أنتجت مجسات GRAIL أول خريطة دقيقة لجاذبية القمر. القمر – مجلة "كل شيء عن الفضاء" مجال جاذبية القمر

تمت دراسة القمر وعلاقته بالأرض والشمس من قبل البشرية منذ العصور القديمة وحتى الوقت الحاضر بشكل مكثف ونجاح متزايد. يتم عرض ثمار هذا البحث، حتى السنوات الأخيرة، في العديد من الدراسات والكتب المدرسية. ولا يدخل في نطاق هذا البحث استعراض الدراسات السابقة، وفي هذا النقاش سنحيل القارئ إليها دون الخوض في التفاصيل، وذلك فقط عند مناقشة أحدث البيانات. يتكون سطح القمر بشكل أساسي من العديد من الحفر التي تكونت نتيجة الاصطدام بالنيازك العملاقة. وينطبق هذا بشكل خاص على الجانب غير المرئي من القمر والمناطق القارية على جانبه المرئي. البحار الدائرية الكبيرة: بحر المطر، بحر الصفاء، بحر الأزمة، بحر الرحيق، بحر الرطوبة، والبحر الشرقي - تتشكل نتيجة اصطدامها بالنيازك الضخمة، وتتكون البحار الضحلة غير المنتظمة من مناطق مغمورة بمواد نارية تغطي قارات أولية تشبه مناطق القارات الحديثة. تحتوي هذه البحار الضحلة على سلاسل جبلية تظهر من خلال المادة المظلمة الملساء، وقد تغطي مناطق تعتبر بحارًا "صدمية"، تم مسح حدودها من خلال الأحداث اللاحقة. ولو حدثت مثل هذه الاصطدامات على الأرض (وهو ما يبدو حتميا)، فإن كل الصخور الأرضية التي كانت موجودة قبل الاصطدام ستتحول إلى فتاتات. وبما أن الصخور النارية والرسوبية ظلت محفوظة على سطح الأرض لمدة 3.5 دهر، فلا بد أن مثل هذه الاصطدامات العديدة قد حدثت في فترة زمنية سابقة. الفوهات المشعة (غالبًا ما تكون صغيرة الحجم) وعدد من الفوهات الكبيرة بدون أشعة تشكلت بلا شك في جميع العصور الجيولوجية. وتأخذ البحار الكبيرة شكل تدفقات الحمم البركانية، أو الرماد البركاني، أو بحيرات مائية.

وهذا بالطبع غير صحيح، كما يتضح من غياب الماء في الصخور القمرية، لكن الاختيار بين الاحتمالات الأخرى يبقى مفتوحا. هناك أيضًا فوهات انفجارية داخلية، ويعتقد بعض العلماء أن الكالديرا موجودة على القمر. يشكك مؤلف هذا الفصل في وجود كالديرات كبيرة على القمر. إن الثوابت الفيزيائية للقمر ومداره معروفة جيداً. بعض منهم مبين في الجدول.

مجال الجاذبية للقمر

تمت دراسة مجال جاذبية القمر بتفصيل كبير باستخدام الأقمار الصناعية التي تدور حول القمر. لقد ثبت أن هذا المجال يمكن تمثيله بالمتسلسلات العادية في التوافقيات الكروية فقط عند استخدام عدد كبير من المصطلحات. قام مايكل وزملاؤه بتجميع الجداول الأكثر تفصيلاً للثوابت الواردة في المعادلة.

ويشير المؤلفون إلى أنه من أجل الوصف الرياضي لمجال الجاذبية، هناك حاجة إلى مصطلحات تصل إلى الترتيب الثالث عشر، وحتى في هذه الحالة لا تتناقص الثوابت، مما يشير إلى أن مجال جاذبية القمر بعيد عما توقعنا يتم الحصول عليها من خلال دراسة حركة جسم صغير في مجال قوى الجاذبية للأرض والقمر والشمس، مع الأخذ في الاعتبار قوى الدوران الطاردة المركزية. وفي الحالة الأخيرة، يجب أن تكون الحدود التالية لـ C 2.0 مساوية للصفر، وهذا غير صحيح. ويترتب على ذلك أن توزيع الكتل داخل القمر غير متساوٍ للغاية.

حيث A وB وC هي لحظات القصور الذاتي: A - نسبة إلى المحور الموجه نحو الأرض، B - نسبة إلى المحور الشرقي الغربي وC - نسبة إلى المحور القطبي، تمت دراستها بعناية بواسطة Koziel، الذي، وفقًا إلى الميزان القمري، وجدها تساوي على التوالي 3.984*10 -4 و 6.294*10 -4 و 2.310*10 -4 . حصل كوبال على قيم متشابهة جدًا لنفس الثوابت. تبين أن القيم النظرية للقمر البلاستيكي تحت تأثير قوى المد والجزر والطرد المركزي تساوي 0.94 * 10 -5 و 3.75 * 10 -5 و 2.81 * 10 -5. ويشير هذا مرة أخرى إلى أن القمر جسم صلب للغاية وكان كذلك منذ العصور القديمة. وتشير تقديرات قيم لحظات القصور الذاتي إلى أنها تقترب من 0.4 Ma 2، حيث M وa هما كتلة القمر ونصف قطره. هذه القيمة نموذجية للكرة ذات الكثافة الموحدة. وبطبيعة الحال، فإن المناطق السطحية للقمر إلى عمق معين تتكون من مادة منخفضة الكثافة وينبغي أن تقلل إلى حد ما من قيم لحظات القصور الذاتي. تقع هذه المناطق منخفضة الكثافة بشكل رئيسي على الجانب البعيد (سمك محتمل 30 كم) وهي المسؤولة عن الشكل غير المنتظم للقمر ولحظات القصور الذاتي وإزاحة مركز الكتلة بمقدار 2-3 كم بالنسبة لمركز الأرض. الشكل.

لقد كان الشكل الإهليلجي غير المتوازن للقمر منذ فترة طويلة لغزا للعلماء. وقد تم اقتراح تفسيرات مختلفة لهذه الظاهرة.

1) قد يكون القمر جسمًا صلبًا إلى حدٍ ما، قادرًا على الحفاظ على شكل غير متوازن، لكن هذا لا يفسر أصله.

2) قد يؤدي انخفاض درجات الحرارة عند القطبين إلى زيادة كثافة المادة وأنصاف أقطار أصغر في هذه المناطق، لكن هذا لا يفسر الفرق بين لحظات القصور الذاتي A وB.

3) كان من المفترض أن تؤدي تيارات الحمل الحراري في القمر، التي ترتفع عند القطبين وتهبط عند خط الاستواء، إلى انخفاض الكتلة عند القطبين وزيادة الكتلة عند خط الاستواء، ولكن مرة أخرى في هذه الحالة لحظات القصور الذاتي A و B يجب أن تكون متساوية. من الممكن أن يتم تحقيق مجموعة معينة من الفرضيتين الثانية والثالثة من نوع محدد للغاية.

4) تراكم القمر من أجسام ذات كثافات مختلفة، وهو ما يفسر اختلاف لحظات القصور الذاتي. إذا حدثت عمليات الحمل الحراري، فيجب أن يكون القمر في فترة معينة من تكوينه منصهرًا بالكامل تقريبًا، لأنه وفقًا لـ Chandrasekhar، فإن الحمل الحراري المكون من خليتين ممكن فقط مع نواة صغيرة. يجب أن يكون الحمل الحراري على القمر عميقًا جدًا بحيث لا تتشكل عليه الجبال المطوية، على عكس الأرض. يؤيد بوكر الحمل الحراري أحادي الخلية، والذي قد يؤدي إلى ارتفاع أعلى على الجانب غير المرئي من القمر إذا كان التيار الصاعد في نصف الكرة المرئي.

أظهر مولر وسجوجرن أنه في مناطق مختلفة من الجانب المرئي من القمر توجد تراكمات كبيرة من الكتل، تسمى الماسونات، في معظم الحالات مرتبطة بالمار الدائري من أصل الاصطدام، وربما، في جميع الحالات المرتبطة بوجود كتل محلية معينة . تم اكتشاف هذه الماسونات ورسم خرائط لها بناءً على ملاحظات الأقمار الصناعية القمرية وعن طريق قياس سرعاتها بشكل مباشر. يعتقد مولر وسجوجرن أن الملاحظات يمكن الاعتماد عليها بالنسبة لخطوط الطول بين 100 و-100 درجة ولخطوط العرض بين -50 و50 درجة. يمكن الاعتماد على شذوذات الجاذبية الإيجابية الملحوظة في بحار المطر والوضوح والأزمة والرحيق والرطوبة، بالإضافة إلى شذوذ إيجابي ملحوظ شمال غرب مركز القرص القمري قليلاً. البحر الشرقي هو مثال على الشذوذ الذي هو إيجابي جزئيا وسلبيا جزئيا. من المحتمل أن تكون الحالات الشاذة الإيجابية والسلبية الأخرى ضمن حدود خطأ المراقبة. يعتبر المؤلفون أن الشذوذ السلبي في خليج قوس قزح ظاهرة حقيقية. كما رصدوا شذوذات سلبية في الدائرتين البطلمية والباطانية بقياس 87 مليجال كما لاحظتها مركبة الفضاء أبولو 12 أثناء اقترابها من موقع الهبوط. وقد قدّر بوكر وآخرون مقدار الكتلة الزائدة المطلوبة للحصول عليها بحوالي 100 بار. نظرًا لأن هذه التكوينات قديمة، فمن المفترض أن تستمر شذوذات الجاذبية على القمر لعدة دهور، مما يشير إلى أن القمر كان وما يزال جسمًا ذا صلابة عالية جدًا. وقد تم اقتراح طريقتين لتفسير هذه الظواهر.

1) من المفترض أن مادة باطن القمر، بسبب عمليات مختلفة، ارتفعت إلى السطح في فترات الاستراحة التي تشكلت نتيجة التفاعل مع الأجسام المسؤولة عن تكوين البحار.

2) يُعتقد أن الماسكونات تتكون من بقايا الأجسام الغريبة المتصادمة نفسها مع المادة الرئيسية التي تملأ التجاويف المتكونة نتيجة الاصطدام.

إذا كان أساس تكوين الماسونات هو تدفقات الحمم البركانية من أعماق القمر، فيجب أن يؤخذ في الاعتبار أن إنشاء مثل هذه الرواسب يتطلب ضغطًا زائدًا يبلغ حوالي 50-100 بار. لا توجد مصادر لمثل هذا الضغط على القمر. ومن الممكن أن تكون المادة قد تدفقت إلى التجاويف الضخمة التي تشكلت نتيجة الاصطدامات الهائلة من المناطق المحيطة. من المحتمل أن موجات فان دورن في الطبقة السطحية شديدة السحق للقمر يمكن أن تسبب مثل هذه العملية، ولكن هناك حاجة إلى افتراضات خاصة لتفسير الكتلة الزائدة لكل وحدة سطحية. ويمكن تفسير الكتلة الزائدة إذا تدفقت الحمم البركانية من تحت المناطق المجاورة إلى المناطق البحرية. ومؤخرًا، خلص سجوجرن إلى أن الكتلة الإضافية لبحر الصفاء موجودة في صفيحة قريبة من السطح يمكن أن تكون قد تشكلت من خلال تدفقات الحمم البركانية هذه.

وبحسب فرضية أخرى، فإن صخور باطن القمر تحركت على شكل مادة صلبة إلى تجاويف عملاقة تشكلت لحظة ظهور البحار؛ وكانت الصخور ذات كثافة أعلى من معظم الصخور السطحية. فإذا تحركت حتى يحدث التوازن التوازني، فلن توجد حالات شاذة في الجاذبية. إذا لم يتم تحقيق التوازن المتوازن، ستظهر الحالات الشاذة السلبية. إذا تم تجاوز حدود التوازن المتوازن نتيجة لحركة كمية كبيرة من المادة الصاعدة، أو زيادة الكتلة بسبب تدفق الحمم البركانية أو الصخور المجزأة، سيحدث شذوذ إيجابي. في هذه الحالة، ينبغي افتراض أنه في مجزأة للغاية

سوف يتطور ضغط هائل في الصخور الأساسية. وهذا التفسير ممكن، لكنه غير مرجح.

من المقبول عمومًا أن الأجزاء الخارجية للقمر تتحمل ضغطًا كبيرًا وأن التسخين داخل القمر يؤدي إلى تكوين كتلة منصهرة يتم ضغطها في أحواض البحر. وينتج عن هذا الذوبان الجزئي على الأرض صخور أقل كثافة في حالتها الصلبة (وحتى أقل كثافة في حالتها السائلة) من الصخور التي تتكون منها. على الأرض، تشكل تدفقات الحمم البركانية سلاسل جبلية ذات شذوذ في الجاذبية الإيجابية. على القمر، تمتلئ الأراضي المنخفضة بالبحار. ربما يمكن أن يكون بازلت الحديد والتيتانيوم عالي الكثافة مثل هذه المادة. ومع ذلك، فإن العديد من الشقوق والأخاديد الموجودة على سطح القمر لا تدعم الفرضية القائلة بأن الغلاف الخارجي للقمر يمكن أن يتحمل ضغطًا كبيرًا.

مثل هذه الآلية لتكوين الصخور على سطح القمر تنطوي على قذف صافي لصخور تساوي في الحجم ناتج مساحة البحار على عمق حوالي 50 كيلومترا، وهذا ينبغي أن يؤدي حتما إلى تكوين طبقة من الصخور المقذوفة 1/10 من هذه السماكة على مساحة أكبر 10 مرات من مساحة فرس منسيم وبحار الطمأنينة. مؤلف هذا الفصل، بناء على الصور المتاحة لسطح القمر، يشكك في صحة وجهة النظر هذه.

إن الفرضية القائلة بأن الماسكونات هي بقايا أجسام غريبة اصطدمت بالقمر مبنية على عدد من الافتراضات، وهي أن الاصطدام يحدث بسرعة أكبر بقليل فقط من سرعة الإفلات للقمر، وأن خصائص الاصطدام يمكن أن تكون تم استقراءه بناءً على معاملات الطاقة للانفجارات النووية وفي حالة ماريا القمرية، وأن حجم "القذف" الصافي للصخور القمرية يساوي حجم الجسم المصطدم بالقمر. يتضمن هذا التفسير نوعًا من "الملء". ونظرًا لصعوبة الحفاظ على الماسكونات، إذا كان باطن القمر عند نقطة انصهار الصخور، فمن المفترض أن الامتلاء قد حدث أثناء الاصطدام، من خلال العمليات التي وصفها فان دورن. ومن المهم أن يكون هناك تطابق تقريبي بين الكتل المطلوبة لتكوين الماسونات والكتل اللازمة لتكوين البحار. تشير الكتلة الزائدة الكبيرة من ماسكون ماري مونس وماسكونات البحار الأخرى واستمرار وجودها لدهور (ربما 4.0 * 10 9 سنوات) إلى أن القمر كان وما زال جسمًا أكثر صلابة ودرجات حرارة أقل من الأرض، عند الذي يتم إنشاء التوازن المتوازن في غضون 10 7 سنوات تقريبًا. يبدو أن فرضية تدفقات الحمم البركانية الهائلة والحركات الكبيرة جدًا للمادة من المنطقة الداخلية للقمر لا تتفق مع الحفاظ على هذه الهياكل الضخمة على مدى عدة دهور.

