Pesawat luar angkasa GRAIL menghasilkan peta gravitasi bulan pertama yang akurat. Bulan – Majalah "Semua tentang Luar Angkasa" Medan gravitasi bulan

Bulan dan hubungannya dengan Bumi dan Matahari telah dipelajari umat manusia sejak zaman dahulu hingga saat ini secara lebih intensif dan berhasil. Hasil penelitian ini, hingga beberapa tahun terakhir, disajikan dalam banyak monografi dan buku teks. Tinjauan terhadap penelitian-penelitian sebelumnya berada di luar cakupan makalah ini, dan dalam diskusi ini kami akan merujuk pembaca kepada penelitian-penelitian tersebut tanpa membahasnya secara rinci, dan hanya jika data terkini yang dibahas. Permukaan bulan sebagian besar terdiri dari banyak kawah yang tercipta akibat tabrakan dengan meteorit raksasa. Hal ini terutama berlaku pada sisi Bulan yang tidak terlihat dan wilayah benua pada sisi Bulan yang terlihat. Lautan melingkar yang besar: Laut Hujan, Laut Kejernihan, Laut Krisis, Laut Nektar, Laut Kelembapan, dan Laut Timur - terbentuk sebagai hasil dari tabrakan dengan meteorit besar, dan lautan dangkal dan tidak beraturan terdiri dari wilayah banjir dengan material beku yang menutupi proto-benua yang mirip dengan wilayah benua modern. Laut dangkal ini mempunyai barisan pegunungan yang tampak melalui material gelap dan halus, dan mungkin menutupi wilayah yang merupakan laut "benturan", yang garis besarnya telah terhapus oleh peristiwa berikutnya. Jika tumbukan seperti itu terjadi di Bumi (yang sepertinya tidak bisa dihindari), semua batuan bumi yang ada sebelum tumbukan akan berubah menjadi klastik. Karena batuan beku dan batuan sedimen telah terawetkan di permukaan bumi selama 3,5 kalpa, banyak tumbukan seperti itu pasti terjadi pada periode waktu yang lebih awal. Kawah yang terpancar (sering kali berukuran kecil) dan sejumlah kawah besar tanpa sinar tidak diragukan lagi terbentuk di semua zaman geologis. Lautan luas berbentuk aliran lava, atau abu vulkanik, atau danau air.

Tentu saja hal ini tidak benar, sebagaimana dibuktikan dengan tidak adanya air di batuan bulan, namun pilihan antara kemungkinan lain tetap terbuka. Ada juga kawah ledakan endogen, dan beberapa ilmuwan percaya bahwa ada kaldera di Bulan. Penulis bab ini meragukan keberadaan kaldera besar di Bulan. Konstanta fisik Bulan dan orbitnya sudah diketahui dengan baik. Beberapa di antaranya ditunjukkan pada tabel.

MEDAN GRAVITASI BULAN

Medan gravitasi Bulan telah dipelajari dengan sangat rinci menggunakan satelit yang mengorbit bulan. Telah ditetapkan bahwa bidang ini hanya dapat direpresentasikan sebagai deret biasa dalam harmonik bola jika menggunakan banyak suku. Michael dan rekan kerjanya telah menyusun tabel paling rinci untuk konstanta yang terdapat dalam Persamaan.

Penulis menunjukkan bahwa untuk deskripsi matematis medan gravitasi, diperlukan suku hingga orde ke-13, dan meskipun demikian konstanta tidak berkurang, yang menunjukkan bahwa medan gravitasi Bulan jauh dari yang kita harapkan. diperoleh dengan mempelajari gerak suatu benda kecil dalam medan gaya gravitasi Bumi, Bulan dan Matahari, dengan memperhatikan gaya rotasi sentrifugal. Dalam kasus terakhir, suku-suku setelah C 2.0 harus sama dengan nol, dan hal ini tidak benar. Oleh karena itu, distribusi massa di dalam Bulan sangat tidak merata.

di mana A, B dan C adalah momen inersia: A - relatif terhadap sumbu yang mengarah ke Bumi, B - relatif terhadap sumbu timur-barat dan C - relatif terhadap sumbu kutub, dipelajari dengan cermat oleh Koziel, yang menurutnya untuk librasi bulan, menemukannya masing-masing sama dengan 3.984 * 10 -4 , 6.294*10 -4 dan 2.310*10 -4 . Kopal memperoleh nilai yang sangat mirip untuk konstanta yang sama. Nilai teoritis Bulan plastis di bawah pengaruh gaya pasang surut dan sentrifugal adalah 0,94*10 -5, 3,75*10 -5 dan 2,81*10 -5. Hal ini sekali lagi menunjukkan bahwa Bulan adalah benda yang sangat padat dan sudah demikian sejak zaman kuno. Perkiraan nilai momen inersia menunjukkan mendekati 0,4 Ma 2, dimana M dan a adalah massa dan jari-jari Bulan. Nilai ini khas untuk bola dengan kepadatan seragam. Tentu saja, wilayah permukaan Bulan hingga kedalaman tertentu terdiri dari materi dengan kepadatan rendah dan seharusnya mengurangi nilai momen inersia. Daerah dengan kepadatan rendah ini terletak terutama di sisi jauh (kemungkinan ketebalannya 30 km) dan bertanggung jawab atas bentuk Bulan yang tidak beraturan, momen inersia, dan perpindahan pusat massa sebesar 2-3 km relatif terhadap pusat bulan. sosok itu.

