Луна, строение, характеристики, влияние на Землю

Что такое Луна?

"Луна - небесное тело, которое вращается вокруг Земли. Это естественный спутник нашей планеты и представляет собой шар из камней и металлов..."

---

Полезные статьи:

Земля, планета, описание

Вслененная, строение и свойства

Все статьи

---

   Содержание:

---

1. Как появилась Луна?

2. Основные характеристики

3. Внутреннее строение

4. Химический состав

5. Поверхность

6. Атмосфера

7. Магнитное поле

8. Фазы Луны

9. Влияние на Землю

10. Космические миссии

Как появилась Луна?

Гипотезы происхождения Луны являются областью активных исследований и дискуссий в научном сообществе. Существует множество различных теорий, которые пытаются объяснить, как образовалась Луна и как она стала спутником Земли. Вот некоторые из наиболее популярных гипотез:

Гипотеза Большого удара 

Эта теория утверждает, что Луна образовалась из огромного объекта, который столкнулся с Землей в раннем периоде ее истории. Этот объект, называемый Тейя, был размером с Марс и столкнулся с Землей под углом примерно 45 градусов. В результате столкновения часть материала Земли была выброшена в космос, где он сконденсировался и образовал Луну.

Гипотеза испарения 

Эта гипотеза предполагает, что Земля изначально была гораздо больше и горячее, чем сейчас. Под воздействием высокой температуры океаны воды на Земле испарились, и большая часть водяного пара была выброшена на орбиту вокруг Земли. Когда этот пар сконденсировался, он образовал Луну, которая, таким образом, состоит в основном из воды.

Гипотеза захвата 

Согласно этой теории, Луна изначально была независимым объектом, который был захвачен гравитационным притяжением Земли. В отличие от других гипотез, эта теория не предполагает, что Луна когда-то была частью Земли.

Гипотеза центробежного разделения 

Эта гипотеза утверждает, что материал Земли начал вращаться настолько быстро, что центробежная сила разорвала его на части. Этот материал затем сконденсировался в Луну на ее текущей орбите.

Гипотеза аккреции 

Эта теория предполагает, что Луна начала свою жизнь как множество мелких частиц пыли, которые были притянуты к Земле и начали собираться в более крупные объекты. Со временем эти объекты стали настолько большими, что они начали сталкиваться друг с другом, образуя еще большие тела. Эти тела продолжали сталкиваться и объединяться, пока не образовали Луну.

Основные характеристики Луны

• Размеры и масса. Диаметр Луны составляет 3474,8 км, что составляет примерно 0,273 диаметра Земли. Масса Луны составляет приблизительно 7,3477 x 10^22 кг, что примерно 1/81 массы Земли.
• Орбита и вращение. Луна вращается вокруг Земли по эллиптической орбите с периодом около 27,3 земных суток. Среднее расстояние от Земли до Луны (известный как радиус орбиты) составляет 384 403 км. Вращение Луны относительно звезд происходит с периодом, равным периоду ее обращения вокруг Земли, что приводит к тому, что одна сторона Луны всегда обращена к Земле. Это явление называется приливным захватом или синхронным вращением.
• Состав и структура. Поверхность Луны состоит из нескольких типов горных пород, включая базальт, анортозит и троктолит. Структура Луны включает кору, мантию и ядро. Толщина коры варьируется от 0 до 100 км, а мантия простирается до глубины около 1 000 км. Ядро Луны, по мнению ученых, имеет радиус около 300-500 км и состоит из железо-никелевого сплава.
• Геология и кратеры. Поверхность Луны покрыта множеством кратеров, которые были образованы в результате столкновений с метеоритами и астероидами в течение миллиардов лет. Возраст Луны оценивается в 4,5 млрд лет, и на ее поверхности можно найти следы всех этапов эволюции планеты.
• Атмосфера и погода. Луна не имеет плотной атмосферы, но у нее есть очень тонкая экзосфера, состоящая из атомов и ионов, которые могут быть потеряны из-за солнечного ветра или других космических лучей. Из-за отсутствия атмосферы на Луне наблюдаются резкие перепады температуры от дня к ночи.
• Природные ресурсы. На Луне есть некоторые потенциальные природные ресурсы, такие как гелий-3 (используется в термоядерных реакторах), титан (для создания ракет и спутников), алюминий и железо. Однако добыча этих ресурсов на данный момент не является экономически выгодной из-за высокой стоимости доставки материалов с Луны на Землю.
• Лунотрясения. Это небольшие колебания поверхности Луны, вызванные метеоритными ударами или вулканической активностью. Сила лунотрясений обычно невелика и не представляет опасности для людей.
• Лунный грунт (реголит). Поверхность Луны покрыта рыхлым слоем реголита - смесью пыли, камней и обломков, образовавшихся в результате метеоритных ударов и вулканической деятельности. Реголит играет важную роль в исследовании Луны, так как он обеспечивает сцепление для посадочных аппаратов и облегчает их перемещение по поверхности.
• Магнитное поле. Луна обладает слабым магнитным полем, которое, вероятно, связано с остаточной намагниченностью горных пород. Это поле может помочь защитить Луну от солнечного ветра и других космических излучений.
• Полярные сияния. В результате взаимодействия солнечного ветра с лунным магнитным полем на Луне могут возникать полярные сияния. Они были зарегистрированы во время некоторых миссий на Луну, хотя их интенсивность и частота пока не изучены достаточно хорошо.