ومن المثير للاهتمام أن مقياس الارتفاع الليزري للمركبة الفضائية أبولو 15 أظهر وجود اختلافات كبيرة في الارتفاع لأجزاء مختلفة من سطح القمر. مناطق نصف الكرة المرئي، بشكل عام، تقع على ارتفاع حوالي 2 كم، ونصف الكرة غير المرئي مرتفع بالنسبة إلى الكرة المتمركزة في مركز الكتلة. بالإضافة إلى ذلك، فإن النقاط الأعمق التي تم تحديدها حتى الآن تقع في بحار دائرية، مما يعني بالطبع أن بعض كتل المادة عالية الكثافة يجب أن تقع تحت سطح هذه المناطق. على الجانب غير المرئي من القمر، توجد أيضًا حفرة فان دي غراف عميقة جدًا ذات مخططات غير منتظمة، ومن الطبيعي أن يطرح السؤال حول وجود ماسكون في هذه المنطقة.

سطح القمر

سطح القمر مغطى بالحفر ومساحات واسعة ومسطحة. الحفر هي في الغالب ذات أصل اصطدامي، ولكن، بالطبع، هناك أيضًا فوهات بركانية. يتراوح حجم الحفر الصدمية من مناطق ماريا القمرية المجهرية إلى مناطق ماريا القمرية العملاقة التي يبلغ قطرها مئات الكيلومترات. المناطق من أعمار مختلفة. من المحتمل أن يتراوح عمر المناطق القديمة المليئة بالفوهات بين 4.0 و4.6 مليار سنة. تغطي الحفر المعزولة والنادرة المناطق التي تشكلت عبر الزمن الجيولوجي. تمت دراسة هذه الحفر من قبل العديد من الباحثين بعناية كبيرة. ومع ذلك، فهي تمثل في الغالب أحداثًا عشوائية ولا تكشف سوى القليل عن تاريخ القمر. يمتلك بطليموس والبتاني شذوذات جاذبية سلبية تبلغ حوالي 87 مليجال، مما يشير إلى أن هذه الحفر القديمة نشأت على القمر الصلب في وقت مبكر من تاريخه وأن الحالة الصلبة استمرت حتى يومنا هذا. لسوء الحظ، من الصعب تحديد نظام درجة الحرارة الذي يتوافق مع هذه الحقيقة بالضبط. الفوهات الكبيرة لها قمم مركزية، مما يشير إلى وجود "ارتداد" للمواد أو أن هناك قطعة من جسم غريب اصطدمت بالقمر. ولعل التفسير الأول هو الأصح.

هناك أيضًا فوهات تشبه البراكين على القمر. وتشمل هذه الحفر المحاطة بالمناطق المظلمة وسلسلة من الحفر على طول الصدوع المتعرجة. يتكون شق ديفي من خط مستقيم تقريبًا من الحفر التي قد تكون داخلية المنشأ أو الحفر الناتجة عن الاصطدام بأشياء مثل رأس المذنب، والتي تم تقسيمها إلى العديد من الشظايا بواسطة مجال جاذبية القمر. وفي كثير من الحالات يكون من الصعب معرفة ما إذا كانت الفوهات الصغيرة الأخرى تنتمي إلى هذه الفئة. يتطلب حل هذه المشكلة جهودًا كبيرة. العديد من هذه الحفر لها فوهات واسعة، كما لو أنها نشأت نتيجة لتدفق الغازات. (البخار هو الغاز البركاني الأكثر تميزًا على الأرض! ما هي هذه الغازات الموجودة على القمر الجاف جدًا؟ هل تفاعل الماء مع الحديد في مكان ما في المنطقة الداخلية ليطلق الهيدروجين، أم أنه أول أكسيد الكربون، أو أي شيء آخر؟) في بعض الهياكل المحلية ويلاحظ تدفقات من الحمم البركانية في أماكن خاصة في فرس المونسيم وفي بحر الصفاء. وبالإضافة إلى ذلك، يبدو أن تلال ماريا، الواقعة في المنطقة الاستوائية الغربية، بها علامات نشاط بركاني.

البحار العظيمة عبارة عن فتحات شاسعة يُعتقد عمومًا أنها حمم بركانية، ولكنها قد تكون رمادًا بركانيًا أو صخورًا بيروجينية. عادة ما تكون تيارات الحمم البركانية الناشئة على سطح الأرض رغوية، ويجب أن تكون التدفقات الناشئة على سطح القمر، حيث يوجد على الأقل فراغ عميق في الوقت الحالي، هي نفسها، حتى لو كانت الكتل المنصهرة تحتوي على مواد متطايرة أقل. ما نلاحظه الآن هو تربة تتكون من جزيئات بلورية وزجاجية مسحوقة جيدًا يتم غمر فيها أجزاء من الصخور البلورية. تحتوي هذه الأجزاء أحيانًا على تجاويف ذات جدران ناعمة، والتي ينبغي أن تتشكل أثناء تبلور كتلة منصهرة تحتوي على فقاعات غازية عيانية. تظهر كما لو أنها تصلبت على عمق ما تحت الطبقة السطحية العازلة. لعبت اصطدامات النيازك الدقيقة بالتربة والحجارة دورًا في تكوين التربة، على الرغم من أنها ربما تكون ذات أصل حمى جزئيًا.

البحار الضحلة الكبيرة - محيط العواصف، بحر السكينة، بحر الوفرة، وبحر الغيوم - لا تحتوي على شذوذات جاذبية ملحوظة تتزامن معها. وبالتالي، تكون التدفقات في حالة توازن متساوي الضغط، مما يشير إلى أن مادة التدفقات ربما تأتي من أسفل السطح حيث تكمن، أو أنه تم إنشاء توازن متساوي الضغط لمساحات كبيرة من السطح، ولكن ليس للماسونات الموجودة على بعض. عمق تحت السطح. ويجب أن تكون هذه الطبقة من الصخور الداكنة سميكة للغاية، في حدود عدة كيلومترات، لأن الجبال ذات الأصل الارتطامي، والتي كانت تقع أصلاً في هذه المناطق، مغطاة في معظمها بالتدفقات المذكورة. ومن الممكن أن تكون هذه التكوينات الصخرية قد دمرت جزئيا نتيجة لعمليات الاصطدام القوية التي أدت إلى ظهور البحار الكبيرة، ولكن في البحار الضحلة يجب أن يكون هناك أيضا "جيوب" عميقة ومناطق ضحلة. لسنوات عديدة، كانت الفرضية الشائعة هي أن هذه البحار المظلمة تشكلت بسبب تدفقات الحمم البركانية من باطن القمر؛ لا تزال هذه الفرضية شائعة اليوم. ومع ذلك، تختلف البيانات السيزمية بشكل كبير عن البيانات المسجلة على الأرض، ومن أجل تفسير هذه التناقضات، من الضروري افتراض وجود اختلافات ملحوظة في الهياكل السطحية. أفضل تفسير تم اقتراحه في وقت كتابة هذا التقرير هو أن سطح القمر يتكون من مادة مجزأة للغاية ويتكون من تربة مع صخور متناثرة فيها (انظر المناقشة أدناه).

تختلف تقديرات سمك الثرى بشكل كبير. يشير شوميكر وآخرون إلى قيم صغيرة لهذه القيمة، تتراوح من 3 إلى 6 أمتار في حفرة بالقرب من موقع هبوط المقصورة القمرية أبولو 11. ويصر كوبال، استنادا إلى أعماق الأخاديد، على سمك يصل إلى عدة مئات من الأمتار، ويرى سيجر، استنادا إلى دراسة هياكل حفرة ديفي، أن سمك الطبقة عند هذه النقطة يبلغ كيلومترا واحدا. ويشير جولد وسوتر إلى أن عمق طبقة المادة المجزأة يتراوح بين 6-9 كم. تشير هذه التقديرات إلى الطبقة السطحية للبحار. كان من المفترض أيضًا أن تؤدي عمليات التأثير المكثفة على سطح القارات إلى تكوين مادة مجزأة للغاية، وبطبيعة الحال، تعرض سطح القارات لنفس القصف من الأجسام النيزكية الصغيرة والكبيرة (مثل سطح الأرض). البحار) منذ لحظة تكوينها.

تشكلت بحار كبيرة كبيرة نتيجة الاصطدامات بالأجسام الضخمة. طبق فان دورن النظرية الموجية لدراسة مثل هذه الاصطدامات الارتطامية، وعلى وجه الخصوص، في حالة البحر الشرقي، لاحظ وجود توافق جيد بين نصف القطر المحسوب والفعلي للهياكل الشبيهة بالموجة المحيطة بهذا البحر وغيره من البحار، على افتراض وجود طبقة سائلة سماكة 50 كم. ومع ذلك، فمن المستحيل الافتراض في الوقت نفسه بوجود طبقة سائلة بعمق 50 كيلومترًا وفي نفس الوقت قشرة صلبة تدعم سلاسل الجبال الموجودة. من الممكن أن تتصرف طبقة مجزأة للغاية من المادة الصلبة مثل سائل غير كامل، وتشكل موجات في ظل عمليات عالية الطاقة، والتي تتصلب بمجرد انخفاض كثافة الطاقة إلى قيم أقل.

أظهر كاولا وآخرون أن الجانب البعيد من القمر أعلى من الجانب المرئي بنحو 3-4 كيلومترات وأن مركز الشكل ينزاح إلى خط الطول 25° شرقًا بمقدار 2-3 كيلومترات. يشير هذا على الأرجح إلى سمك قشرة يبلغ حوالي 30 كم على الجانب البعيد، وأن القشرة مكونة من معادن غنية بـ CaO وAl203 وSi02، وتحتوي على بعض FeO.

تشير البيانات الفيزيائية على سطح القمر إلى وجود طبقة مجزأة للغاية من السيليكات على سطح البحار والقارات، وأن جسم القمر صلب جدًا حتى أعماق كبيرة وكان كذلك في معظم فترات وجوده.

الملاحظات الزلزالية

تم تركيب الأدوات الزلزالية على سطح القمر من قبل أعضاء أطقم مركبة أبولو الفضائية، والمعلومات التي تم الحصول عليها بمساعدتهم لها قيمة كبيرة في فهم البنية الداخلية للقمر. الاكتشاف الأول والأكثر إثارة للدهشة هو أن معدل التوهين للإشارات السيزمية على القمر كان أقل بكثير من معدل التوهين على الأرض. سقطت المقصورة القمرية للمركبة الفضائية أبولو 12 على سطح القمر بسرعة 1.68 كم/ثانية. وكانت طاقة التأثير 3.36 * 10 16 إرج. المسافة بين موقع الحادث وأقرب جهاز قياس الزلازل هي 73 كم. تم تسجيل إشارة وصلت إلى الحد الأقصى بعد حوالي 7 دقائق. بعد الاصطدام، ثم تلاشى ببطء

لمدة 54 دقيقة. عندما تم إسقاط مركبة الإطلاق للمركبة الفضائية أبولو 13 على القمر (السرعة لحظة الاصطدام 2.58 كم/ثانية، طاقة الاصطدام 4.63 * 10 17 إرج، المسافة من مقياس الزلازل 135 كم)، تم تسجيل ظاهرة مماثلة استمرت على مدى 200 دقيقة. إذا كانت سرعة الصوت 6 كم/ثانية، فإن الموجات الصوتية ستنتقل مسافة 21600 كم، أو 6 أضعاف قطر القمر، خلال ساعة واحدة. تم تسجيل كل من موجات P وS (موجة ضغط وموجة قص). وتم تسجيل ظواهر مماثلة في الرحلات الجوية الأخيرة.

تختلف هذه النتائج بشكل كبير عن الملاحظات على الأرض، حيث تتلاشى الإشارات خلال دقائق. ولوحظت إشارات أخرى أضعف من نوع مماثل تقريبًا، ربما نتيجة لسقوط أجسام نيزكية على سطح القمر. بالإضافة إلى ذلك، تم استقبال مجموعات أخرى من الإشارات تم فيها تكرار نمط التسجيل بدقة شديدة، مما يدل على أن أعضاء مجموعة الإشارات انطلقوا من نفس المصدر واتجهوا إلى أجهزة قياس الزلازل عبر نفس المسارات. تتركز موجات وطاقة التذبذبات طويلة الأمد في حجم صغير جدًا، ربما في الطبقة السطحية، وبشكل رئيسي في المنطقة المجاورة مباشرة للمصدر. ولا يُلاحظ مثل هذا التحلل البطيء للإشارات على الأرض، وبالتالي لا بد من وجود اختلافات كبيرة في الخصائص الفيزيائية للكوكبين. وأكثر هذه الأمور وضوحًا هو الطبيعة الأكثر تجزئة لسطح القمر. ومن المحتمل أن يكون لكل من محيط العواصف وبحر الطمأنينة طبقة مجزأة للغاية، تشبه تلك الموجودة في أجزاء من القارات التي تقع تحت التربة المظلمة والطبقة الصخرية للبحار. ناقش لاثام وزملاؤه هيكلها، وأجرى غولد وسوتر حسابات باستخدام نموذج لطبقة من الغبار تبلغ سماكتها عدة كيلومترات، وتتزايد سرعات الصوت خطيًا مع العمق ومع الانعكاسات من الطبقة الخارجية لسطح البحر. ويتشابه النموذجان إذا تذكرنا أن الصخور الأصغر من الطول الموجي لها تأثير ضئيل على انتشار وانعكاس الموجات الصوتية. من المحتمل أن تتصرف طبقات السيليكات الصلبة بشكل مختلف.

يتم إنتاج عدد من الإشارات بدقة عالية ولا يمكن أن تعزى إلى النيازك، وبالتالي فهي ذات طبيعة داخلية. يتم تسجيلها في كثير من الأحيان عند الحضيض، ويبدو أنها "يتم تشغيلها" من خلال تأثير المد والجزر. يجب أن تحدث انعكاسات من مختلف الكتل والأسطح. ولذلك، يجب أن يكون هناك أيضًا عدم تجانس هيكلي واسع النطاق. وتعني هذه "الزلازل القمرية" أن الطاقة الميكانيكية أو الكامنة من عدد من المصادر تتبدد على شكل طاقة اهتزازية وحرارة. يمكن للمرء أن يتخيل عدة مصادر لهذه الطاقة.

1) يغوص الماسونيون في طبقات أعمق.

2) يتحول الشكل غير المنتظم للقمر إلى شكل كروي أكثر انتظامًا.

3) يصبح مدار القمر الإهليلجي دائريًا بشكل متزايد مع تناقص المحور الرئيسي. يمكن أن يكون هذا التأثير فوق التغيرات المدارية الأخرى لأسباب أخرى.

4) تسبب عمليات الحمل الحراري في أحشاء القمر أو تدفقات الحمم البركانية زلازل قمرية "شبيهة بالأرض".

5) عندما يتحرك القمر بعيدًا عن الأرض بسبب تأثيرات المد والجزر، فإن بقاءه نصفًا واحدًا من الكرة الأرضية يواجه الأرض، يقلل من سرعة دورانه، وهذا على الأرجح يسبب زلازل قمرية، وتكون طاقة الدوران مصدرًا للطاقة الزلزالية.