Bentuk Bulan yang tidak seimbang dan ellipsoidal triaksial telah lama menjadi misteri bagi para ilmuwan. Berbagai penjelasan untuk fenomena ini telah dikemukakan.

1) Bulan mungkin merupakan benda padat yang mampu mempertahankan bentuk non-ekuilibriumnya, namun hal ini tidak menjelaskan asal usulnya.

2) Temperatur yang lebih rendah di kutub akan menyebabkan kepadatan materi lebih tinggi dan jari-jari lebih kecil di wilayah tersebut, namun hal ini tidak menjelaskan perbedaan antara momen inersia A dan B.

3) Arus konvektif di Bulan yang naik di kutub dan turun di ekuator seharusnya menyebabkan penurunan massa di kutub dan bertambahnya massa di ekuator, tetapi sekali lagi dalam hal ini momen inersia A dan B harus sama. Ada kemungkinan bahwa kombinasi tertentu dari hipotesis kedua dan ketiga dari jenis yang sangat spesifik sedang diwujudkan.

4) Bulan terakumulasi dari benda-benda dengan kepadatan berbeda, yang menjelaskan perbedaan momen inersia. Jika proses konvektif telah terjadi, maka Bulan pada periode pembentukannya seharusnya hampir seluruhnya cair, karena menurut Chandrasekhar, konveksi dua sel hanya mungkin terjadi dengan inti yang kecil. Konveksi di Bulan harus sedemikian dalam sehingga, tidak seperti Bumi, gunung-gunung yang terlipat tidak terbentuk di atasnya. Booker menganjurkan konveksi sel tunggal, yang akan menghasilkan ketinggian lebih tinggi di sisi Bulan yang tidak terlihat jika arus ke atas berada di belahan bumi yang terlihat.

Müller dan Sjogren menunjukkan bahwa di berbagai wilayah di sisi Bulan yang terlihat terdapat akumulasi massa yang signifikan, yang disebut mascons, dalam banyak kasus terkait dengan maria melingkar yang berasal dari tumbukan dan, mungkin, dalam semua kasus terkait dengan keberadaan massa lokal tertentu. . Para mascon ini ditemukan dan dipetakan berdasarkan pengamatan satelit bulan buatan dan dengan mengukur kecepatannya secara langsung. Müller dan Sjogren percaya bahwa pengamatan tersebut dapat diandalkan untuk garis bujur antara 100 dan -100° dan untuk garis lintang antara -50 dan 50°. Anomali gravitasi positif yang terlihat jelas di Lautan Hujan, Kejelasan, Krisis, Nektar, dan Kelembapan dapat diandalkan, begitu pula anomali positif yang tercatat sedikit di barat laut pusat piringan bulan. Laut Timur merupakan contoh anomali yang sebagian positif dan sebagian lagi negatif. Anomali positif dan negatif lainnya kemungkinan besar berada dalam batas kesalahan observasi. Anomali negatif di Teluk Pelangi ini oleh penulis dianggap sebagai fenomena nyata. Mereka juga mendeteksi anomali negatif di lingkaran Ptolemeus dan Al-Batani berukuran 87 miligal seperti yang diamati oleh pesawat ruang angkasa Apollo 12 saat mendekati lokasi pendaratan. Booker dan yang lainnya memperkirakan jumlah kelebihan massa yang diperlukan untuk memperoleh sekitar 100 bar. Karena formasi ini kuno, anomali gravitasi akan bertahan di Bulan selama beberapa kalpa, yang menunjukkan bahwa Bulan merupakan benda dengan kekerasan yang sangat tinggi. Dua cara untuk menjelaskan fenomena ini telah diusulkan.

1) Diasumsikan bahwa substansi bagian dalam bulan, karena berbagai proses, naik ke permukaan dalam ceruk yang terbentuk sebagai hasil interaksi dengan benda-benda yang bertanggung jawab atas pembentukan laut.

2) Mascon diyakini terdiri dari sisa-sisa benda asing yang bertabrakan, bersama dengan zat utamanya, mengisi ceruk-ceruk yang terbentuk akibat tumbukan.

Jika dasar pembentukan mascon dianggap sebagai aliran lava dari kedalaman Bulan, maka harus diingat bahwa untuk membuat endapan seperti itu diperlukan tekanan berlebih sekitar 50-100 bar. Tidak ada sumber tekanan seperti itu di Bulan. Ada kemungkinan bahwa zat tersebut mengalir ke dalam ceruk-ceruk besar yang terbentuk akibat tumbukan dahsyat dari daerah sekitarnya. Kemungkinan besar gelombang Van Dorn di lapisan permukaan Bulan yang sangat hancur dapat menyebabkan proses seperti itu, namun diperlukan asumsi khusus untuk menjelaskan kelebihan massa per satuan permukaan. Kelebihan massa tersebut dapat dijelaskan jika lava mengalir dari bawah daerah sekitarnya ke wilayah laut. Baru-baru ini, Sjögren menyimpulkan bahwa massa tambahan Laut Ketenangan terkandung dalam lempeng dekat permukaan yang mungkin terbentuk oleh aliran lava tersebut.