Строение Луны

Внутреннее строение Луны можно условно разделить на три слоя:

• кора
• мантия
• ядро

Кора Луны состоит из верхнего и нижнего слоя. Верхний слой коры, называемый “главной корой”, имеет толщину около 60 км и состоит в основном из анортозита - магматического минерала, содержащего плагиоклазы и пироксены. Этот слой является наиболее плотным и прочным местом на Луне, и именно он виден на поверхности спутника, когда мы смотрим на него через телескоп.

Главная кора Луны плавно переходит в нижнюю кору, которая имеет толщину от 10 до 20 км. Она состоит из более темных и менее плотных материалов, таких как базальт, пироксен и нозеан.

Мантия Луны начинается сразу под нижней корой и имеет толщину примерно 700-800 км. Она состоит из двух слоев: верхней и нижней мантии. Верхняя мантия Луны имеет меньшую плотность и состоит из пород, которые содержат пироксены и плагиоклаз. Нижняя мантия, напротив, имеет более высокую плотность и состоит преимущественно из перидотита.

Ядро Луны имеет радиус около 300 км и представляет собой наиболее плотную и самую глубокую область спутника. Оно состоит из железо-никелевого сплава, называемого пирротином, который обладает высокой плотностью и магнитными свойствами. Ядро Луны, по-видимому, находится в жидком состоянии, что позволяет предположить, что внутри него могут происходить конвективные процессы.

В целом, Луна имеет относительно простое внутреннее строение по сравнению с Землей, однако даже эта простота дает много информации о происхождении и эволюции спутника.

Химический состав

Луна состоит из нескольких основных компонентов, включая скалистые породы, металлы, и различные минералы. Химический состав лунных пород похож на земные, но с некоторыми отличиями.

• Кислород: Луна содержит около 41,8% кислорода по массе. Этот кислород в основном представлен в виде оксидов (например, SiO2) в лунных породах.
• Кремний: Лунная поверхность состоит примерно на 25% из кремния по массе, в основном в виде диоксида кремния (SiO2).
• Алюминий: Следующим наиболее распространенным элементом на Луне является алюминий, составляющий около 10% массы Луны. Он представлен главным образом в виде алюмосиликатов и других соединений.
• Железо: Является третьим по распространенности элементом на Луне, составляя около 9% ее массы. Оно присутствует в виде различных оксидов и сульфидов, таких как магнетит (Fe3O4) и троилит (FeS).
• Кальций: Составляет около 3% массы Луны, и он представлен в виде разных соединений, таких как кальцит (CaCO3), анортит (CaAl2Si2O8) и апатит (Ca5(PO4)3(OH,Cl,F)).
• Титан: Около 2% массы Луны и представлен в основном в виде титанита (анатаза) (TiO2) и рутила (TiO2).
• Магний: Составляет около 1,9% массы Луны и присутствует в виде магнезиальных пироксенов, оливинов и других минералов.
• Калий: Около 0,3% массы Луны и встречается в виде полевого шпата (ортоклаза), слюды и других минералов.
• Натрий: Составляет около 0,2% массы Луны и в основном содержится в пироксенах и слюдах.