6) يحدث انكماش وتمدد طفيف نتيجة لتغير درجات الحرارة على القمر.

7) الشرائح الحجرية. ومع ذلك، يبدو من المحتمل أن هذه العملية استغرقت مليارات السنين لتكتمل.

يبدو أن "الزلازل القمرية" تحدث على أعماق تبلغ حوالي 800 كيلومتر، وتشير الانعكاسات التي تحدث في مثل هذه الأعماق إلى وجود بعض الهياكل الطبقية في هذه الأعماق. ومع ذلك، لا يوجد دليل موثوق على وجود نواة معدنية حتى الآن. قد تكون هناك طبقة بازلتية من الثرى يبلغ طولها 20 كيلومترًا؛ إلى عمق 60 كم - طبقة ذات سرعة موجة انضغاطية تساوي سرعة الصوت في الأنورثوسيت، و. أعمق، على عمق غير محدد، هي مادة ذات سرعة الصوت المميزة للدونيت. وبالتالي، من المحتمل أن يتكون الهيكل الطبقي من طبقة بطول 20 كيلومترًا من البازلت المجزأ، وطبقة من الأنورثوسيت بطول 40 كيلومترًا، ثم طبقة من دونيت بعمق غير معروف مع مصدر زلازل قمرية وانعكاس ضعيف على عمق حوالي 800 كيلومتر؛ لا يوجد دليل على وجود نواة معدنية. تظهر البيانات الحديثة أن هناك منطقة مركزية لا تقوم بتوصيل موجات S

وربما يتكون من السيليكات المنصهرة جزئيًا. يبلغ نصف قطر هذا "القلب" المركزي حوالي 700 كيلومتر.

القمر أكثر هدوءًا من الأرض بكثير، إذ يحتوي على مصادر طاقة لا تنضب، وأهمها الحمل الحراري في الوشاح الناتج عن التسخين الإشعاعي. وهذا هو ما يخلق سلاسل جبلية عملاقة، وشذوذات جاذبية إيجابية وسلبية، ويؤدي إلى ظهور براكين ضخمة وتدفقات الحمم البركانية، ويحرك القارات. إذا كان الحمل الحراري موجوداً أو موجوداً على القمر، فإن تأثيراته يجب أن تكون ضئيلة جداً مقارنة بما يتم ملاحظته على الأرض.

إن تفسير الظواهر الزلزالية كنتيجة لطبقة مجزأة على السطح يتناقض بشكل أساسي مع فكرة وجود طبقة من الحمم البركانية المتصلبة تحت السطح. وفي المقابل، تحتوي التربة القمرية على صخور تشكلت عن طريق الذوبان، وتشير أنماط "الزلازل القمرية" المعقدة والمدروسة بعناية إلى وجود هياكل معقدة تحت سطح القمر.

التركيب الكيميائي

أتاحت أحدث القياسات لنصف قطر القمر تحديد متوسط ​​كثافة تربته بـ 3.36 جم/سم 3، وتشير الطبيعة المجزأة بشكل حاد للطبقة السطحية إلى أنه عند تقدير كثافة المادة للقمر بأكمله، ويجب أن يؤخذ في الاعتبار تأثير الفراغات. بالإضافة إلى ذلك فإن كثافة باطن الأرض قد تنخفض بسبب ارتفاع درجات الحرارة بدرجة أكبر من زيادتها بسبب الضغوط العالية. يشير هذا مرة أخرى إلى أن الكثافة المعدنية قد تكون أعلى في ظل ظروف المختبر. ولعل قيمة 3.4 جم/سم3 تعتبر تقديراً مقبولاً لمتوسط ​​قيمة هذه المعلمة. يتراوح متوسط ​​كثافة الكوندريتات من النوع L وH تحت ظروف الضغط المنخفض بين 3.57 و3.76 جم/سم 3 أو 3.68 و3.85 جم/سم 3 في حالة وجود معادن ثقيلة. يمكن أن تصل كثافة التربة الأرضية عند درجات الحرارة والضغوط المنخفضة إلى حوالي 4 جم/سم3. وبالتالي، يحتوي القمر إما على حديد أقل أو كميات أكبر من الماء ومركبات الكربون مقارنة بصخور الأرض. إن انخفاض محتوى الماء ومركبات الكربون في المادة السطحية يتعارض مع الفرضية الثانية. يمكن أن توفر السيليكات، كما يتضح من تحليل النيازك التي تحتوي على نسبة حديد لا تزيد عن 10 بالمائة من وزنها، الكثافة المطلوبة. تتمتع الكوندريتات الكربونية من النوع الثالث بهذه الكثافة أيضًا. تركيز البوتاسيوم في هذه النيازك أقل منه في الكوندريتات الأخرى، حيث يبلغ حوالي 360 جزء في المليون بدلاً من 850 جزء في المليون. هذه الوفرة النسبية المنخفضة للبوتاسيوم، والتركيزات المماثلة لليورانيوم والثوريوم، كانت ستسمح للقمر البارد في البداية بالبقاء تحت نقطة انصهار السيليكات طوال العصر الجيولوجي.

توصل وينكي، في مراجعة شاملة للغاية لكيمياء القمر، إلى استنتاج مفاده أن المادة السطحية للقمر يمكن اعتبارها خليطًا من مكونين: أحدهما يتكثف عند درجة حرارة عالية والآخر يحتوي على تركيبة نيزكية متوسطة. وتبلغ نسبة K إلى U حوالي 2000 بينما تصل في النيازك الكوندريتية إلى 60 أو 80 ألفًا، ويرجع ذلك إلى الزيادة الكبيرة في تركيز اليورانيوم والعناصر الأخرى التي تتكثف عند درجات حرارة عالية. ومن المثير للاهتمام أن هذه النسبة بالنسبة للصخور الأرضية تبلغ حوالي 10000، مما يشير إلى زيادة نسبة المتكثفات ذات درجات الحرارة العالية في الأرض.

تشير البيانات الأولى عن التركيب الكيميائي لصخور القمر، والتي حصل عليها توركيفيتش وآخرون بناءً على ملاحظات باستخدام المركبة الفضائية Surveyor 5 – Surveyor 7، إلى أن سطح البحار يحتوي على البازلت بنسبة عالية من التيتانيوم وأن القارات تحتوي على نسبة عالية من التيتانيوم. تركيزات من الألومنيوم والكالسيوم وتركيزات منخفضة من الحديد. تم تأكيد هذه النتائج بالكامل لاحقًا من خلال دراسة أكثر تفصيلاً لتركيب عينات الصخور القمرية التي تم تسليمها إلى الأرض بواسطة أطقم مركبة أبولو الفضائية. هناك عدة أنواع مختلفة من الصخور على سطح القمر. ويبدو أن المناطق البحرية تتكون في الغالب من صخور من النوع البازلتي ومواد مسحوقة ناعماً. تتكون المناطق القارية من صخور تتميز بتركيزات عالية من الفلسبار الكالسيوم، ومواد مثل الأنورثوسايت. علاوة على ذلك، فإن المنطقة القريبة من فوهة فرا ماورو، حيث "هبط" طاقم المركبة الفضائية أبولو 14، تتكون مما نسميه KREEP، أي مادة تتميز بنسبة عالية من البوتاسيوم، وهو عنصر أرضي نادر.

العناصر والفوسفور. لم يتم ملاحظة نيازك من نوع Anorthosite أو KREEP مطلقًا، ولم يتم العثور على صخور قمرية أخرى بين النيازك. وتم اكتشاف أنواع أخرى من الصخور تبدو نادرة.

هناك بعض الاختلافات الملحوظة في التركيب الكيميائي للمواد القمرية والأرضية والنيزكية.

هناك اختلاف غريب جدًا في التركيب الكيميائي يتعلق باليوربيوم. هذا العنصر ثنائي التكافؤ في البيئات شديدة الاختزال وثلاثي التكافؤ في الظروف الأقل اختزالًا. في الصخور الموجودة على سطح القمر، يُظهر اليوروبيوم ميلًا واضحًا لتتبع السترونتيوم ثنائي التكافؤ وميلًا ضعيفًا للتصرف مثل العناصر الأرضية النادرة الثلاثية التكافؤ الأخرى. وهذا يدل على أن الصخور السطحية للقمر تشكلت في ظل ظروف منخفضة للغاية. تم اكتشاف شوائب معدنية صغيرة فقط من الحديد والنيكل، ولا يزال من غير الواضح ما إذا كانت من أصل قمري أو شظايا نيازك. تم العثور على كبريتيد الحديد بكميات صغيرة فقط. الأمر الأكثر إثارة للدهشة هو حقيقة أن تركيز التيتانيوم أعلى بكثير في بعض البازلت القمري منه في البازلت الأرضي.

الخصائص الفيزيائية لهذه الصخور السيليكات مثيرة للاهتمام. تتكون التربة البازلتية من شظايا بلورية وزجاجية صغيرة جدًا. يبدو أن البريشيا عبارة عن تربة ملبدة. وهناك صخور تبلورت من ذوبان سائل وتحتوي في بعض الأحيان على فقاعات ملساء مما يدل على وجود فقاعات غازية أثناء عملية التصلب. تتكون "عينة الخلق" 15,415 بالكامل من كريات الفلسبار الكالسيوم المزجج. غالبًا ما تحتوي صخور القمر على شوائب سيليكات مستديرة، والتي لها خصائص فيزيائية مشابهة للكندرولات النيزكية، ولكن لها تركيبة كيميائية مختلفة. ومع ذلك، لم يتم العثور على شظايا نيزك محددة، مما يشير إلى أن النيازك التي تصطدم بالقمر تنقسم إلى شظايا صغيرة للغاية. بالإضافة إلى ذلك، تختلف الصخور القمرية في التركيب الكيميائي عن الصخور النيزكية.

ونظرًا لعدم وجود غلاف جوي للقمر، يمكن ملاحظة إشعاعات عالية الطاقة تنبعث من العناصر المشعة على ارتفاعات عالية فوق سطح القمر. تم التخطيط لمثل هذه الملاحظات من قبل أرنولد عند وضع برنامج الرحلات الجوية إلى القمر وتم تنفيذها مؤخرًا بنجاح من قبل أفراد طاقم المركبة الفضائية أبولو 15 - أبولو 17. وتشير هذه الدراسات إلى أن المناطق البحرية تحتوي على تركيزات أعلى من البوتاسيوم واليورانيوم والثوريوم مقارنة بالمناطق القارية، كما يتم تسجيل تركيزات مختلفة من هذه العناصر على مساحات واسعة من سطح البحر. بالإضافة إلى ذلك، تكون نسبة تركيز البوتاسيوم/اليورانيوم دائمًا أقل منها في الصخور الأرضية. تم تأكيد هذه البيانات من خلال تحليل الصخور القمرية التي تم إحضارها إلى الأرض، وأظهرت أن مساحات كبيرة من سطح القمر تتميز باختلافات كيميائية. أظهر أدلر وآخرون، الذين يدرسون فلورة الأشعة السينية للصخور القمرية عند إضاءتها بالأشعة السينية الشمسية، أن المناطق القارية، بشكل عام، تحتوي على المزيد من العناصر المميزة للصخور الأنورثوسيتية. ولسوء الحظ، لم يتم بعد إجراء دراسات أكثر تفصيلاً وشمولاً من هذا النوع تغطي كامل سطح القمر.

ويبدو من المحتمل أنه منذ المرحلة الأولى لوجود القمر كان هناك ذوبان مستمر على نطاق محدود؛ ويبدو أن هذا الأمر قد تأكد مع توسع دراسة العينات القمرية. قد تكون تدفقات الحمم البركانية الصغيرة الموجودة في أماكن مختلفة ذات أصل أحدث. إذا خرجوا من أعماق القمر، فيمكنهم تقديم معلومات حول التركيب الكيميائي للداخل العميق، وهو ما سيكون ذا قيمة كبيرة. كان يُعتقد أن طاقم مركبة أبولو 16 الفضائية التي تهبط بالقرب من حفرة ديكارت سيجد صخورًا بركانية أحدث، لكن تبين أن الموقع مغطى بصخور الأنورثوسايت القديمة. يجب أن يهبط طاقم المركبة الفضائية أبولو 17 في خليج مظلم في Mare Serenity، بالقرب من Littrow Crater، حيث توجد علامات واضحة جدًا على تدفق الحمم البركانية. إذا خرج هذا التيار من عمق ضحل، فإن السؤال الذي يطرح نفسه: كيف يمكن أن يعيش ماسون كبير في بحر الصفاء، حيث أن أحشاء القمر في هذه الحالة كان يجب أن تكون درجة حرارتها مرتفعة، بدءاً من مصدر محلي للصخور الداكنة المحددة وعلى أعماق كبيرة؟ ويترتب على ذلك أن التدفق البركاني، إذا كان هناك تدفق بركاني، جاء من الأعماق وأن القمر لديه غلاف خارجي صلب للغاية. ستوفر عينات الصخور التي تم تسليمها من هذا الموقع معلومات حول تكوين الجزء الداخلي للقمر.

المواد الكربونية

لم يتم العثور على أي دليل يدعم وجود أشكال بيولوجية حية أو أحفورية على القمر. يتراوح إجمالي تركيزات الكربون في جميع عينات الصخور القمرية التي تمت دراستها من 30 إلى 230 جزءًا في المليون، مع كون تركيزات الكربون في التربة أعلى منها في الصخور البلورية. تركيز النيتروجين أقل قليلاً من تركيز الكربون.

أكد التحليل الكيميائي وجود الهيدروكربونات ومركبات الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين، ولكن بشكل عام بتركيزات صغيرة بحيث يصعب التأكد من أنها مواد داخلية وليست نتيجة للتلوث الأرضي. إن جهاز كروماتوجرافيا الغاز ومقياس الطيف الكتلي حساسان للغاية لدرجة أنهما يستطيعان اكتشاف بعض الملوثات في نطاقات تركيز منخفضة تصل إلى 10 -9. وقد وجد جميع الباحثين مركبات هيدروكربونية متنوعة تحتوي على ما يصل إلى ست ذرات كربون أو أكثر، والمركبات الأكثر شيوعاً وبساطة هي الكربون مع الأكسجين والهيدروجين والنيتروجين. تم تحديد المركبات الأكثر إثارة للاهتمام من وجهة نظر وجود الأشكال البيولوجية للمادة من قبل عدد قليل من الباحثين. اكتشف ناجي وآخرون الجليسين والألانين والإيثانولامين بالإضافة إلى اليوريا والأمونيا. وجد فوكس وآخرون الجليسين والألانين في المستخلصات المائية غير المتحللة، بالإضافة إلى ذلك، وجدوا وجود حمض الجلوتاميك وحمض الأسبارتيك والسيرين والثريونين في المستخلصات بعد التحلل المائي. وكان تركيز هذه المواد حوالي 50 جزءاً في 10 9 . حدد هودجسون وزملاؤه البورفيرين، لكنهم ربطوا وجوده بتلوث الصخور القمرية بغازات فوهات محركات الصواريخ. ومع الأخذ في الاعتبار الكميات الصغيرة جدًا من المواد المكتشفة، من الضروري إثبات محتوى هذه المركبات في عينات أخرى من التربة القمرية وأخذ العينات لتحليلها بعناية خاصة، وتجنب تلوثها. ومن المرجح أن العديد من المركبات تكونت من خلال إضافة المحاليل الكيميائية إلى العينات المدروسة من الصخور القمرية، وذلك لأن الصخور القمرية تحتوي على ذرات من الكربون المنشط وعناصر أخرى سقطت على سطح القمر مع الرياح الشمسية. أثبت أبيل وآخرون، على وجه الخصوص، تكوين ميثان الديوتيريوم C D 4 عند استخدام ماء الديوتيريوم D 2 0 بدلاً من الماء العادي H 2 0. الماء في عينات القمر

يتم احتواء التربة بتركيزات صغيرة بحيث يصعب للغاية التمييز بين المياه الداخلية والتلوث الأرضي.