Menurut hipotesis lain, bebatuan di bagian dalam bulan berpindah sebagai materi padat ke dalam rongga raksasa yang terbentuk pada saat lautan muncul; batuan tersebut memiliki kepadatan yang lebih tinggi daripada kebanyakan batuan permukaan. Jika mereka bergerak hingga terjadi kesetimbangan isostatik, anomali gravitasi tidak akan ada. Jika kesetimbangan isostatik tidak tercapai, anomali negatif akan muncul. Jika batas kesetimbangan isostatik dilintasi akibat pergerakan materi yang naik dalam jumlah besar, atau massa bertambah karena aliran lava atau pecahan batuan, maka akan terjadi anomali positif. Dalam hal ini, harus diasumsikan bahwa dalam keadaan yang sangat terfragmentasi

Stres yang sangat besar akan terjadi pada batuan di bawahnya. Penjelasan ini mungkin terjadi, namun tidak mungkin.

Secara umum diterima bahwa bagian luar Bulan mengalami tekanan yang signifikan dan pemanasan di dalam Bulan mengakibatkan terciptanya massa cair yang terjepit ke dalam cekungan laut. Pencairan sebagian di Bumi ini menghasilkan batuan yang kepadatannya lebih kecil dalam keadaan padatnya (dan bahkan kurang padat dalam keadaan cairnya) dibandingkan dengan batuan asal pembentukannya. Di Bumi, aliran lava membentuk pegunungan dengan anomali gravitasi positif. Di Bulan, dataran rendah lautan terisi. Mungkin basalt besi-titanium berdensitas tinggi dapat menjadi bahan semacam itu. Namun, banyaknya retakan dan lekukan di permukaan bulan tidak mendukung hipotesis bahwa kulit terluar Bulan dapat menahan tekanan yang besar.

Mekanisme pembentukan batuan di permukaan bulan seperti itu melibatkan pelepasan bersih batuan yang volumenya sama dengan hasil kali luas lautan pada kedalaman sekitar 50 km, dan hal ini pasti akan mengarah pada pembentukan a lapisan batuan yang terlontar 1/10 dari ketebalan ini di area yang 10 kali lebih besar dari area Mare Monsim dan Seas of Tranquility. Penulis bab ini, berdasarkan foto-foto permukaan bulan yang tersedia, meragukan validitas sudut pandang ini.

Hipotesis yang menyatakan mascon merupakan sisa-sisa benda asing yang bertabrakan dengan Bulan didasarkan pada beberapa asumsi, yaitu tumbukan terjadi dengan kecepatan hanya sedikit lebih besar dari kecepatan lepas Bulan, sehingga ciri-ciri tumbukan dapat berupa diekstrapolasi berdasarkan parameter energi ledakan nuklir dan dalam kasus lunar maria, dan bahwa volume “ejeksi” bersih batuan bulan sama dengan volume benda yang bertabrakan dengan Bulan. Penjelasan ini menyiratkan semacam “pengisian”. Karena sulitnya melestarikan mascon, jika bagian dalam Bulan berada pada titik leleh batuan, maka diasumsikan pengisian terjadi pada saat tumbukan, melalui proses yang dijelaskan oleh Van Dorn. Penting untuk mengetahui perkiraan kesesuaian antara massa yang diperlukan untuk membentuk mascon dan massa yang diperlukan untuk membentuk lautan. Kelebihan massa mascon Mare Mons dan mascon laut lain serta keberadaannya yang berkelanjutan selama ribuan tahun (mungkin 4,0 * 10 9 tahun) menunjukkan bahwa Bulan adalah benda yang lebih padat dan bersuhu lebih rendah daripada Bumi, di yang kesetimbangan isostatiknya tercapai dalam waktu kurang lebih 10 7 tahun. Tampaknya hipotesis aliran lava kolosal dan pergerakan materi yang sangat besar dari zona dalam Bulan tidak konsisten dengan pelestarian struktur masif ini selama beberapa kappa.

Menariknya, altimeter laser pesawat ruang angkasa Apollo 15 menunjukkan adanya perbedaan ketinggian yang besar di berbagai bagian permukaan bulan. Daerah belahan bumi yang terlihat, secara umum, terletak lebih rendah sekitar 2 km, dan belahan bumi yang tidak terlihat lebih tinggi dibandingkan dengan bola yang berpusat pada pusat massa. Selain itu, titik-titik terdalam yang diidentifikasi sejauh ini terletak di lautan melingkar, yang tentu saja berarti bahwa sejumlah massa materi dengan kepadatan tinggi pasti berada di bawah permukaan wilayah tersebut. Di sisi Bulan yang tak kasat mata juga terdapat kawah Van de Graaff yang sangat dalam dengan garis luar yang tidak beraturan, dan tentu saja timbul pertanyaan tentang keberadaan mascon di kawasan tersebut.