Помимо этих основных элементов, на Луне также присутствуют следовые количества других элементов, таких как хром, никель, кобальт, медь, цинк, свинец и золото.

В целом, химический состав Луны достаточно близок к составу земной коры, однако существуют различия в соотношении некоторых элементов, что указывает на разные процессы формирования и эволюции этих тел.

Поверхность

Поверхность и рельеф Луны были тщательно исследованы благодаря космическим миссиям и наземным телескопам. Луна имеет радиус около 1737 км и ее поверхность можно условно разделить на два типа: светлые области, называемые “материками”, и темные области, известные как “моря”.

Материки Луны состоят из горных пород, которые были сформированы в начале истории Луны, когда она была еще горячей и расплавленной. Они имеют более грубую текстуру и более высокие высоты, чем моря. Наиболее заметным элементом материков является огромный кратер, известный как “Океан Бурь”.

Моря Луны - это темные области, которые покрыты базальтовыми породами, образованными в результате поздних извержений лавы. Они, как правило, более гладкие и имеют меньшие высоты, чем материки. Наиболее известным является Море Дождей - темное пятно на видимой стороне Луны.

Кратеры в огромном количестве, оставленных метеоритами, бомбардировавшими ее поверхность на протяжении миллиардов лет. Некоторые кратеры имеют диаметр до нескольких десятков километров.

Горы разной высоты, некоторые из которых достигают высоты более 10 километров. Например, гора “Прямая Стена”, которая является частью кратера “Циклопы”.

Кроме того, на Луне можно увидеть долины, образовавшиеся в результате сжатия и растяжения лунной коры. Одной из таких долин является “Долина Шретера” - длинная и узкая долина на юге Моря Дождей.

В целом, поверхность и рельеф Луны представляют собой уникальное сочетание горных массивов, кратеров, долин и морей, каждое из которых имеет свою историю и особенности.

Атмосфера

Атмосфера Луны - это крайне разреженное газовое покрывало, которое окружает наш естественный спутник. Она состоит в основном из гелия, неона, аргона и криптона, а также содержит следы водорода и кислорода. Эта тонкая газовая оболочка имеет крайне малую плотность, составляющую около 2,5 x 10^5 частиц на кубический сантиметр, что примерно в миллион раз меньше, чем на Земле.

Атмосфера имеет два основных источника:

• Десорбция газов с поверхности Луны (например, при воздействии солнечного излучения или космических лучей)
• Столкновений микрометеоритов с лунной поверхностью. В результате этих процессов образуются газы, которые поднимаются в атмосферу.

Луна постоянно теряет свою атмосферу из-за ее малой гравитации. Газы, обладающие достаточно высокой энергией, могут преодолеть притяжение Луны и покинуть ее, создавая так называемый “потери атмосферы”. В основном это происходит на стороне Луны, обращенной к Солнцу, так как солнечный ветер и солнечное излучение “сдувают” газы.

Несмотря на отсутствие плотной атмосферы, на Луне все же существует экзосфера - область, где частицы обладают достаточной энергией, чтобы преодолевать гравитационное притяжение Луны. Экзосфера простирается до высоты порядка 1000 км над поверхностью Луны.

Магнитное поле и влияние на Землю

Магнитное поле Луны играет важную роль в формировании магнитного поля Земли и его взаимодействии с солнечным ветром. Однако оно крайне слабо, и по своей интенсивности значительно уступает магнитному полю Земли.

Магнитное поле Луны образуется за счет движения лунного ядра, состоящего из расплавленного железа и других металлов. Это приводит к возникновению электрических токов, которые, в свою очередь, создают это поле.