عمر القمر

عند دراسة عمر الصخور القمرية، يتم استخدام طريقتين لتحديد. وبافتراض أن الصخور القمرية نشأت من مواد من النوع النيزكي، فإنه يتم تحديد الوقت الذي تم فيه فصل صخور سطح القمر عن المادة ذات الأصل النيزكي. تُعرف هذه المرة باسم "عصر النموذج". عند حساب أعمار Rb 87 – Sr 87 أو أعمار الرصاص اليورانيوم والثوريوم الرصاص، يفترض أن نسب تركيز الروبيديوم إلى السترونتيوم أو اليورانيوم والثوريوم إلى الرصاص لم تتغير منذ الانفصال. أما الطريقة الثانية لتحديد عمر الصخور فتحدد الوقت الذي كانت فيه العينة قيد الدراسة آخر مرة في حالة منصهرة أو آخر مرة تم فيها توزيع نظائر العناصر بالتساوي بين معادن العينة الصخرية قيد الدراسة. هذا هو "عصر متزامن". Rb 87 - Sr 87 عمر النموذج لمعظم عينات التربة القمرية التي تمت دراستها هو حوالي 4.6 دهر (4.6 10 9 سنوات)؛ هذا هو الوقت اللازم لتكوين Sr 87 في معظم العينات من السترونتيوم البدائي خلال 4.6 دهر، وفقًا لدراسات نيازك الأكوندريت البازلتية. وتتراوح الأعمار المتساوية للصخور من 3.3 إلى 4.1 دهر. وهذا يعني أن التركيب العام للصخور بالنسبة للروبيديوم والسترونتيوم قد تشكل بهذا الشكل منذ 4.6 دهور ولم يتغير خلال عملية التسخين المتكررة التي حدثت في لحظات متزامنة لاحقة. لم تؤد تدفقات الرماد في هذه الفترات اللاحقة إلى انفصال السائل المنصهر عن البقايا الصلبة، وهو ما يرجع على الأرجح إلى ضعف مجال الجاذبية للقمر، حيث لم تنفصل جيوب الكتل المنصهرة جزئيًا إلى طبقات تتكون من الطور السائل والصلب أو كان بسبب الذوبان الكامل لجيوب البازلت، لذلك لم يحدث التجزئة. بحلول 40 -Ar 40، يكون العمر متوافقًا بشكل عام مع Rb 87 - Sr 87 العمر المتزامن، حيث أن الأرجون يتبدد في مرحلة التسخين الأخيرة. تعطي أعمار الصخور من رصاص اليورانيوم ورصاص الثوريوم صورة أكثر تعقيدًا ولا تتوافق مع عمر Rb 87 - Sr 87، ويرجع ذلك على ما يبدو إلى فقدان الرصاص في الفضاء المحيط، وربما بسبب التطاير. ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ أن الأعمار المتساوية لعدد كبير من عينات التربة المدروسة والعديد من العينات البلورية لها قيم تتراوح بين 4.3-4.6 منطقة.

ولأن عينات التربة والصخور لها تركيبات مختلفة، فإن التدفقات البركانية التي اندلعت من جيوب معزولة لا ينبغي أن تختلط مع بعضها البعض في الفترة منذ 4.6 دهر قبل تكوين التدفقات، أي منذ 3.3-4.0 دهور. ومن غير المعروف ما إذا كانت التدفقات قد حدثت قبل 4.0 دهور أو بعد 3.3 دهور. الفرضية المعاكسة هي أن المكونات البازلتية تشكلت من خلال التدفقات الأرضية العادية التي تم فيها فصل الصهارة البازلتية عن الجزء الصلب المتبقي في العمق، وأن اليورانيوم الرصاص والثوريوم الرصاص والروبيديوم والسترونتيوم بكميات متفاوتة أضيفت لاحقا من بعض الصخور. تشكلت المادة البدائية منذ 4.6 دهور. وفي هذه الحالة يجب الافتراض أن هذه الصخور البازلتية الأصلية ذات المحتوى المنخفض من هذه العناصر تكونت نتيجة عمليات ذوبان، والتي خلالها، في حالة الصخور الأرضية، كقاعدة عامة، يتكون البازلت المحتوي على العناصر المذكورة. ومع ذلك، فإن هذا أمر لا يصدق تمامًا، والتفسير الأكثر موثوقية، على ما يبدو، هو أن سبب التناقضات كان ذوبان أنظمة محدودة في وجود مجال جاذبية ضعيف.

هناك مؤشران للعمر مهمان: يتم تحديدهما بنسبة K 40 - Ar 40 (الطريقة التي طورتها تيرنر) وتحديدها بنسبة Rb 87 - Sr 87 (الطريقة التي طورها Schaefer et al.). يبلغ عمر عينة الإنشاء 15415 وصخور الأنورثوسيت التي أعادها طاقم المركبة الفضائية أبولو 16 حوالي 4.1 دهون. لقد تم اقتراح أن عمر بعض صخور الأنورثوسيت يجب أن يكون 4.6 دهر على أساس أن أول فترة ذوبان حدثت في ذلك الوقت وأن الصخور الأنورثوسيتية ظهرت في ذلك الوقت. ما الذي غير ساعة الدورة K 40 - Ar 40؟ شمس حارة، اصطدامات في حزام الكويكبات، أو كليهما، أو شيء آخر غير معروف؟

تاريخ القمر

ومن المعروف الآن أن المناطق القارية للقمر تتكون من صخور من نوع الأنورثوسيت وأن هذه الصخور والبازلت الحديد والتيتانيوم اكتسبت تركيبها نتيجة عمليات الذوبان منذ 4.6 ± 0.1 دهور. وحدث الذوبان فيما بعد، مما أدى إلى تكوين صخور بحر السكينة ومحيط العواصف. نتيجة لبعض العمليات خلال هذه الفترة، تم تشكيل الماسكونات، وبسبب صلابة الصخور، تم الحفاظ عليها حتى يومنا هذا. الحد الأقصى لدرجات الحرارة تحت السطح المطلوبة للحفاظ على الماسكونات غير معروف، ولكن يبدو أن درجات الحرارة تحت سطح الأرض مرتفعة للغاية. إن المقارنة الدقيقة تصبح صعبة بسبب مجال الجاذبية الأكبر للأرض والضغط العالي في طبقاتها الخارجية. إذا لم يكن هناك دليل على ذوبان القمر، فيمكن للمرء أن يفترض أن القمر كان باردا على مر التاريخ. ولو أمكن تجاهل الماسونية لكان ذلك سيؤدي إلى قبول فرضية ارتفاع درجة الحرارة، وبالطبع تجاهل أو إيجاد تفسير آخر لعزوم القصور الذاتي. إذا تم أخذ جميع الظروف بعين الاعتبار، يصبح من المحتم الاعتراف بالحاجة إلى تاريخ معقد للقمر. إذا كان هناك أي شيء، فإن الحجارة المغناطيسية غامضة.

إذا كان القمر في الأصل منصهرًا تمامًا، فلا بد أنه قد تصلب وخضع للتمايز منذ 4.5 إلى 4.7 دهور. تصلبت طبقة الأنورثوسايت وطفت على السطح، وغرقت طبقة البيروكسين-الأوليفين في الأعماق، وظهرت بينهما طبقة من البازلت والحديد والتيتانيوم أو اختلطت بطبقات أخرى ليتم إطلاقها لاحقًا أثناء الذوبان اللاحق للأحجام الفردية. ويجب أن تكون الأجزاء الخارجية قد بردت إلى الحد الذي يضمن استمرار شذوذات الجاذبية السلبية في بطليموس و

البتاني وربما في مثل هذه الحفر في جميع أنحاء السطح. حدث هذا عندما كانت تركيزات العناصر المشعة في مستوياتها القصوى. تم إجراء الكثير من الأبحاث حول النظام الحراري للقمر طوال تاريخه الجيولوجي. تُظهر مثل هذه الدراسات مدى صعوبة تبريد جسم القمر المنصهر خلال دهر، حتى في غياب العناصر المشعة. وربما، كما يؤكد توزر، لعب الحمل الحراري الدور الأكبر. في حالة الأرض، لم يحدث التبريد لمدة 4.6 دهور ويتم الحفاظ على شذوذات الجاذبية الإيجابية فقط بواسطة خلايا الحمل الحراري العملاقة. طوال فترة ظهور تدفقات الحمم البركانية، يجب أن يكون باطن القمر قد حافظ على درجة حرارة عالية، وفقط في القشرة الخارجية كان من الممكن وجود الصخور الصلبة، كما هو الحال مع الأرض. يبدو من غير المرجح، إن لم يكن من المستحيل تماما، تفسير الملاحظات بهذه الطريقة. حتى بدون اللجوء إلى الماسونيات، فإن مثل هذا التاريخ القمري الافتراضي من شأنه أن ينتج عددًا أكبر من تدفقات الحمم البركانية مما تم ملاحظته فعليًا، وخاصة أن فرضية درجة الحرارة المرتفعة هذه ستتضمن ذوبانًا أكثر شمولاً لسطح القمر. يشير غياب المناطق البحرية إلى أن عمليات الذوبان لم تكن سوى على نطاق صغير.

إذا كانت قيم لحظات القصور الذاتي التي تم تحديدها باستخدام الأقمار الصناعية القمرية والأرصاد الفلكية صحيحة، فإن طبقة ممتدة من صخور الأنورثوسيت منخفضة الكثافة ونواة حديدية صغيرة وصخور سيليكون كثيفة في باطن القمر لا يمكن تصورها دون وجود طبقة من المادة عالية الكثافة بالقرب من السطح. ويبدو من غير المعقول أن مثل هذه الطبقة من الصخور ذات الكثافة العالية من المادة كانت ستتشكل وتظل محفوظة لو كان القمر جسمًا منصهرًا بالكامل في مرحلة مبكرة من وجوده. ولكن ربما تكون البيانات المتعلقة بعزوم القصور الذاتي غير صحيحة!

لقد تم اقتراح أن الذوبان الأولي منذ 4.5-4.7 دهور كان يقتصر على الطبقة الخارجية في القمر البارد في البداية وأن الماسكونات كانت مدعومة بالداخل البارد، وشذوذات الجاذبية السلبية لحفر بطليموس والباطاني وغيرها. الحفر - الطبقة الخارجية التي تبرد بسرعة كبيرة. يفترض هذا النموذج أن العوامل التالية كانت مصادر التسخين.

1) تسخين السطح في كرة غازية كبيرة أو أثناء عملية التراكم في مثل هذه الكرة.

2) تسخين السطح بسبب تأثيرات المد والجزر أثناء التقاط القمر.

3) حركة المجالات المغناطيسية على طول سطح القمر وإثارة التيارات الكهربائية في السيليكات التي تم تسخينها بالفعل بواسطة بعض آليات التشغيل السابقة.

4) التسخين أثناء عملية التراكم، والتي حدث فيها تراكم سريع للمواد الصلبة في المراحل الأخيرة. وعندما برد، انفصل إلى عدة طبقات، وآخرها تصلب البازلت والحديد والتيتانيوم، في مكان ما تحت السطح. ومن الواضح أن الخيار رقم 4) سيؤدي إلى خلق ظروف ديناميكية للغاية، غير مناسبة لفصل الصخور إلى الطبقات المختلفة التي حددتها الأبحاث الكيميائية. ذاب البازلت لاحقًا وتم دفعه للأعلى من الطبقات العميقة. ربما حدث التسخين الإشعاعي نتيجة للتوصيل الحراري المنخفض للغاية لطبقة الغبار الموجودة على السطح وخصائص العزل الحراري العالية. البحار "الضحلة"، التي تتكون من تدفق الرماد على سطح غير منتظم للغاية، سيكون لها عدة طبقات عميقة بالإضافة إلى طبقات سطحية. ولا بد أن الطبقات العميقة قد ارتفعت درجة حرارتها بشكل ملحوظ على مدى فترات تتراوح بين مئات الملايين إلى مليار سنة، حتى لو كانت درجات الحرارة فيها في البداية منخفضة (حوالي 0 درجة مئوية)، وهو ما ليس ضروريا على الإطلاق. يشارك مؤلف هذا العمل هذه الأفكار.

كان يُعتقد سابقًا أن الفوهات الأولى وماريا وماسكونس تشكلت نتيجة الاصطدامات في المراحل الأولى من التاريخ الجيولوجي للقمر، ولكن إذا افترضنا أن اصطدامًا كارثيًا قد حدث في حزام الكويكبات منذ حوالي 4 دهور، مما يؤدي إلى لتكوين العديد من الشظايا الكبيرة والصغيرة التي سقطت على الأرض والقمر والكواكب الأخرى على مدى مئات الملايين من السنين، من الممكن بناء تاريخ مختلف لسطح القمر. ولا توجد آثار محفوظة لمثل هذه الاصطدامات على الأرض إذا حدثت قبل تكوين أقدم صخور الأرض. يجب أن نقبل أن تكون الماسكونات قد نشأت نتيجة لبعض "ارتداد" الصخور القمرية وأن شذوذات الجاذبية استمرت على الرغم من الإزاحات الواسعة والحيوية للصخور، حيث لا بد أن تكون الاصطدامات من هذا النوع قد حدثت بسرعات عالية.

ولذلك، لتفسير شذوذ الجاذبية، يجب أن تكون كتل الأجسام المتصادمة بمثل هذه السرعات العالية صغيرة للغاية. وبهذا الافتراض، يمكننا بسهولة أن نجعل سطح القمر باردًا بدرجة كافية لدعم وجود شذوذات جاذبية من النوع البطلمي والباطاني، لكن مشكلة وجود الماسكونات تظل دون حل إذا قبلنا أن الصخور البازلتية الحديدية والتيتانيوم المصبوبة عليه السطح من ذوبان تحت السطح، والتي تبدو فرضية مقبولة مع هذا الفهم للتاريخ المبكر للقمر.

من شبه المؤكد أن الذوبان الجزئي للجزء الداخلي القمري منذ 3.1 إلى 3.0 دهور، كما هو متفق عليه من قبل بعض الباحثين، سيؤدي إلى انفصال الروبيديوم والسترونتيوم عن بعضهما البعض، وبالتالي، فإن العمر النموذجي لبازلت الحديد والتيتانيوم لا يمكن أن يحدث بالتأكيد. يكون حوالي 4,6 دهور. وهذه حجة قوية ضد تكوين هذه الصخور نتيجة الذوبان الجزئي للجزء الداخلي من القمر.