PERMUKAAN BULAN

Permukaan bulan ditutupi dengan kawah dan area datar yang luas. Kawah-kawah tersebut sebagian besar berasal dari tumbukan, tetapi tentu saja ada juga kawah vulkanik. Ukuran kawah tumbukan berkisar dari mikroskopis hingga raksasa di area maria bulan yang diameternya ratusan kilometer. Daerah-daerah tersebut mempunyai umur yang berbeda-beda. Daerah tua dengan kawah yang sangat padat mungkin berumur antara 4,0 dan 4,6 miliar tahun. Kawah yang terisolasi dan jarang menutupi area yang terbentuk sepanjang waktu geologis. Kawah-kawah ini telah dipelajari oleh banyak peneliti dengan sangat hati-hati. Namun, sebagian besarnya mewakili peristiwa acak dan hanya mengungkapkan sedikit tentang sejarah Bulan. Ptolemy dan Al-Batani memiliki anomali gravitasi negatif sekitar 87 miligal dan dengan demikian menunjukkan bahwa kawah-kawah tua ini muncul di Bulan padat pada awal sejarahnya dan bahwa keadaan padat tersebut masih bertahan hingga saat ini. Sayangnya, sulit untuk mengatakan dengan pasti rezim suhu mana yang sesuai dengan fakta ini. Kawah besar memiliki puncak di tengah, menandakan adanya "pantulan" material atau adanya pecahan benda asing yang menghantam Bulan. Mungkin penjelasan pertama lebih tepat.

Ada juga kawah mirip gunung berapi di Bulan. Diantaranya adalah kawah yang dikelilingi area gelap dan rangkaian kawah di sepanjang jurang yang berkelok-kelok. Celah Davy terdiri dari garis kawah yang hampir lurus yang mungkin merupakan kawah endogen atau kawah tumbukan yang disebabkan oleh tumbukan dengan benda-benda seperti kepala komet, yang pecah menjadi banyak pecahan oleh medan gravitasi Bulan. Dalam banyak kasus, sulit untuk mengetahui apakah kawah kecil lainnya termasuk dalam kelas ini. Memecahkan masalah ini memerlukan upaya yang signifikan. Banyak dari kawah ini memiliki mulut yang lebar, seolah-olah tercipta oleh keluarnya gas. (Uap adalah gas vulkanik yang paling khas di Bumi! Gas apa saja yang ada di Bulan yang sangat kering? Apakah air bereaksi dengan besi di suatu tempat di zona dalam untuk melepaskan hidrogen, atau apakah itu karbon monoksida, atau yang lainnya?) Di beberapa struktur lokal aliran lava diamati di beberapa tempat, terutama di Mare Monsim dan di Laut Ketenangan. Selain itu, Perbukitan Maria yang terletak di wilayah barat khatulistiwa tampaknya memiliki tanda-tanda aktivitas vulkanisme.

Lautan besar merupakan ventilasi luas yang umumnya dianggap sebagai lava, namun bisa jadi merupakan abu vulkanik atau batuan pirogenik. Aliran lava yang muncul di permukaan bumi biasanya berbusa, dan aliran yang muncul di permukaan bulan, yang setidaknya saat ini terdapat ruang hampa yang dalam, seharusnya sama, meskipun massa cairnya mengandung lebih sedikit zat yang mudah menguap. Apa yang sekarang diamati adalah tanah yang terdiri dari partikel kristal dan kaca yang dihancurkan halus di mana pecahan batuan kristal terbenam. Fragmen-fragmen ini terkadang memiliki rongga dengan dinding halus, yang seharusnya terbentuk selama kristalisasi massa cair yang mengandung gelembung gas makroskopis. Mereka tampak seolah-olah telah mengeras pada kedalaman tertentu di bawah lapisan permukaan isolasi. Tabrakan mikrometeorit dengan tanah dan batu berperan dalam pembentukan tanah, meskipun mungkin sebagian berasal dari pirogenik.

Laut dangkal yang besar - Lautan Badai, Laut Ketenangan, Laut Kelimpahan, dan Laut Awan - tidak memiliki anomali gravitasi yang terlihat bertepatan dengannya. Dengan demikian, aliran berada dalam keadaan kesetimbangan isostatik, yang menunjukkan bahwa material aliran mungkin berasal dari bawah permukaan tempat ia berada, atau bahwa kesetimbangan isostatik telah terjadi untuk area permukaan yang luas, tetapi tidak untuk mascon yang terletak di beberapa tempat. kedalaman di bawah permukaan. Lapisan batuan gelap ini pasti sangat tebal, sekitar beberapa kilometer, karena pegunungan asal tumbukan yang semula terletak di kawasan tersebut sebagian besar tertutup oleh aliran tersebut. Formasi batuan ini mungkin saja hancur sebagian akibat proses tumbukan dahsyat yang menyebabkan munculnya laut besar, namun di laut dangkal pasti juga terdapat “kantong” yang dalam dan daerah yang dangkal. Selama bertahun-tahun, hipotesis umum adalah bahwa lautan gelap ini terbentuk oleh aliran lava dari bagian dalam Bulan; hipotesis ini masih populer hingga saat ini. Namun, data seismik sangat berbeda dengan data yang tercatat di Bumi sehingga untuk menjelaskan perbedaan ini perlu adanya postulat perbedaan nyata pada struktur permukaan. Penjelasan terbaik yang dikemukakan pada saat penulisan ini adalah bahwa permukaan bulan tersusun dari material yang sangat terfragmentasi dan terdiri dari tanah dengan batuan tersebar di dalamnya (lihat pembahasan di bawah).