Влияние магнитного поля Луны на Землю проявляется в двух основных аспектах:

• Защита Земли от солнечного ветра: магнитное поле Луны действует как своеобразный щит, отражая большую часть солнечного ветра, который иначе мог бы нанести вред магнитосфере Земли и ее атмосфере.
• Влияние на магнитное поле Земли: магнитное поле Луны вносит свой вклад в формирование магнитного поля Земли, образуя так называемую “лунную дипольную волну”. Эта волна представляет собой небольшие колебания магнитного поля Земли, вызванные взаимодействием с Луной.

В целом, магнитное поле Луны является важным компонентом, обеспечивающим защиту Земли от вредного воздействия солнечного ветра и формирующим структуру магнитного поля нашей планеты.

Орбита и вращение

Орбита Луны – это ее траектория вращения вокруг Земли, которая имеет следующие характеристики:

• Среднее расстояние от Земли: 384 400 км. Это означает, что Луна находится на расстоянии примерно 30 земных радиусов от нашей планеты.
• Эксцентриситет: 0,0549 орбиты Луны указывает на степень ее эллиптичности относительно идеальной окружности. В данном случае орбита Луны лишь немного отклоняется от круга.
• Наклонение: 5°09’ к плоскости эклиптики. Это значит, что орбита Луны наклонена относительно плоскости земной орбиты вокруг Солнца.
• Орбитальный период: 27,3 земных суток. Это время, за которое Луна совершает один оборот вокруг Земли.
• Средняя орбитальная скорость: 1,023 км/с. Это скорость, с которой Луна движется по своей орбите.
• Сидерический период (период вращения относительно звезд): 27 дней 7 часов 43 минуты 11 секунд. Это время одного оборота Луны вокруг своей оси.
• Либрации (колебания относительно Земли): по долготе 7°54’ и по широте 6°51’. Это угловые отклонения Луны от ее среднего положения относительно Земли.
• Расстояние до Солнца: примерно такое же, как у Земли, поскольку Луна вращается вокруг Солнца вместе с нашей планетой.
• Сила тяжести на поверхности: 1,62 м/с^2 (1/6 земной гравитации). Это означает, что на поверхности Луны предметы весят примерно в шесть раз меньше, чем на Земле.

Фазы Луны

Фазы Луны и их астрологическое значение:

• Новолуние: это первая фаза Луны, когда она не видна с Земли. Она символизирует новое начало, новые проекты и возможности. Это время для самоанализа, очищения и подготовки к новым начинаниям.
• Растущая Луна: это период между новолунием и первой четвертью. Луна растет и становится видимой на вечернем небе. Это время роста, развития и продвижения вперед в жизни. Энергия растущей Луны стимулирует творчество, общение и инициативность.
• Первая четверть: это фаза между растущей Луной и полнолунием, когда мы видим половину Луны освещенной Солнцем. Этот период символизирует равновесие, гармонию и сотрудничество. Это хорошее время для сотрудничества, разрешения конфликтов и поиска компромиссов.
• Полнолуние: это самая яркая фаза Луны, когда ее освещена полностью. Она символизирует полноту и завершенность, а также кульминацию и равновесие. Это время может быть напряженным, но оно также дает возможность для глубокого анализа и осознания.
• Убывающая Луна: это период после полнолуния, когда Луна начинает убывать и становиться менее яркой. Это время завершения, отпускания и очищения. Энергия убывающей Луны способствует рефлексии, анализу и принятию решений о том, что нужно отпустить в жизни.
• Последняя четверть: это фаза Луны между убывающей Луной и новолунием, когда видна половина Луны, освещенная Солнцем. Символизирует завершение, подведение итогов, и подготовку к новому циклу. Это время, когда важно оценить свои достижения и планировать будущие шаги.
• Новолуние (повторно): это завершает лунный цикл и возвращается к начальной точке. Это новое начало и возможность начать все с чистого листа.

В астрологии фазы Луны связаны с различными аспектами жизни, такими как эмоции, здоровье, отношения и энергия. В зависимости от фазы Луны, можно определить, какие сферы жизни требуют особого внимания и как лучше всего управлять своими эмоциями и энергией в данный момент.

Влияние Луны на Землю

Влияние Луны на Землю является предметом изучения многих научных дисциплин, включая астрономию, геофизику и метеорологию. Луна играет важную роль в определении многих земных процессов, таких как приливы и отливы, земная атмосфера, магнитное поле и даже на формирование и эволюцию планеты.