وهكذا، يمكننا أن نستنتج أن القمر تشكل عند درجات حرارة منخفضة نسبيًا، وتم تسخينه بواسطة مصادر حرارة خارجية، وتم تبريده بدرجة كافية وعلى عمق كافٍ للسماح للفوهات الكبيرة (قطرها 150 كيلومترًا) بالحفاظ على شذوذات الجاذبية السلبية، وكان، بفضل داخلية صلبة، قادرة على الحفاظ على تركيزات الكتلة. حدث تمايز بين الأنورثوسيت وبازلت الحديد والتيتانيوم والأجزاء الأخرى أثناء عملية التبريد. تكونت التربة أساساً من تدفق الرماد وتم إذابته بكميات محدودة بسبب التسخين الإشعاعي بسبب انخفاض التوصيل الحراري للطبقات السطحية للتربة. هذا التاريخ المزعوم معقد ومن المرجح أن يتم تنقيحه مع تراكم الأدلة.

كما نوقش أعلاه، فقد حصل علماء الزلازل على بيانات تؤكد وجود طبقة الأنورثوسيت تمتد إلى عمق حوالي 60 كيلومترا تحت السطح، ومنطقة داخلية أسفل هذه الطبقة تتكون من صخور دونيت غنية بالبيروكسين والأوليفين. بالمقارنة مع الزلازل، تعتبر الزلازل القمرية معتدلة للغاية، وبعضها يحدث بشكل متكرر في نقاط تقع على عمق حوالي 700-800 كيلومتر. في هذه الحالة، تحدث الانعكاسات في الهياكل الموجودة على نفس العمق تقريبًا. لا يمكن أن تكون ناجمة عن وجود نواة معدنية، ولكن يمكن أن تنشأ عن طريق واجهات الهياكل من نوع آخر. وهذا يدعم فرضية الذوبان العميق جدًا أو الكامل في فجر التاريخ القمري. ومع ذلك، فإن الأدلة ليست قاطعة. تم إجراء الملاحظات على مناطق محدودة من سطح القمر وفي مناطق قريبة نسبيًا من مناطق الماسكونات الكبيرة والبحار المتأثرة.

الحجارة المغناطيسية للقمر

لم يتم اكتشاف حقل ثنائي القطب على القمر، ولكن توجد صخور ممغنطة في مواقع هبوط أبولو، والتي يتراوح عمرها بين 4 و3.1 دهون. لذلك، قبل هذا الوقت أو بعده، لا بد أن المجالات المغناطيسية كانت موجودة على القمر، ويجب أن تكون الصخور الموجودة في هذه المجالات المغناطيسية قد بردت إلى درجات حرارة أقل من نقطة كوري. هناك أيضًا مناطق ممغنطة كبيرة جدًا. يبقى أصل المجالات المغناطيسية المسؤولة عن تكوين الحجارة الممغنطة لغزا لجميع الباحثين في هذه الظاهرة. هذا السؤال مهم لمشكلة أصل القمر.

بعد أن تم التخلص من المجال المغناطيسي للأرض والمجال المحتمل للشمس، تحولنا إلى مجال ثنائي القطب قمري محتمل، والذي كان من المفترض أن يختفي قبل 3.1 دهر. أحد الاقتراحات، التي قدمها رونكورن على وجه الخصوص، يتصور وجود نواة حديدية أصغر من نواة الأرض، والتي بالتالي يجب أن تدور بسرعة كبيرة لإنشاء المجال المطلوب. يبدو هذا غير مرجح، نظرًا لأن عمليات الرصد الزلزالي لم تكتشف اللب، على الرغم من أنها قد لا تكون حاسمة تمامًا. إذا كان مثل هذا اللب الحديدي الدوار موجودًا في وقت مبكر، منذ أكثر من 3.1 دهرًا، فهذا يشير إلى أنه قد برد، وبالتالي قد لا يكون الحقل موجودًا اليوم. وفي حالة أخرى، من المفترض أن باطن القمر تراكم عند درجات حرارة منخفضة وتراكمت الجزيئات القابلة للمغنطة، وهي الحديد، في المجال المغناطيسي البدائي للشمس، مما أدى إلى تكوين مجال ثنائي القطب مغناطيسي دائم استمر حتى التسخين الإشعاعي. أدى إلى ارتفاع درجة الحرارة فوق نقاط كوري. ومع ذلك، في هذه الحالة، يجب أن تكون المساحات السطحية منصهرة لإنشاء مناطق متباينة للغاية مع تدفق الحمم البركانية إلى السطح.

الرأي الشعبي هو على النحو التالي. تراكم القمر أولاً من المواد الصلبة عند درجات حرارة منخفضة بسبب انخفاض طاقة الجاذبية ومعدل التراكم، ثم لاحقًا عند طاقة الجاذبية العالية ومعدل التراكم. أدى هذا إلى إنشاء جزء داخلي صلب وسطح منصهر. تشير التقديرات إلى أن التراكم يجب أن يحدث على مدى فترة تبلغ حوالي 2000 عام أو أقل لتكوين سطح منصهر، على الرغم من الخسائر الإشعاعية. وبالتالي، كان ينبغي لمثل هذا القصف أن ينتهي فجأة. ومن الصعب تحديد الموقع الذي يمكن أن يحدث فيه هذا في السديم الشمسي. البديل هو كرات غاز يوري (1972). وفي هذه الحالة تترسب المواد الصلبة في الجزء الداخلي من الكرة عندما يكون باردا، ولكن عندما يتم ضغط الكرة ترتفع درجة الحرارة في الداخل وبالتالي يتكون الجزء الداخلي باردا، ويتراكم السطح عند درجات حرارة أعلى. يبرد القمر بعد ابتعاد الشمس الحارة عن المجال الغازي، ومهما كان نمط تراكم القمر، فإن المجال المغناطيسي الذي ينفذه باطن الأرض البارد يمغناطيس الصخور السطحية المبردة ويختفي عندما تنخفض درجة الحرارة بسبب التسخين الإشعاعي. من الداخل البارد تجاوز نقطة كوري. كما هو مذكور أعلاه، هذه هي المشكلة الأكثر إثارة للاهتمام والتي أذهلت العديد من الأشخاص الذين درسوا القمر.

نظريات أصل القمر

لمناقشة نظريات أصل القمر، من الضروري النظر في نظرية أصل الكواكب وأقمارها، وبالأساس أصل النظام الشمسي. يتشابه كوكب المشتري ونظام أقماره الداخلية في الخصائص المدارية مع الشمس والكواكب، ويكون محور دوران المشتري متعامدًا تقريبًا مع مستوى مسير الشمس. إذا قامت الكواكب الأخرى وأقمارها بإعادة إنتاج نفس البنية، فلن يكون هناك خلاف كبير في وجهات النظر حول الأصل. يمكن للمرء أن يفترض أن الكواكب والأقمار الصناعية التابعة لها تراكمت من مجموعات صغيرة من الأجسام الغازية والغبارية. ومع ذلك، فإن الأرض والزهرة والمريخ والكواكب الكبرى بخلاف المشتري لها محاور دوران ليست متعامدة مع مستوى مسير الشمس، مما يتطلب اصطدام أجسام ضخمة جدًا لتكوين الكواكب. ويشير هذا وحده إلى وجود أجسام ضخمة في فجر تاريخ النظام الشمسي.

ولو كانت جميع الكواكب الأرضية لها أقمار كبيرة مثل الأرض، فيمكن الافتراض أن هذه الكواكب وأقمارها تشكلت ككواكب مزدوجة، أي أنها تراكمت من السيليكات الصلبة والسائلة على مقربة من بعضها البعض. وفي هذه الحالة، فإن مسألة أصل الأقمار الصناعية لن تكون موضع جدل ونقاش، كما كان الحال منذ عقود طويلة. إن تفرد القمر، باعتباره القمر الصناعي الوحيد الكبير جدًا، هو الذي يطرح مشكلة مثيرة للاهتمام ومثيرة للجدل حول أصله بالنسبة للعلماء. بعد كل شيء، إذا كان تكوين الكواكب المزدوجة هو القاعدة، فإن عدم وجود قمر كبير لكوكب الزهرة ونفس الأقمار الصناعية لعطارد والمريخ يصبح لغزا جديدا. ويدعم العلماء السوفييت، ولا سيما أو يو شميدت، وفي إس سافرونوف، وبي يو ليفين، نظرية تشير إلى تراكم العديد من الأقمار الصناعية الصغيرة التي أحاطت بالأرض أثناء تكوينها على مدى حوالي 100 مليون سنة.

يدافع كاميرون ورينجوود عن الرأي القائل بأن الأرض والقمر تراكما في فترة زمنية قصيرة من 10 3 إلى 10 4 سنوات في درجات حرارة عالية جدًا وعلى شكل جسم مزدوج. تراكم على القمر مادة متطايرة ذات درجة حرارة عالية شكلت حلقة حول الأرض. يجب أن تكون كتلة الأرض بالإضافة إلى حصتها المقابلة من الغازات الشمسية كتلة تساوي تقريبًا كتلة كوكب المشتري، الموزعة أصلاً في القرص المحيط بالشمس. من الضروري أنه في مرحلة ما، ينفصل 0.3% من المادة الصلبة المخصصة لتكوين مواد صلبة عن كتلة الغاز البالغة 99.7% ويتراكم في حجم محدود. يمكن الافتراض أن هذا لا يمكن أن يحدث إلا إذا كانت المادة عند درجة حرارة منخفضة بدرجة كافية لتتكثف وتتحول إلى سائل أو صلب. من الممكن أنه إذا استقرت الجسيمات باتجاه المستوى الأوسط للسحابة، فقد يحدث هذا. يحتوي النموذج الموصوف على شيء مشترك وهو مطابق إلى حد ما لنظرية كويبر للكواكب الأولية، والتي كانت نقطة ضعفها هي تفسير فقدان كتلة غازية تساوي كتلة كوكب المشتري. وأشار أوري إلى أن ذلك مستحيل، وحتى الآن لم يتم تقديم أي تفسير مرضٍ لفقدان الغازات. من الممكن (ولكن لم يتم إثباته) أن المجالات المغناطيسية لثنائي القطب المغنطيسي الدوار لـ Solptz يمكن أن تمكن من إطلاق الغاز.

يشير رينجوود، استنادًا إلى حقيقة أن فقدان المواد المتطايرة هو سمة مميزة لمادة سطح القمر، إلى أن القمر لا بد أن يكون قد تحرر من الغازات ذات درجات الحرارة المرتفعة. وهذه حجة قوية جدًا، خاصة إذا انخفضت كمية هذه العناصر في جميع أنحاء جسم القمر، وهو ما لا يزال افتراضًا غير مؤكد. إن وفرة العناصر الأكثر شيوعًا في الصخور القمرية تشبه إلى حد كبير ما هو متوقع نظريًا أثناء تجزئة السيليكات المنصهرة، بحيث يبدو من الممكن التخلي عن فرضية الدور الكبير للتطاير. علاوة على ذلك، هناك حاجة إلى آلية لضمان ميل محور الأرض وتغيير معين في مدار القمر، حيث يشير جولدريتش إلى أن المدار الحديث للقمر لا يمكن أن يكون في الأصل في مستوى مدار الأرض. تتطلب كل من هاتين الظاهرتين وجود أجسام أخرى كبيرة بما فيه الكفاية، والتي تسببت في حدوث التغييرات المذكورة بعد اصطدامها بالأرض والقمر. إذا كان هذا صحيحا، فإن اصطدام الأجسام المماثلة بالكواكب الأخرى سيؤدي إلى تأثيرات مماثلة. ربما تكون حقيقة أن كوكب الزهرة ليس له قمر صناعي ويدور في الاتجاه المعاكس هي الدليل الأكثر إقناعًا ضد النظرية المعطاة لأصل الأرض والقمر. أكد ماركوس وفي إس سافرونوف أن مثل هذه الاصطدامات كانت ضرورية، وقدم أوري شرحًا لتشكيل مثل هذه الأجسام. وقد تم مؤخراً اقتراح وجود أجسام كبيرة قبل الكواكب وتصادمها أثناء تكوين الأرض في ظروف درجات الحرارة المرتفعة، ووفقاً لنموذج رينجوود فإن القمر "تبخر" من الأرض. اختفت العناصر التي تتطاير عند درجات حرارة 1500 درجة كلفن وما دونها من سطح القمر، لكن لا يوجد سبب للاعتقاد بوجود تمايز كبير بين السيليكون من ناحية، والألومنيوم والمغنيسيوم والكالسيوم من ناحية أخرى. حتى لو كانت هناك اختلافات كبيرة في التقلبات. يشك مؤلف هذا العمل في صحة فرضية رينجوود حول الغاز والسيليكون والألمنيوم وما إلى ذلك، وهو الغلاف الجوي الذي أدى إلى ولادة القمر. ربما، إذا كان من الممكن استخراج الصخور من الطبقات العميقة وأظهرت محتوى منخفض من المواد المتطايرة، فقد يكون ذلك بمثابة مؤشر على أن مادة القمر في شكل مجزأ للغاية تم تسخينها إلى درجة حرارة 1000-1500 درجة مئوية و أن المواد المتطايرة تم نقلها بواسطة الغازات المتبقية. أولئك الذين يميلون إلى الاعتقاد بأن بازلت الحديد والتيتانيوم هي في الأساس تدفقات من الحمم البركانية من الأعماق، يرون أن هذا البيان قد تم إثباته بالفعل. ويود مؤلف هذا العمل أن يقوم بفحص عينات من الصخور التي تنتمي إلى ما يسمى بتدفقات الحمم البركانية المحلية، والتي ربما تكون قد نفذت من الطبقات العميقة، قبل قبول وجهة النظر هذه.

افترض السير جورج داروين أن القمر ينفصل عن الأرض، وقد نوقشت هذه الفكرة عدة مرات خلال هذا القرن من قبل مؤيديه ومعارضيه. قام وايز وأوكيفي مؤخرًا بمراجعة هذه المناقشة. كثافة صخور القمر قريبة من كثافة عباءة الأرض، وهذا السؤال الغامض يمكن حله بسهولة من خلال هذه الفرضية. لقد تم بذل الكثير من الجهود لإثبات إمكانية حدوث هذا الانفصال. وفي السنوات الأخيرة، اهتزت هذه الفرضية جزئيًا، وربما كليًا، بسبب دراسات التركيب الكيميائي للصخور الموجودة على سطح القمر. يحتوي البازلت القمري بالتأكيد على تركيزات أعلى من الحديد والتيتانيوم وبالتأكيد تركيزات أقل من العناصر المتطايرة مقارنة بالعناصر الأرضية. وبطبيعة الحال، لا يمكن استبعاد تماما أن مثل هذه الاختلافات قد تنشأ في عملية معقدة للفصل في درجات حرارة عالية، ولكن هذا يبدو غير مرجح. عمر الصخور القمرية يدفع زمن الانفصال بمقدار 4.5 دهر. هناك ظرف واحد مهم، واضح من البيانات القديمة. إذا كانت الأرض والزهرة قد تشكلتا نتيجة لعمليات مماثلة على مسافات مماثلة من الشمس، فلماذا يتمتع نظام الأرض والقمر بزخم زاوي موجب كبير جدًا مقارنة بالزخم المداري، بينما يتمتع كوكب الزهرة بقيمة صغيرة وسالبة لـ نفس الكمية؟ لماذا لم يصبح كوكب الزهرة كوكبا عالي الزخم ويصبح كوكبا مزدوجا؟ كان من الممكن طرح هذه الأسئلة منذ سنوات عديدة. وفي الوقت الحاضر، تبدو فرضية انفصال القمر عن الأرض غير محتملة.