Perkiraan ketebalan regolit sangat bervariasi. Shoemaker dkk menunjukkan nilai kecil dari nilai ini, berkisar antara kedalaman 3 hingga 6 m di kawah dekat lokasi pendaratan kompartemen bulan Apollo 11. Kopal, berdasarkan kedalaman alur, bersikeras pada ketebalan beberapa ratus meter, dan Seeger, berdasarkan studi struktur kawah Davy, percaya bahwa ketebalan lapisan pada titik ini adalah 1 km. Gold dan Souter menunjukkan bahwa kedalaman lapisan materi yang terfragmentasi adalah 6-9 km. Perkiraan ini mengacu pada lapisan permukaan laut. Proses tumbukan yang intens pada permukaan benua juga seharusnya mengarah pada pembentukan materi yang sangat terfragmentasi, dan, tentu saja, permukaan benua juga terkena pemboman benda-benda meteorit mikro dan makro yang sama (seperti permukaan benua). lautan) sejak pembentukannya.

Lautan besar yang luas terbentuk sebagai akibat dari tumbukan dengan benda-benda masif. Van Dorn menerapkan teori gelombang untuk mempelajari tumbukan tumbukan tersebut dan, khususnya, dalam kasus Laut Timur, mencatat kesesuaian yang baik antara jari-jari yang dihitung dan jari-jari sebenarnya dari struktur mirip gelombang yang mengelilingi laut ini dan laut lainnya, dengan asumsi adanya lapisan cair. tebal 50 km. Namun, tidak mungkin untuk mengasumsikan secara bersamaan adanya lapisan cair sedalam 50 km dan sekaligus kerak padat yang menopang pegunungan yang ada. Ada kemungkinan bahwa lapisan bahan padat yang sangat terfragmentasi dapat berperilaku seperti cairan yang tidak sempurna, membentuk gelombang dalam proses energi tinggi yang memadat ketika kepadatan energi turun ke nilai yang lebih rendah.

Kaula dkk menunjukkan bahwa sisi jauh Bulan lebih tinggi sekitar 3-4 km dibandingkan sisi tampak dan pusat gambar bergeser ke garis bujur 25° BT sejauh 2-3 km. Hal ini kemungkinan menunjukkan ketebalan kerak sekitar 30 km di sisi terjauhnya dan kerak bumi tersusun atas mineral yang kaya akan CaO, Al203 dan Si02, serta mengandung sejumlah FeO.

Data fisik di permukaan bulan menunjukkan bahwa di permukaan laut dan benua terdapat lapisan silikat yang sangat terfragmentasi, bahwa tubuh Bulan sangat padat hingga kedalaman yang cukup dalam dan demikian hampir sepanjang masa keberadaannya.

OBSERVASI SEISMIK

Instrumen seismik dipasang di permukaan bulan oleh anggota awak pesawat ruang angkasa Apollo, dan informasi yang diperoleh dengan bantuan mereka sangat berharga dalam memahami struktur internal Bulan. Penemuan pertama yang paling mengejutkan adalah tingkat redaman sinyal seismik di Bulan jauh lebih kecil dibandingkan tingkat redaman di Bumi. Kompartemen bulan pesawat ruang angkasa Apollo 12 jatuh ke permukaan bulan dengan kecepatan 1,68 km/detik. Energi tumbukan adalah 3,36 * 10 16 erg. Jarak lokasi jatuhnya pesawat dengan seismometer terdekat adalah 73 km. Sinyal direkam yang mencapai maksimum setelah sekitar 7 menit. setelah benturan, dan kemudian perlahan menghilang

selama 54 menit. Ketika kendaraan peluncuran pesawat ruang angkasa Apollo 13 dijatuhkan ke Bulan (kecepatan saat tumbukan 2,58 km/detik, energi tumbukan 4,63 * 10 17 erg, jarak dari seismometer 135 km), fenomena serupa tercatat berlangsung selama lebih dari satu tahun. 200 menit. Jika kecepatan suara 6 km/detik, gelombang suara akan menempuh jarak 21.600 km, atau 6 kali diameter Bulan, dalam 1 jam. Gelombang P dan S direkam (gelombang kompresi dan gelombang geser). Fenomena serupa tercatat pada penerbangan terbaru.