• Приливы и отливы: Луна является основным фактором, вызывающим земные приливы и отливы. Она притягивает к себе воду мирового океана, вызывая подъем уровня воды на Земле. Влияние Луны на земные океаны приводит к образованию двух высоких и двух низких приливных волн, которые проходят по Земле каждый день.
• Земная атмосфера: Луна влияет на атмосферу Земли, вызывая сезонные изменения температуры и давления. Вращение Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца, а также движение Луны вокруг Земли приводят к изменениям в атмосферной циркуляции, что влияет на климат и погоду на планете.
• Магнитное поле: Луна находится в непосредственной близости от Земли и взаимодействует с ее магнитным полем. Это взаимодействие может влиять на стабильность магнитного поля Земли и его напряженность.
• Геология: влияние Луны на геологические процессы на Земле также значимо. Например, она может вызывать землетрясения и вулканическую активность, а также влиять на тектонику плит.
• Формирование и эволюция планеты: некоторые ученые считают, что Луна сыграла важную роль в формировании и эволюции Земли. Она могла помочь стабилизировать земную ось и способствовать созданию первых океанов на планете, что, в свою очередь, способствовало появлению жизни.

В целом, влияние Луны на Землю весьма разнообразно и охватывает множество аспектов нашей планеты. Изучение этого влияния позволяет лучше понять историю Земли, ее развитие и перспективы на будущее.

Космические миссии человека на Луну

1. Луна-2 (СССР, 1959)

Первая космическая миссия к Луне, запущенная Советским Союзом в 1959 году, завершилась успешно. Аппарат “Луна-2” прошел на расстоянии 5975 километров от поверхности Луны и стал первым искусственным объектом, который столкнулся с другим астрономическим телом.

2. Луна-3 (СССР, 1959)

Вторая миссия СССР в 1959, “Луна-3”, была первой, которая предоставила фотографии обратной стороны Луны. В результате этой миссии были получены первые изображения обратной стороны Луны, что подтвердило гипотезу о том, что Луна не имеет магнитного поля.

3. Ranger 7 (США, 1964)

Ranger 7 был последней из семи миссий программы Ranger. Аппарат был запущен в 1964 году и стал первой миссией, передавшей качественные телевизионные изображения Луны перед столкновением.

4. Луна-9 (СССР, 1966)

“Луна-9” стала первым космическим аппаратом, который совершил мягкую посадку на Луну и передал изображения ее поверхности. Миссия была запущена в 1966 году и является важной вехой в исследовании Луны.

5. Аполлон-11 (США, 1969)

Миссия “Аполлон-11” стала первой успешной пилотируемой миссией на Луну. В ходе миссии на Луну высадились астронавты Нил Армстронг и Базз Олдрин, которые провели на ее поверхности около двух с половиной часов.

6. Луноход-1 (СССР, 1970)

Луноход-1 стал первым автоматическим луноходом, который провел исследования на Луне. Он был запущен в ноябре 1970 года и проработал на поверхности Луны в течение 301 суток до того, как его работа была прервана из-за отказа системы электропитания.

7. Кондор (Франция, 1992)

Кондор - это первая французская миссия к луне, которая была запущена в 1992 году. Аппарат провел исследования Луны на протяжении 4 лет, выполнив множество научных задач, таких как изучение лунного грунта, магнитных полей и радиации.

8. Кагуя (Япония, 2007)

Кагуя - это первая японская миссия к Луне. Она была запущена в сентябре 2007 года и провела около 5 лет на орбите Луны, выполняя обширные исследования ее поверхности, включая геологические и минералогические исследования.

9. Чандраян-1 (Индия, 2008)

Чандраян-1 - первая индийская миссия к Луне. Запущенная в 2008 году, миссия провела более 11 месяцев на орбите, исследуя радиационные условия, магнитные поля и другие характеристики Луны.

10. GRAIL (США, 2012)

GRAIL - это миссия, состоящая из двух космических аппаратов, которые были запущены в 2011-2012 годах для исследования гравитационного поля Луны. Эта миссия позволила ученым получить более точные данные о распределении массы внутри Луны.