حظيت فرضية الالتقاط بشعبية خاصة منذ أن قام جيرستنكورن بالتحقيق في هذه المشكلة. وقد ناقشه ماكدونالد وألفين وآخرون.

تتمتع هذه الفرضية بميزة واضحة وهي أنها تؤكد على الطبيعة العشوائية لأصل القمر، وفي هذه الحالة ليست هناك حاجة لتفسير عدم وجود أقمار صناعية للكواكب الأرضية الأخرى. ومع ذلك، فمن الضروري أن نفترض وجود العديد من الأقمار في وقت واحد في التطور المبكر للنظام الشمسي إذا أردنا تجنب العديد من الافتراضات غير المحتملة. إن احتمال التقاط القمر في مدار ما حول الأرض أقل من احتمال التقاطه عند اصطدامه بالأرض. تمت مناقشة هذه القضايا بالتفصيل في عمل أوري وماكدونالد. توصل جيرستنكورن إلى استنتاج مفاده أن الالتقاط حدث في مدار بحركة خلفية، ثم دار بعد ذلك، مروراً بأحزمة الأرض، وأصبحت الحركة مباشرة. كان من المفترض أن المدار الأدنى كان بالقرب من حد روش على مسافة 2.9 نصف قطر الأرض لجسم له كثافة القمر. أثناء عملية الالتقاط، لا بد أن كمية كبيرة من الطاقة قد تبددت على شكل حرارة، أي في حدود 10 11 إرج لكل جرام من المادة القمرية. كان من المفترض أن تتبدد بعض هذه الطاقة في القمر، ربما في الطبقات السطحية، ومن الممكن أن تكون قد تسببت في تكوين الطبقة السطحية المنصهرة، كما نوقش أعلاه. ومن شأن عملية الذوبان هذه أن تكون أكثر كثافة في نصف الكرة الأرضية من القمر المواجه للأرض، ويمكن أن تؤدي إلى ظهور مساحات أكبر من البحار على سطح هذا النصف من الكرة الأرضية. إذا اجتاحت هذه التدفئة جسم القمر بأكمله، فإن وجود الماسون يصبح مشكوكا فيه للغاية. يميل يوري وماكدونالد إلى الاعتقاد بأن الاصطدامات مع الأجسام الأخرى التي تدور حول الأرض ساهمت في الالتقاط وأن المدارات الأولية كان من الممكن أن تكون أكبر بكثير، وبالتالي القضاء على صعوبات التسخين. وبالإضافة إلى ذلك، وفي ظل هذا الافتراض، فإن كثافة الزخم الزاوي للتراكم الأولي للأرض تقع على المنحنى التجريبي لماكدونالد، الذي أظهر أن لوغاريتم كثافة الزخم الزاوي للكواكب، ممثلاً بيانياً كدالة لوغاريتم الكتلة، له شكل خط مستقيم ميله حوالي 0.82.

يفترض هذا النموذج الافتراضي لأصل القمر أن القمر تراكم في مكان آخر. إذا قبلنا فرضية الالتقاط، فإن مشاكل طريقة التراكم والتركيب الكيميائي العام تظل مفتوحة. حتى الآن، تم اقتراح نموذج فقط للمجال الغازي، ولكن هناك نماذج أخرى ممكنة، على الرغم من صعوبة حسابها المعقول. في هذه الحالة، يُعتقد أن حالات عدم استقرار الجاذبية ثنائية الأبعاد قد نشأت في القرص المسطح للسديم وفقًا للصيغة التي اقترحها جينز وصقلها شاندراسيخار. عند تطبيقها على هذه المشكلة، ينبغي اعتبار الصيغ تقريبية نظرًا لحقيقة أن وجود الجزيئات الصلبة يؤدي إلى زيادة عدم الاستقرار.

درجات الحرارة المطلوبة لتكوين أجسام بحجم القمر في السديم منخفضة جدًا، ويجب أن تكون كتلة السحابة جزءًا كبيرًا من كتلة الشمس. كما يقترح ألففين في فرضيته المدعومة بالمجال المغناطيسي، لا بد أن كتلة بهذا الحجم قد فقدت من الشمس الأولية لتقليل زخمها الزاوي، ويعتقد هيربيج أن نجوم T Tauri يجب أن تحتوي على سحب غبار تعادل كتلة الشمس تقريبًا.

إن تراكم الكتل القمرية في مركز مثل هذه التكوينات الغازية نتيجة لتأثير الجاذبية مع تراكم الطاقة الممتصة بواسطة كتلة كبيرة من الغاز يمكن أن يحدث عند درجات حرارة منخفضة إذا كانت أنصاف الأقطار كبيرة. إذا تم ضغط كتلة الغاز في وقت لاحق، فإن الطبقات السطحية للكائن القمري المركزي يمكن أن تسخن إلى درجات حرارة عالية، وسوف ينفذ الحديد السائل المنخفض عناصر Siderophile، وكبريتيد الحديد السائل - عناصر Chalcophile. مع التفكك البطيء لمجالات الغاز سيكون هناك تبريد بطيء للكتلة المركزية، ومع الاختفاء الكامل للغازات سيكون هناك تبريد أسرع إلى درجات حرارة منخفضة. يبقى التركيب الكيميائي مشكلة صعبة. في حالة المحتوى النسبي المنخفض من الحديد في الشمس، كما كان يُعتقد لسنوات عديدة، يتكون القمر من مادة شمسية أولية غير متطايرة، ولكن مع مراجعة التركيزات النسبية للعناصر في المادة الشمسية، فإن كثافة المادة الأولية غير المتطايرة وتصبح المادة الشمسية المتطايرة قريبة من 4 جم/سم3 ولا تتوافق مع كثافة القمر. إذا أردنا أن تؤخذ فرضية الالتقاط على محمل الجد، فلا بد من حل هذه المشكلة. الكوندريتات الكربونية هي نوع شائع جدًا من النيازك بناءً على ملاحظات الارتطام، ومن بينها النوع الثالث (مجموعة فيجارانو) الذي يتمتع بالكثافة المناسبة ومحتوى منخفض من البوتاسيوم، بحيث يمكن إنشاء قمر صلب إذا كان الجسم المركزي يحتوي على هذه المادة الكيميائية أو مادة كيميائية مماثلة تعبير. تحتوي هذه النيازك على الماء وكميات كبيرة من الكربون. إن انخفاض محتوى الماء والكربون في العينات السطحية يتناقض بشكل حاد مع هذا الافتراض، لكنه لا يستبعده. فكر ماركوس سافرونوف وهارتمان في طرق أخرى لتجميع الأجسام الكبيرة من مواد صلبة أصغر في غياب الغاز، وهو أمر ضروري بالتأكيد إذا تمت إزالة العناصر الأكثر تطايرًا من باطن القمر. في هذه الحالة، كان من المفترض أن يؤدي تسلسل الأحداث إلى فقدان المواد المتطايرة عند درجة حرارة تصل إلى 1500 درجة كلفن، ويجب أن تختفي من المنطقة التي تراكم فيها القمر والأرض قبل بدء التراكم. إذا كانت المواد المتطايرة موجودة في باطن القمر، فهذا يشير إلى تكوين القمر في المجال الغازي، ويجب أن تكون الأرض قد تشكلت من حطام هذه الأجسام. اقترح كاميرون مؤخرًا أن القمر تكثف من سديم شمسي غازي داخل مدار عطارد، حيث تتكثف المكونات الأقل تطايرًا، وهي CaO وAl 2 0 3. لقد شكلوا القمر، الذي ألقاه عطارد في مدار يتقاطع مع مداري الزهرة والأرض، ثم استولت عليه الأرض. وهكذا تشكل القمر في منطقة السديم الشمسي، حيث ظل الحديد إلى حد كبير في شكله الغازي. وهذا ما يفسر انخفاض كثافة القمر وربما تركيبه الكيميائي. كلا هذين الحدثين الميكانيكيين يبدوان مذهلين، على الرغم من أنه لا يمكن رفضهما تمامًا. إذا تم التقاط القمر، لكان قد تشكل بشكل مستقل عن الأرض ككوكب بدائي منفصل، وفي هذه الحالة سيكون على الأرجح أقدم من الأرض. تشير مؤشرات العمر المعروفة حاليًا إلى أن القمر كجسم مستقل كان موجودًا في فترة تكوين النيزك. لقد ضاعت إمكانية تحديد عمر الأرض بنفس الطريقة.

كما ذكرنا أعلاه، فإن كوكب المشتري وأقماره يشبه النظام الشمسي “الصغير”، ويتكون الانطباع بأن هذه الأقمار تشكلت في المنطقة المجاورة مباشرة للكوكب. حقيقة أن هناك سبعة أقمار صناعية في النظام الشمسي تساوي حجم قمر الأرض، وأن متوسط ​​كتلة الأقمار الصناعية والكويكبات الأخرى يبلغ حوالي ربع كتلة قمر الأرض، تشير إلى أن الأجسام ذات الحجم القمري مفضلة في المجموعة الشمسية. النظام الميل المحوري إن دوران الكواكب يعطي سبباً للاعتقاد بوجود أجسام كبيرة قريبة اصطدمت بالكواكب المتكونة في المراحل الأخيرة من تراكمها. من الممكن أن قمرنا ليس جسمًا فريدًا كما يُعتقد غالبًا!

تحميل الملخص: ليس لديك حق الوصول لتنزيل الملفات من خادمنا.

يسبب مجال جاذبية القمر انزعاجًا كبيرًا، والذي على الأرجح كان سبب التطور. من المحتمل جدًا أن يكون تاريخ القمر هو الذي لعب دورًا حاسمًا في جميع العمليات التطورية على الأرض. لقد توصلنا أيضًا إلى استنتاج مفاده أن منطقة الحزام الاستوائي هي التي كانت ولا تزال في حالة من الانزعاج الأقصى. وهذا يعني أن هذا هو المكان الذي كان ينبغي أن يبدأ فيه التطور البيولوجي.

31.3. مجال جاذبية القمر

دعونا ننظر في التفاعل الناجم عن تأثير مجال جاذبية القمر على الأجسام الموجودة على الأرض، بما في ذلك البشر. في هذه الحالة، لا يوجد اتصال مباشر بين القمر والأجسام التي تعاني من تأثير جاذبيته. لنبدأ بتأثير جاذبية القمر على مياه المحيط. ويتحدد هذا التأثير بطبيعة قوى المد والجزر، أي بقوة جذب جزيئات الماء الموجودة على مسافات مختلفة من القمر. وبطبيعة الحال، تكون قوى المد والجزر أكثر أهمية عندما يكون الفرق في هذه المسافات كبيرًا، أي أن قوى المد والجزر تظهر بشكل ملحوظ في المحيطات ذات العمق الأكبر. علاوة على ذلك، تعمل قوى المد والجزر بشكل أفضل في وجود كميات كبيرة من الماء. ويمكن تفسير ذلك من خلال حقيقة أن قوة وطاقة تفاعل الجاذبية تتناسب مع كتلة الأجسام المتفاعلة. فمن ناحية يشارك القمر في هذا التفاعل، ومن ناحية أخرى تشارك فيه كتلة الماء الموجودة في الخزان. إذا كان حجم الخزان صغيرا، فإن القوة صغيرة، وبالتالي ليس من السهل أن تظهر نفسها. إذا كانت كتلة الماء كبيرة، فإن قوة وطاقة تفاعل الجاذبية تصبح ملحوظة بل ويمكن ملاحظتها.

يمكننا النظر في هذه المشكلة باستخدام نموذج مرئي. لنتخيل أن الأرض معلقة فوق القمر الذي له مجال جاذبية. لا يمكن للمياه الموجودة على الكرة الأرضية أن تترك الأرض، ولكنها تتدفق إلى الجزء السفلي من الكرة الأرضية المعلقة. تتدفق معظم المياه إلى نقطة تقع على خط مستقيم يربط بين مركزي ثقل القمر والأرض. وهنا يكون لتأثير جاذبية القمر على الماء على سطح الأرض أهمية قصوى، وهنا ينبغي ملاحظة الحد الأقصى للارتفاع في مستويات المياه في المحيط. علاوة على ذلك، تدور الكرة الأرضية حول محورها بحيث يتغير المكان الذي تتدفق فيه المياه باستمرار. ومن ثم يصبح من الواضح لماذا يكون المد والجزر أكثر وضوحًا بالنسبة للكميات الكبيرة من الماء. نعتقد أن هذه هي الطريقة التي تحدث بها الزيادات الكبيرة في مستويات مياه المحيط أثناء ارتفاع المد والجزر الناجم عن تأثير جاذبية القمر.

ليست الأنظمة الصلبة هي التي تخضع لقوى المد والجزر، بل تلك التي تتشوه بسهولة أكبر. الترام، على سبيل المثال، هو جسم صلب إلى حد ما، والذي، بشكل عام، يتحمل بسهولة لحظات الكبح والتسارع، وبالتالي فإن الترام هو نظام يحتوي على هيكل جامد ضعيف عرضة للتشوه. وهذا ما سمح لنا باستنتاج أن تشوه الفراغ يعتمد على صلابة النظام، كما أن صلابة النظام تعتمد على كيفية احتفاظ هذا النظام بالفراغ في حالة التقسيم الطبقي. واتضح أن النظام الصارم لا يسمح بتغييرات غير ضرورية في بنيته وفي بنيته. مثل هذا النظام في مجال الجاذبية لا يخضع تقريبًا لتغيرات التشوه. وهناك أنظمة تتشوه بسهولة. ويمكن تسمية هذه الأنظمة بالأنظمة القابلة للتشوه. وتتأثر هذه الأنظمة بسهولة بمجالات الجاذبية. تبين أن الغطاء المائي للأرض هو الأكثر تشوهًا. في البشر، الهيكل الأكثر صلابة هو الهيكل العظمي، والأكثر تشوهًا هو على الأرجح الدماغ والخلايا العصبية. تتكون الخلايا إلى حد كبير من الماء، وأكثر خلايا الجسم حركةً وتغيرًا هي الخلايا العصبية، وبالتالي خلايا الدماغ. هنا هو الأساس المادي لظاهرة التخاطر، وربما ظاهرة الوسطاء. ويمكننا أن نفترض أنه على الأرجح، النقطة هي على وجه التحديد في التنقل، وتشوه النظام، أي أننا نعتقد أن درجة تشوه النظام قد تعتمد على الخصائص الفردية لجسم شخص معين. إذا كان لدى الشخص مثل هذه القدرات، فيمكنه أن يصبح نفسية.