Hasil ini sangat berbeda dengan pengamatan di Bumi, di mana sinyal akan menghilang dalam hitungan menit. Sinyal lain yang lebih lemah dari jenis yang hampir serupa juga teramati, mungkin akibat jatuhnya benda meteorit ke permukaan bulan. Selain itu, kelompok sinyal lain diterima di mana pola registrasi diulang dengan sangat akurat, yang menunjukkan bahwa anggota kelompok sinyal berasal dari sumber yang sama dan menuju ke seismometer melalui jalur yang sama. Gelombang dan energi osilasi jangka panjang terkonsentrasi dalam volume yang sangat kecil, mungkin di lapisan permukaan, terutama di sekitar sumbernya. Peluruhan sinyal yang lambat seperti itu tidak teramati di Bumi, dan oleh karena itu pasti terdapat perbedaan yang signifikan dalam karakteristik fisik kedua planet tersebut. Yang paling jelas adalah sifat permukaan bulan yang lebih terfragmentasi. Baik Samudera Badai maupun Laut Ketenangan kemungkinan besar memiliki lapisan yang sangat terfragmentasi, serupa dengan yang ditemukan di bagian benua yang terletak di bawah tanah gelap dan lapisan laut berbatu. Latham dkk membahas strukturnya, dan Gold dan Sauter melakukan perhitungan menggunakan model lapisan debu setebal beberapa kilometer dengan kecepatan suara yang meningkat secara linier seiring dengan kedalaman dan dengan pantulan dari lapisan luar permukaan laut. Kedua model tersebut serupa jika kita mengingat bahwa batuan yang lebih kecil dari panjang gelombang memiliki pengaruh yang kecil terhadap perambatan dan pemantulan gelombang suara. Kemungkinan besar lapisan silikat padat akan berperilaku berbeda.

Sejumlah sinyal direproduksi dengan akurasi tinggi dan tidak dapat dikaitkan dengan meteorit; oleh karena itu, sinyal tersebut bersifat endogen. Mereka lebih sering terekam di perigee dan tampaknya “diaktifkan” oleh efek pasang surut. Refleksi dari berbagai massa dan permukaan harus terjadi. Konsekuensinya, harus ada ketidakhomogenan struktural yang luas. "Gempa bulan" ini berarti energi mekanik atau energi potensial dari sejumlah sumber hilang sebagai energi getaran dan panas. Bisa dibayangkan beberapa sumber energi tersebut.

1) Kaum mascon menyelam ke lapisan yang lebih dalam.

2) Bentuk Bulan yang tidak beraturan berubah menjadi bentuk bola yang lebih beraturan.

3) Orbit bulan yang berbentuk ellipsoidal menjadi semakin melingkar seiring dengan mengecilnya sumbu utama. Efek ini dapat terjadi bersamaan dengan perubahan orbital lainnya karena alasan lain.

4) Proses konvektif di perut Bulan atau aliran lava menyebabkan gempa bulan “mirip Bumi”.

5) Ketika Bulan menjauh dari Bumi karena efek pasang surut, Bulan yang satu belahannya menghadap ke Bumi mengurangi kecepatan rotasinya, dan hal ini mungkin menyebabkan gempa bulan, dan energi rotasi merupakan sumber energi seismik.

6) Sedikit kontraksi dan ekspansi terjadi akibat perubahan suhu di Bulan.

7) Perosotan batu. Namun, nampaknya proses ini membutuhkan waktu miliaran tahun untuk diselesaikan.

"Gempa Bulan" tampaknya terjadi pada kedalaman sekitar 800 km, dan pantulan yang terjadi pada kedalaman tersebut menunjukkan bahwa terdapat struktur berlapis pada kedalaman tersebut. Namun, belum ada bukti yang dapat dipercaya mengenai keberadaan inti logam. Mungkin terdapat lapisan regolit basaltik sepanjang 20 km; hingga kedalaman 60 km - lapisan dengan kecepatan gelombang kompresi sama dengan kecepatan suara di anorthosite, dan. lebih dalam, pada kedalaman yang tidak terbatas, adalah material dengan karakteristik kecepatan suara dunit. Dengan demikian, struktur berlapis kemungkinan terdiri dari lapisan basal terfragmentasi sepanjang 20 km, lapisan anorthosite sepanjang 40 km, dan kemudian lapisan dunit dengan kedalaman yang tidak diketahui dengan sumber gempa bulan dan pantulan lemah pada kedalaman sekitar 800 km; Tidak ada bukti keberadaan inti logam. Data terkini menunjukkan bahwa terdapat wilayah tengah yang tidak menghantarkan gelombang S".

dan mungkin terdiri dari silikat yang sebagian cair. "Inti" pusat ini memiliki radius sekitar 700 km.

Bulan jauh lebih tenang dibandingkan Bumi dengan sumber energinya yang tidak ada habisnya, yang terpenting adalah konveksi pada mantel yang disebabkan oleh pemanasan radioaktif. Hal inilah yang menciptakan barisan pegunungan raksasa, anomali gravitasi positif dan negatif, menimbulkan gunung berapi besar dan aliran lava, serta menggerakkan benua. Jika konveksi ada atau pernah terjadi di Bulan, maka dampaknya seharusnya sangat kecil dibandingkan dengan apa yang diamati di Bumi.

Penjelasan fenomena seismik akibat terfragmentasinya lapisan di permukaan pada dasarnya bertentangan dengan gagasan adanya lapisan lava yang memadat di bawah permukaan. Sebaliknya, tanah bulan mengandung batuan yang terbentuk akibat pencairan, dan pola “gempa bulan” yang rumit dan dipelajari dengan cermat menunjukkan adanya struktur kompleks di bawah permukaan bulan.

