" і "Флоу", запущені NASA в рамках програми "GRAIL", вказують на те, що темна сторона Місяця, так само, як і її видима сторона, "усіяна" величезними ударними кратерами. Увага вчених привернув той факт, що структура та глибина кратерів на темній місячній стороні дещо інша, а це в свою чергу вказує на те, що поверхня місяця не однаково реагувала на зіткнення з іншими небесними об'єктами.

Найголовніша проблема полягає в тому, що ударні кратери на видимій стороні за розмірами кардинально відрізнялися від ударних кратерів на темній стороні Місяця. Більшість найбільших вирв на видимому боці Місяця заповнені потоками лави, які приховують важливі підказки про форму рельєфу, які можна було б використовувати для визначення їх розмірів. Супутники місії «GRAIL» виміряли внутрішню структуру Місяця у безпрецедентних деталях лише за 9 місяців 2012 року. Завдяки отриманій інформації вчені отримали можливість максимально докладно розглянути ударні кратери Місяця та зіставити їх розміри та глибину.

Карти товщини кори, складені на підставі даних зондів-близнюків, показали, що на видимому боці Місяця знаходиться більше великих ударних кратерів, ніж на протилежній стороні, що не освітлюється Сонцем. Як таке могло статися, якщо обидві півкулі однаково схильні до ймовірності зіткнення? Це пояснюється тим, що мантія та інші породи Місяця в далекому минулому були значно гарячішими на півкулі, зверненій до нашої планети, ніж на темній стороні Місяця.

Вченим вже давно підозрювали, що температура видимої півкулі Місяця була вищою за протилежну сторону. До цього висновку вони дійшли судячи з наявності на поверхні видимого боку Місяця урану і торію, що входить до магматичних пород і специфічного мінерального складу.

Як пояснює Katarina Miljkovic із Institut de Physique du Globe de Paris. Який є співавтором опублікованої статті, моделювання зіткнень вказує на те, що навіть незначне підвищення температури кори та мантії призвело б до збільшення глибини ударного кратера приблизно вдвічі, порівняно з аналогічним «зіткненням» з холодною темною стороною супутника.

Саме відмінність температур порід та поверхні Місяця в далекому минулому пояснює, чому ударні кратери на видимому боці Місяця аномально глибокі.

Нове дослідження, засноване на даних «GRAIL», також допомагає переглянути інтенсивність останнього астероїдного «бомбардування», яке пережили планети Сонячної системи близько 4 млрд років тому.