تتأثر حالة راحة الإنسان بالأرض والقمر والشمس. يسبب مجال الجاذبية الأرضية حالة مستمرة من الانزعاج، والتي يعتاد عليها الشخص قبل وقت طويل من ولادته. لكن القمر، على وجه التحديد، يجلب الانزعاج المتغير باستمرار إلى هذه الحالة. تعتمد حالة الانزعاج على المواقع النسبية للأرض والشمس والقمر. وبمعرفة مواقعهما النسبية، يمكن الافتراض أن القمر والشمس يسببان حالة من الانزعاج بدرجة أكبر في منطقة الحزام الاستوائي، أو الحزام القريب من خط الاستواء. لكن هذا حزام عريض من الناحية الجغرافية، ونعتقد أن هذا هو المكان الأكثر ملاءمة للكوارث. وغالبا ما تحدث الكوارث في المنطقة الاستوائية، أي في المنطقة الواقعة على محور الأرض والشمس.

للقمر وخصائص جاذبيته تأثير أكبر على أرضنا من الشمس، بل وأكثر من الأبراج البعيدة. سبب المد والجزر في المحيطات والبحار المفتوحة هو مجال جاذبية القمر. كما تسبب الشمس المد والجزر، ولكن تأثير الشمس ضئيل بسبب بعد الشمس الكبير عن الأرض. وبالتالي، يجب أن يكون لمجال جاذبية القمر التأثير الأقوى على حالة الإنسان. وبما أن مستوى مدار القمر يميل إلى مستوى مسير الشمس بزاوية تبلغ حوالي فقط، فإن تفكيرنا حول عدم الاستقرار وعدم الراحة في الحزام الاستوائي يظل صالحًا. تبين أن سبب عدم الاستقرار هذا هو القمر وليس الشمس. وهكذا توصلنا إلى استنتاج مفاده أن مجال جاذبية القمر يسبب انزعاجًا كبيرًا، والذي كان على الأرجح سبب التطور. من المحتمل جدًا أن يكون تاريخ القمر هو الذي لعب دورًا حاسمًا في جميع العمليات التطورية على الأرض. لقد توصلنا أيضًا إلى استنتاج مفاده أن منطقة الحزام الاستوائي هي التي كانت ولا تزال في حالة من الانزعاج الأقصى. وهذا يعني أن هذا هو المكان الذي كان ينبغي أن يبدأ فيه التطور البيولوجي.

يوجد في هذه الصفحة أدناه قسم من كتاب Rabchevskaya O.V. " عالم ولد من الفراغ ».

في هذا الكتاب « عالم ولد من الفراغ » قام المؤلف بأول محاولة لفهم كيفية عمل الكون.

يحتوي الكتاب على مغالطات حاول المؤلف حذفها في الكتاب الثاني: "" الموجود على الموقع. جميع أقسام الكتاب "الكون كحالة فراغ" ويمكن الوصول إليها من خلال الروابط الموجودة في نهاية كل صفحة من صفحات الموقع.

كتاب « عالم ولد من الفراغ »

يحتوي الموقع على أقسام مختارة من كتاب “العالم ولد من الفراغ”

تُظهر هذه الخريطة مجال جاذبية القمر كما تم قياسه بواسطة مهمة GRAIL التابعة لناسا. المصدر: ناسا/مركز البحوث الزراعية/معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

توفر النتائج العلمية الأولى من المدارين القمريين التوأم GRAIL تفاصيل مذهلة عن الجزء الداخلي للقمر وخريطة عالية الدقة لمجال الجاذبية لأي جسم فلكي، بما في ذلك الأرض.

تكشف بيانات مختبر استعادة الجاذبية والمختبر الداخلي (GRAIL) عن الهياكل الداخلية القديمة التي لم تكن معروفة من قبل، وتوفر تفاصيل أفضل بخمس مرات من الدراسات السابقة، وتقدم معلومات غير مسبوقة حول سطح القمر ومجال جاذبيته.

يمكن للأدوات الموجودة على المركبة الفضائية GRAIL أن تستكشف داخل الكوكب. تكشف مقاطع الفيديو المذهلة عن ثروة من التفاصيل التي قال الفريق إنهم بدأوا للتو في استكشافها.

إن طرح الجاذبية من المعالم السطحية يوفر ما يسمى بخريطة الجاذبية Bouguer. ما تبقى هو نوع من الشذوذ الشامل داخل القمر بسبب التغيرات في سمك القشرة الأرضية أو كثافة الوشاح. في الفيديو أعلاه، تشير المناطق الدائرية البارزة (باللون الأحمر) إلى تركيزات كتلة معروفة أو "ماسونات"، ولكن العديد من الميزات المماثلة المكتشفة حديثًا على الجانب البعيد من القمر مرئية أيضًا.

وقال زوبر: "98% من الجاذبية المحلية ترجع إلى التضاريس، بينما 2% ترجع إلى سمات الجاذبية الأخرى". "قد ترى عين الثور للتماثيل القمرية، لكن بخلاف ذلك سترى سطحًا داخليًا أملسًا. لا يمكن أن يحدث هذا إلا إذا أدت تأثيرات القمر المبكرة إلى تآكل السطح الداخلي."

تُظهر خرائط القمر هذه شذوذات جاذبية بوغير التي تم قياسها بواسطة مهمة GRAIL التابعة لناسا. مصدر الصورة: ناسا/مختبر الدفع النفاث-معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا/CSM.

أظهرت خريطة جاذبية بوغير أيضًا دليلاً على نشاط بركاني قديم تحت سطح القمر وشذوذات غريبة في الجاذبية الخطية.

وقال جيف أندروز هانا، الباحث المشارك في GRAIL: "تُظهر تدرجات خريطة جاذبية Bouguer ميزات لم نتوقعها". "لقد حددنا عددًا كبيرًا من شذوذات الجاذبية الخطية. ولا نرى أي تعبير عن ذلك على الخرائط الطبوغرافية، لذلك نستنتج أن هذه هياكل داخلية قديمة."

تم الكشف عن شذوذ الجاذبية الخطية التي تعبر حوض Crisium على الجانب الأيسر من القمر بواسطة مهمة GRAIL التابعة لناسا. تظهر بيانات تدرج الجاذبية GRAIL على اليسار، مع موقع الشذوذ المشار إليه. يتوافق اللون الأحمر والأزرق مع تدرجات الجاذبية الأقوى. تظهر بيانات الطبوغرافيا على نفس المنطقة من مقياس الارتفاع الليزري للمسبار القمري المداري على اليمين؛ لا تظهر هذه البيانات أي علامات على وجود شذوذ في الجاذبية. مصدر الصورة: ناسا/مختبر الدفع النفاث-معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا/CSM.

على سبيل المثال، هذه الصورة لحوض كريسيوم، الذي يشكل إحدى عيون "الرجل على القمر"، تظهر خرائط الجاذبية سمة خطية عبر الحوض، بينما لا تظهر الخرائط الطبوغرافية مثل هذه السمات المترابطة. وقال أندروز هانا: "يخبرنا هذا بوجود شذوذ في الجاذبية تشكل قبل الاصطدامات".

تُظهر هذه الخرائط للجانبين القريب والبعيد من القمر تدرجات الجاذبية التي تم قياسها بواسطة مهمة GRAIL التابعة لناسا، مما يسلط الضوء على مجموعة من شذوذات الجاذبية الخطية. مصدر الصورة: ناسا/مختبر الدفع النفاث-معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا/CSM.

تظهر أدلة إضافية أن القشرة الداخلية للقمر مسحوقة بالكامل تقريبًا.

وتظهر أدلة أخرى أن قشرة القمر أرق مما كان يعتقد سابقا.

وقال مارك ويتسوريك، الباحث المشارك في GRAIL: "باستخدام بيانات جاذبية GRAIL، وجدنا متوسط ​​سمك القشرة الأرضية يتراوح بين 32-34 كم، وهو أقل بمقدار 10 كم من الدراسات السابقة". "وجدنا أن معظم الألومنيوم الموجود على القمر هو تقريبًا نفس الموجود على الأرض. ويرتبط هذا بالفرضية الحديثة القائلة بأن القمر جاء من مادة من الأرض عندما تشكلت أثناء اصطدام عملاق".

التقطت مهمة GRAIL التابعة لناسا مقطع فيديو أثناء تحليقها فوق حوض السباحةماري أورينتال على القمر. تم الحصول على الفيديو باستخدام MoonKAM على متن المركبة الفضائيةانحسار GRAIL في الفترة من 7 إلى 8 أبريل 2012. مصدر الصورة: NASA/JPL-Caltech/Sally Ride Science.

خلال المهمة الرئيسية، كانت المركبتان الفضائيتان GRAIL في مدار على ارتفاع 55 كم فوق سطح القمر. كان هذا النطاق القريب هو أن GRAIL تنتج أفضل بيانات مجال الجاذبية لأي كوكب، بما في ذلك الأرض.

وقال زوبر: "لا يزال GRACE يجمع البيانات، ولكن بما أن GRACE يجب أن يكون في مدار على ارتفاع 500 كيلومتر". "لا شيء يتفوق على المدار المنخفض."

وقال زوبر إن فريق GRAIL تعلم من GRACE وتمكن من إجراء "بعض التحسينات المعقولة". واقترحوا أيضًا استخدام هذه التكنولوجيا لكل جسم كوكبي في النظام الشمسي، وطرحوا فكرة محيرة: "تصور، ارسم خريطة للتيارات الموجودة تحتها".

أنهت GRAIL مهمتها العلمية الأساسية في مايو 2013 وتعمل حاليًا في مهمة ممتدة حيث تم تخفيض ارتفاع المركبة الفضائية إلى 23 كم فوق السطح. وقال سامي أسمر، عضو فريق GRAIL: "نحن نفتح نافذة فيما يتعلق بالجيوفيزياء، ولذا ستسمع نتائج من مجموعة البيانات الجديدة قريبًا".

وفي مؤتمر الاتحاد الجيوفيزيائي الفلكي، قال زوبر إنه في 6 ديسمبر 2012، سيقوم الفريق بإنزال المركبة الفضائية إلى ارتفاع 11 كيلومترًا فوق سطح القمر.

مفهوم فني لمهمة GRAIL، مع مركبتين فضائيتين تدوران جنبًا إلى جنب حول القمر لقياس مجال الجاذبية بتفاصيل غير مسبوقة. الائتمان: ناسا / مختبر الدفع النفاث.

ستنتهي المهمة الممتدة قريبًا، في منتصف ديسمبر، وبعد ذلك بوقت قصير سيتم تدمير المركبتين الفضائيتين عمدًا على سطح القمر. وقال الفريق إنهم ما زالوا يقومون بصياغة أفكار لسيناريو الضربة، ويبحثون في إمكانية استهداف الضربات لأنها تقع ضمن مجال رؤية الأدوات الموجودة على .

الماسونيات القمرية.أصبحت الدراسة التفصيلية لمجال جاذبية القمر ممكنة بعد إطلاق الأقمار الصناعية الفضائية في مدار الأقمار الصناعية القمرية. تم إجراء عمليات رصد مدارات الأقمار الصناعية باستخدام ثلاث محطات أرضية.

من خلال تغيير تردد جهاز إرسال القمر الصناعي، تم تحديد ما يسمى بـ "التسارعات الشعاعية" - إسقاطات تسارع الجاذبية على اتجاه الأرض والقمر الصناعي (بالنسبة للجزء المركزي من الجانب المرئي من القمر، تتوافق هذه التسارعات مع المكون الرأسي).

تم تنفيذ الإنشاءات الأولى لصورة مجال جاذبية القمر من قبل باحثين سوفيات بناءً على نتائج رحلة المركبة الفضائية لونا-10، وتم تحسين البيانات لاحقًا من خلال مراقبة مدارات الأقمار الصناعية الاصطناعية للمدار القمري سلسلة، وكذلك على تلك الأجزاء من مسارات المركبات الفضائية أبولو حيث تم تحديد مداراتها حول القمر فقط من خلال مجال الجاذبية.

تبين أن مجال الجاذبية للقمر أكثر تعقيدًا وغير متجانس من مجال الجاذبية الأرضية، وأن سطح الجاذبية المتساوية أكثر تفاوتًا، وتقع مصادر الشذوذات بالقرب من سطح القمر. كانت إحدى السمات الأساسية لمجال الجاذبية القمرية هي الشذوذات الإيجابية الكبيرة المحصورة في البحار الدائرية، والتي كانت تسمى الماسونات (من الإنجليزية - "التركيز الشامل"). عند الاقتراب من الماسكون تزداد سرعة القمر الصناعي؛ بعد الرحلة، يتباطأ القمر الصناعي قليلا، ويتغير الارتفاع المداري بمقدار 60 - 100 متر.

في البداية تم اكتشاف الماسكونات في بحار الجانب المرئي: المطر، الوضوح، الأزمات، الرحيق، الرطوبة؛ وصلت أحجامها إلى 50-200 كيلومتر (وهي تتلاءم مع محيط البحار)، وكان حجم الحالات الشاذة 100-200 ملغم. يتوافق شذوذ ماري مونس مع كتلة زائدة تبلغ (1.5–4.5) × 10 -5 كتلة القمر بأكمله.

بعد ذلك، تم اكتشاف المزيد من الماسكونات الضخمة عند حدود الجوانب المرئية والبعيدة في البحر الشرقي والبحر الهامشي، بالإضافة إلى ماسكون ضخم في المنطقة الاستوائية لمركز الجانب البعيد من القمر. لا يوجد بحر في هذا المكان، لذلك أطلق عليه القناع اسم "المخفي". ويبلغ قطره أكثر من 1000 كيلومتر، وكتلته أكبر 5 مرات من الكتلة الزائدة لبحر الأمطار. الماسكون المخفي قادر على تشتيت قمر صناعي يطير على ارتفاع 100 كيلومتر في كيلومتر واحد. إجمالي الكتلة الزائدة المقابلة لشذوذات الجاذبية الإيجابية. تتجاوز 10 -4 كتلة قمرية. تبين أن عددًا من الحالات الشاذة السلبية مرتبطة بالجبال القمرية: جورا، القوقاز، طوروس، ألتاي.

تعكس شذوذات الجاذبية خصوصيات توزيع كتل المادة في داخل القمر. على سبيل المثال، إذا افترضنا أن الماسكونات يتم إنشاؤها بواسطة كتل نقطية، فيجب أن تكون أعماقها حوالي 200 كم في بحر المطر، في بحر الوضوح - 280 كم، في بحر الأزمات - 160 كم، في بحر السكينة - 180 كم، في بحر الوفرة - 100 كم، في بحر بوزنان - 80 كم، محيط العواصف - 60 كم. وهكذا، كشفت قياسات الجاذبية عن توزيع كثافة غير متجانس في الوشاح العلوي.

التوصيل الكهربائي.لم تقم أي من الرحلات القمرية بإجراء قياسات مباشرة للمجال الكهربائي للقمر. تم حسابه من خلال الاختلافات في المجال المغناطيسي المسجلة بواسطة أجهزة قياس المغناطيسية في محطات أبولو 12، -15، -16، ولونوكود 2.

القمر، المحروم من الغلاف المغناطيسي، أثناء دورانه حول الأرض يجد نفسه بشكل دوري في الغلاف المغناطيسي للأرض دون عائق عند اكتمال القمر، في الرياح الشمسية على قمر جديد، ومرتين لمدة يومين في يوم انتقالي. طبقة الصدمة.