KOMPOSISI KIMIA

Pengukuran terbaru jari-jari Bulan memungkinkan untuk menetapkan kepadatan rata-rata tanahnya sebesar 3,36 g/cm 3 , dan sifat lapisan permukaan yang terfragmentasi secara tajam menunjukkan bahwa ketika memperkirakan kepadatan materi di seluruh Bulan, pengaruh rongga harus diperhitungkan. Selain itu, kepadatan lapisan tanah bawah mungkin lebih berkurang karena suhu tinggi daripada peningkatan karena tekanan tinggi. Hal ini sekali lagi menunjukkan bahwa kepadatan mineral mungkin lebih tinggi dalam kondisi laboratorium. Mungkin nilai 3,4 g/cm 3 merupakan perkiraan yang dapat diterima untuk nilai rata-rata parameter ini. Kepadatan rata-rata kondrit tipe L dan H pada kondisi tekanan rendah berada pada kisaran 3,57 dan 3,76 g/cm 3 atau 3,68 dan 3,85 g/cm 3 jika terdapat mineral berat. Kepadatan tanah bumi pada suhu dan tekanan rendah bisa mencapai sekitar 4 g/cm3. Akibatnya, Bulan mengandung lebih sedikit zat besi atau lebih banyak senyawa air dan karbon dibandingkan batuan di Bumi. Rendahnya kandungan senyawa air dan karbon pada material permukaan bertentangan dengan hipotesis kedua. Silikat, seperti yang ditunjukkan oleh analisis meteorit dengan kandungan besi tidak lebih dari 10 persen berat, dapat memberikan kepadatan yang dibutuhkan. Kondrit berkarbon tipe III juga memiliki kepadatan ini. Konsentrasi kalium dalam meteorit ini lebih rendah dibandingkan kondrit lainnya, yaitu sekitar 360 ppm, bukan 850 ppm. Kelimpahan kalium yang relatif lebih rendah, dan konsentrasi uranium dan thorium yang sebanding, akan memungkinkan Bulan yang awalnya dingin tetap berada di bawah titik leleh silikat sepanjang zaman geologis.

Wencke, dalam tinjauan kimia Bulan yang sangat komprehensif, sampai pada kesimpulan bahwa material permukaan Bulan dapat dianggap sebagai campuran dua komponen: satu terkondensasi pada suhu tinggi dan yang lainnya memiliki komposisi meteorit rata-rata. Perbandingan K terhadap U sekitar 2000, sedangkan pada meteorit kondritik mencapai 60 atau 80 ribu, hal ini disebabkan oleh peningkatan konsentrasi U dan unsur lain yang mengembun pada suhu tinggi secara signifikan. Menariknya, rasio batuan terestrial adalah sekitar 10.000, yang menunjukkan peningkatan proporsi kondensat bersuhu tinggi di bumi.

Data pertama tentang komposisi kimia batuan bulan yang diperoleh Turkevich dkk berdasarkan pengamatan menggunakan pesawat ruang angkasa Surveyor 5 - Surveyor 7 menunjukkan bahwa permukaan laut mengandung basal dengan kandungan titanium yang tinggi dan benua memiliki kandungan titanium yang tinggi. konsentrasi aluminium dan kalsium dan konsentrasi rendah zat besi. Hasil ini kemudian dikonfirmasi sepenuhnya oleh studi yang lebih rinci tentang komposisi sampel batuan bulan yang dikirim ke Bumi oleh awak pesawat ruang angkasa Apollo. Ada beberapa jenis batuan berbeda di permukaan bulan. Wilayah laut tampaknya sebagian besar terdiri dari batuan jenis basal dan material yang hancur halus. Daerah kontinental terbuat dari batuan yang bercirikan konsentrasi tinggi kalsium feldspar, zat seperti anorthosite. Selanjutnya, area dekat kawah Fra Mauro, tempat awak pesawat ruang angkasa Apollo 14 “mendarat”, terdiri dari apa yang kita sebut KREEP, yaitu zat yang bercirikan kandungan potasium tinggi, tanah jarang.

unsur dan fosfor. Meteorit jenis anorthosite atau KREEP belum pernah diamati, dan tidak ada batuan bulan lain yang ditemukan di antara meteorit tersebut. Jenis batuan lain yang tampaknya langka telah ditemukan.

Ada beberapa perbedaan mencolok dalam komposisi kimia zat bulan, terestrial, dan meteorit.

Perbedaan yang sangat aneh dalam komposisi kimia menyangkut europium. Unsur ini bersifat divalen pada lingkungan dengan reduksi tinggi dan bersifat trivalen pada kondisi dengan reduksi lebih sedikit. Pada batuan permukaan bulan, europium menunjukkan kecenderungan yang jelas untuk mengikuti strontium divalen dan kecenderungan yang melemah untuk berperilaku seperti unsur tanah jarang trivalen lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa batuan permukaan bulan terbentuk dalam kondisi reduksi yang sangat tinggi. Hanya inklusi logam kecil berupa besi dan nikel yang terdeteksi, dan masih belum jelas apakah berasal dari bulan atau pecahan meteorit. Besi sulfida hanya ditemukan dalam jumlah kecil. Yang paling mengejutkan adalah fakta bahwa konsentrasi titanium jauh lebih tinggi di beberapa basal bulan dibandingkan di daratan.