تخترق تقلبات المجال المغناطيسي الخارجي بين الكواكب القمر وتحفز حقل تيار إيدي فيه. يعتمد وقت صعود المجال المستحث على توزيع التوصيل الكهربائي في باطن القمر. تتيح القياسات المتزامنة للمجال الخارجي المتناوب فوق القمر والمجال الثانوي على السطح حساب التوصيل الكهربائي للقمر.

تم تصميم القمر "بشكل ملائم" للسبر المغناطيسي التلوري. إن المجال المغناطيسي بين الكواكب الممتد من الشمس موحد، ويمكن اعتبار مقدمته مسطحة، وبالتالي لا يتطلب البحث شبكة من المختبرات، كما هو الحال على الأرض. نظرًا لأن القمر يتمتع بمقاومة كهربائية أعلى من الأرض، فإن رصده كل ساعتين يكفي لإصدار صوته، بينما على الأرض يتطلب عمليات رصد سنوية.

تتدفق الرياح الشمسية، ذات الموصلية العالية، حول القمر، كما لو كانت تغلف القمر بورق الألمنيوم، دون إطلاق الحقول المستحثة في الأعماق إلى السطح. لذلك، على الجانب المشمس من القمر، يمكن فقط استخدام المكون الأفقي للمجال المغناطيسي المتناوب، بينما على الجانب الليلي، حيث يعمل المكون الرأسي أيضًا، يكون الوضع أكثر تشابهًا مع الوضع على الأرض.

سجلت مقاييس المغناطيسية الخاصة بأبولو تفاعل القمر مع الرياح الشمسية على الجانبين الليلي والنهاري، وكذلك في العمود المغناطيسي الأرضي، حيث يتم تقليل تأثيرات البلازما للرياح الشمسية.

وفي حفرة ليمونير على الجانب المشمس من القمر، سجل لونوخود 2 تشكيل التقلبات في المجال المغناطيسي الشمسي مع مرور الوقت. وفي هذه الحالة، يعكس المكون الأفقي للمجال المغناطيسي عمق التوصيل الكهربائي للقمر، كما أن قيمة المكون الرأسي على مدى فترة زمنية طويلة تميز قوة المجال الخارجي للقمر. تم تفسير مخطط المقاومة الظاهرة التجريبي بالمقارنة مع المنحنيات النظرية.

قام الباحثون السوفييت (إل إل فانيان وآخرون) والأجانب (ك. سونيت، ب. دايل وآخرون) ببناء نماذج مختلفة للتوصيل الكهربائي للقمر، ومع اختلافهم في بعض التفاصيل، فقد أعطوا توزيعات متشابهة بشكل عام للخواص الكهربائية للمادة القمرية مع العمق: توجد في الجزء العلوي من مسافة 200 كم طبقة موصلة بشكل سيئ بمقاومة تزيد عن 106 أوم م؛ أعمق تكمن طبقة ذات مقاومة منخفضة (103 أوم م) بسمك 150-200 كم ؛ حتى 600 كم ، تزداد المقاومة بأمر من الحجم ثم تنخفض مرة أخرى إلى 103 أوم م على عمق 800 كم (الشكل 9).

أرز. 9. التركيب العميق للأرض (خطوط سميكة) والقمر (رفيع) حسب المعطيات الجيوفيزيائية:

1 - سرعات الموجات الطولية. 2 - سرعات موجة القص. 3- التوصيل الكهربائي. المقياس العمودي - الأعماق بالنسبة لنصف القطر المقابل للأرض والقمر

تكشف عمليات السبر الكهربائية للقمر التي تم إجراؤها حتى الآن عن السمات الرئيسية التالية:

القمر بشكل عام لديه مقاومة أعلى من الأرض. وفوقها طبقة عازلة قوية؛ تزداد الموصلية الكهربائية مع العمق. تم اكتشاف التقسيم الطبقي الشعاعي للقمر ولوحظ عدم التجانس في الاتجاه الأفقي في المقاومة الكهربائية.

استنادًا إلى خصائص التوصيل الكهربائي واعتماد الموصلية على درجة الحرارة، تم تقدير درجة الحرارة داخل القمر لتركيبات الوشاح المختلفة. وفي جميع الأحوال، وحتى عمق 600-700 كيلومتر، تكون درجة الحرارة أقل من نقطة انصهار البازلت، وفي الأعماق الأكبر تصل إليها أو تتجاوزها.

إن مقارنة درجات الحرارة العميقة مع درجات حرارة ذوبان الصخور عند ضغوط مختلفة سمحت للعلماء بتقدير معلمة فيزيائية مهمة مثل معامل اللزوجة. إنه يميز قدرة الصخور على التحرك تحت الضغط.

تتمتع القشرة العليا للقمر التي يبلغ طولها 200 - 300 كيلومتر بمعامل لزوجة عالي جدًا يبلغ 10 26 - 10 27 اتزانًا. وهذا أعلى بمقدار 2-3 مرات من الأعماق المقابلة للأرض، حتى لو أخذنا أصعب المناطق في الدروع البلورية القديمة. ومن السطح إلى مركز القمر تقل اللزوجة؛ على عمق أكبر من 500 كيلومتر، تنخفض بمقدار 100 - 1000 مرة، أي أنها تصبح قابلة للمقارنة بلزوجة عباءة الأرض. في الغلاف الموري للقمر، تنخفض اللزوجة بشكل حاد إلى القيم المميزة للغلاف الموري للأرض (10 20 - 10 21 اتزان).

تدفق الحرارة.قبل رحلات المركبات الفضائية، كان يُعتقد أن محتوى العناصر المشعة 235 U، 238 U، 232 Th، 40 K في باطن القمر كان في المتوسط ​​هو نفسه الموجود في النيازك الكوندريتية أو في عباءة الأرض. تم تقدير تدفق الحرارة القادم من أعماق القمر عبر سطحه عن طريق القياس مع التدفق المقابل للأرض، حيث "يتبخر" كل ثانية كل 1 سم 2 من السطح إلى الفضاء 1.5 - 10 -6 كال من الحرارة. نصف قطر القمر أصغر من نصف قطر الأرض بـ 3.6 مرة، ومساحة سطحه 7.5%، وحجمه 2% من حجم الأرض. بشرط أن يكون تركيز النظائر المشعة لكل وحدة حجم هو نفسه، كان من المتوقع أن تكون قيمة التدفق الحراري للقمر 0.36 × 10 -6 كالوري/سم 2 ثانية.

في عام 1964، قام علماء الفلك السوفييت بقيادة في إس ترويتسكي بقياس الإشعاع الحراري للقمر في نطاق الطول الموجي من 1 ملم إلى 3 سم وحصلوا على متوسط ​​تدفق حراري مرتفع بشكل غير متوقع (0.85 - 0.95) 10 -6 كيلو كالوري / سم 2، أي أعلى بثلاث مرات تقريبًا من المحسوبة. قد يشير هذا إلى وجود نسبة أعلى من النظائر المشعة أو أن مصادر الحرارة تتركز بالقرب من السطح.

تم تأكيد النتيجة غير المتوقعة من خلال القياسات المباشرة لتدفق الحرارة على القمر. تم إجراء قياسات مباشرة لتدفق الحرارة على سطح القمر خلال بعثتين لرواد الفضاء إلى القمر: في يوليو 1971 في منطقة هادلي ريل على الحافة الشرقية لماري مونس (أبولو 15) وفي ديسمبر 1972 في منطقة توروس ليتروف. في الخليج الضيق في الجنوب الشرقي من بحر الوضوح ("أبولو 17"). قام رواد الفضاء بحفر ثقوب، وإدخال أنابيب من الألياف الزجاجية ووضع مجسات حرارية فيها لقياس درجة الحرارة والتوصيل الحراري. قدم كل مسبار قياسات على 11 عمقًا ويتكون من 8 موازين حرارة مقاومة بلاتينية و4 مزدوجات حرارية. تم تركيب مسبارين على عمق 1 و1.4 متر في محطة أبولو 15 وواحد على عمق 2.3 متر في أبولو 17. تم نقل القراءات إلى الأرض كل 7 دقائق. تمت معالجة البيانات لمدة 3.5 سنة للمحطة الأولى وسنتين للمحطة الثانية. بدأ تحليل الإشارات بعد شهر واحد فقط من إطلاق الأجهزة، عندما تم إنشاء توازنها الحراري مع الثرى. على الرغم من التباينات الحرارية الهائلة على السطح (+130 درجة مئوية خلال النهار، - 170 درجة مئوية في الليل)، فقد تلاشت تقلبات درجات الحرارة عمليا على عمق 0.8 متر، في حين تم الشعور بتقلبات درجات الحرارة السنوية في جميع الأعماق التي تمت دراستها. ولقياس التوصيل الحراري للتربة القمرية، تم تشغيل السخانات الكهربائية لمدة 36 ساعة بأمر من الأرض. مع زيادة درجة الحرارة، تم تحديد قيمة التوصيل الحراري. تبين أن الموصلية الحرارية للثرى منخفضة جدًا وتعتمد بشدة على درجة الحرارة. على السطح كان فقط 0.3 · 10 -5 كيلو كالوري (سم ك) -1، وأعمق مع زيادة الضغط، حيث وصل إلى قيم ~0.24 10 -4 كيلو كالوري (سم) على عمق 1-2 م ك) -1 ، في الطبقة العليا التي يبلغ ارتفاعها 250 مترًا، تظل الموصلية الحرارية منخفضة جدًا على ما يبدو، حيث تقل بمقدار 2-3 مرات عما هي عليه في داخل القمر، وأقل 10 مرات مما هي عليه في عازل الحرارة الممتاز - الهواء، وأقل 40 مرة مما هي عليه في الماء. . وهكذا فإن ثرى القمر، الذي يتكون نتيجة طحن الصخور الفتاتية بفعل اصطدام النيازك، يمثل نوعا من "البطانية" التي تلعب دور منظم الحرارة للقمر وتقلل من فقدان حرارته. على سبيل المثال، أثناء تكوين بحر مونس، كانت المناطق المحيطة الشاسعة مغطاة بالصخور الفتاتية. ونتيجة لذلك، على مدى 100 مليون سنة الماضية، كان من المفترض أن ترتفع درجة الحرارة على عمق 25 كم من 300 إلى 480 درجة مئوية. وعلى أساس التوصيل الحراري والفرق في درجات الحرارة، تم حساب التدفق الحراري الذي يمر عبر سطح القمر. قيمها لمنطقة أبنين هي 0.53 · 10 -6 سعرة حرارية (سم 2 ث) -1 ، في منطقة ديكارت - 0.38 × 10 -6 سعرة حرارية (سم 2 ث) -1. الفرق أكبر بنسبة 40% من أخطاء القياس، وتأثير التضاريس المحلية، ويميز التباين الأفقي لمحتوى النظائر المشعة في القشرة القمرية.

كتلة الأرض 6-10 2 4 كجم، متوسط ​​كثافته 5.52 جم/سم3 3 . تحدد كتلة الأرض توترًا معينًا في مجال الجاذبية، مما يؤثر على حياة الأرض ككوكب وغلافها الجغرافي. إن مجال الجاذبية الأرضية هو السبب الرئيسي الذي يحدد شكلها وبنيتها ووجودها وسمك الغلاف الجوي للأرض، ارتفاع الجبال وعمق المنخفضات، سرعة حركة الماء، الهواء، حركة الصخور السائبة، الطبيعة. إن وجود المعادن، وتطور الحياة العضوية، وما إلى ذلك يؤثر أيضًا على حجم السرعتين الكونيتين الأولى والثانية، وعلى شكل مدارات الأرض الاصطناعية، وعلى حجم المد والجزر. بالنسبة لحياة الأرض، فإن تفاعل مجال الجاذبية الأرضية مع مجالات الجاذبية للقمر والكواكب والمجرة ككل له أهمية كبيرة. ولا تقتصر مثل هذه التفاعلات على تحركات الأرض في الفضاء العالمي فحسب، بل لها تأثيرات أعمق، وليست واضحة تمامًا بعد، على التاريخ الجيولوجي والعمليات الجغرافية.

تقاس قوة مجال الجاذبية بتسارع الجاذبية، وهي القوة المحصلة بين قوة جاذبية الأرض والقوة الطاردة المركزية لدوران الأرض حول محورها. متوسط ​​تسارع الجاذبية الأرضية عند مستوى سطح البحر هو 981 سم/ثانية 2 . بسبب دوران الأرض وكرويتها، يتناقص تسارع الجاذبية من a إلى y. عند e تساوي عند e 978 سم/ثانية 2 . بناءً على قانون الجاذبية العامة، تتناقص قوة الجاذبية مع الارتفاع (مع المسافة من مركز الجاذبية). ومع العمق تزداد أولاً إلى 1037 سم/ثانية 2 عند حدود النواة، ثم تتناقص إلى الصفر عند مركز الأرض.

ونظرًا لأن الطبقات العليا من الأرض تتكون من صخور ذات كثافات مختلفة، فإن توزيع الجاذبية على سطح الأرض ينحرف عن القيم المحسوبة نظريًا. وعلى المناطق المكونة من صخور أكثر كثافة تزداد قيمتها، وعلى الصخور الأقل كثافة تنخفض مقارنة بقيمتها بالنسبة للبنية المتجانسة للأرض. يتم الكشف عن انحرافات الجاذبية عن القيم النظرية - شذوذات الجاذبية - أثناء المسوحات الوزنية. جوهر المسح الوزني هو أن قيمة تسارع الجاذبية يتم تحديدها في نقاط مختارة على سطح الأرض باستخدام أجهزة قياس الجاذبية التي تعمل على مبدأ المقاييس الزنبركية.

بالإضافة إلى شذوذات الجاذبية الخاصة التي يتم ملاحظتها في مناطق محدودة، هناك شذوذات تعكس اختلاف بنية القشرة الأرضية وسمكها. وترتبط هذه الحالات الشاذة بمبدأ التوازن، أو التوازن. في توزيع كتل القشرة الأرضية، هناك توازن حيث أن فائض الكتلة على السطح يتوافق مع نقص الكتلة في العمق والعكس صحيح. إن حركة الجماهير من الأرض إلى المحيط، ومن الجبال إلى الأراضي المنخفضة نتيجة لعملية تدمير الصخور يجب أن تتسبب في رفع الأجزاء الأخف من القشرة وانحراف المناطق التي تلقت حمولة إضافية. وربما أدى هذا إلى الحركة العكسية للمادة تحت القشرة. وبما أن هذا التدفق تحت القشري التعويضي يتأخر، فإن المحيطات، كقاعدة عامة، لديها شذوذات جاذبية إيجابية، في حين أن القارات لها شذوذات سلبية. يؤدي الارتفاع والهبوط السريع لأجزاء من القشرة الأرضية، الناجم عن ما يسمى بالأسباب التكتونية، إلى تعطيل التوازن ويؤدي أيضًا إلى حدوث شذوذ في الجاذبية.

يعد مجال الجاذبية الأرضية هو السبب الرئيسي لتداول المادة في الغلاف الصخري والغلاف الجوي والغلاف المائي.