Sifat fisik batuan silikat ini menarik. Tanah basal terdiri dari pecahan kristal dan kaca yang sangat kecil. Breksi tersebut tampak seperti tanah yang disinter. Ada batuan yang mengkristal dari lelehan cairan dan terkadang mengandung gelembung halus, yang menandakan adanya gelembung gas selama proses pemadatan. "Spesimen Penciptaan" 15.415 seluruhnya terdiri dari bola kalsium feldspar yang mengalami vitrifikasi. Batuan bulan sering kali mengandung inklusi silikat berbentuk bulat, yang memiliki sifat fisik mirip dengan chondrules meteorit, namun memiliki komposisi kimia yang berbeda. Namun, tidak ada pecahan meteorit yang teridentifikasi yang ditemukan, yang menunjukkan bahwa meteorit yang bertabrakan dengan Bulan pecah menjadi pecahan yang sangat kecil. Selain itu, komposisi kimia batuan bulan berbeda dengan batuan meteorit.

Karena Bulan tidak memiliki atmosfer, radiasi berenergi tinggi dapat diamati dipancarkan oleh unsur radioaktif pada ketinggian di atas permukaan Bulan. Pengamatan tersebut direncanakan oleh Arnold ketika menyusun program penerbangan ke Bulan dan baru-baru ini berhasil dilakukan oleh anggota awak pesawat ruang angkasa Apollo 15 - Apollo 17. Studi-studi ini menunjukkan bahwa wilayah laut memiliki konsentrasi kalium, uranium, dan torium yang lebih tinggi dibandingkan wilayah benua, dan konsentrasi unsur-unsur ini yang berbeda-beda tercatat di wilayah permukaan laut yang luas. Selain itu, rasio konsentrasi kalium/uranium selalu lebih rendah dibandingkan batuan terestrial. Data ini dikonfirmasi oleh analisis batuan bulan yang dibawa ke Bumi dan menunjukkan bahwa sebagian besar permukaan Bulan dicirikan oleh perbedaan kimia. Adler et al., mempelajari fluoresensi sinar-X batuan bulan ketika disinari oleh sinar-X matahari, menunjukkan bahwa wilayah benua, secara umum, mengandung lebih banyak unsur yang merupakan karakteristik batuan anorthositik. Sayangnya, penelitian yang lebih detail dan ekstensif mengenai hal serupa yang mencakup seluruh permukaan Bulan belum pernah dilakukan.

Tampaknya ada kemungkinan bahwa sejak tahap awal keberadaan Bulan, terjadi pencairan terus menerus dalam skala terbatas; Hal ini tampaknya terkonfirmasi seiring dengan meluasnya studi sampel bulan. Aliran lava kecil yang ditemukan di berbagai tempat mungkin berasal dari masa yang lebih baru. Jika mereka muncul dari bagian dalam Bulan, mereka dapat memberikan informasi tentang komposisi kimia di bagian dalam Bulan, yang akan sangat berharga. Awak pesawat luar angkasa Apollo 16 yang mendarat di dekat Kawah Descartes diperkirakan akan menemukan batuan vulkanik yang lebih baru, namun situs tersebut ternyata ditutupi oleh batuan anorthosite kuno. Awak pesawat ruang angkasa Apollo 17 harus mendarat di teluk gelap di Mare Serenity, dekat Kawah Littrow, di mana terdapat tanda-tanda aliran lava yang sangat jelas. Jika aliran ini keluar dari kedalaman yang dangkal, maka timbul pertanyaan: bagaimana mungkin mascon besar dapat bertahan hidup di Laut Kejelasan, karena perut Bulan dalam hal ini seharusnya memiliki suhu yang tinggi, mulai dari sumber lokal dari batuan gelap tertentu dan sangat dalam? Oleh karena itu, aliran vulkanik, jika ada, berasal dari dalam dan Bulan memiliki kulit terluar yang sangat keras. Sampel batuan yang dikirimkan dari situs ini akan memberikan informasi tentang komposisi interior bulan.

ZAT KARBONIK

Tidak ada bukti yang ditemukan untuk mendukung keberadaan makhluk hidup atau fosil bentuk biologis di Bulan. Konsentrasi karbon total di semua sampel batuan bulan yang dipelajari berkisar antara 30 hingga 230 bagian per juta, dengan konsentrasi karbon di dalam tanah lebih tinggi dibandingkan di batuan kristal. Konsentrasi nitrogen sedikit lebih rendah dibandingkan karbon.

Analisis kimia mengkonfirmasi adanya hidrokarbon, senyawa karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen, tetapi secara umum dalam konsentrasi yang sangat kecil sehingga sulit untuk memastikan bahwa mereka adalah zat endogen dan bukan akibat pencemaran terestrial. Kromatografi gas dan spektrometer massa sangat sensitif sehingga dapat mendeteksi beberapa kontaminan dalam rentang konsentrasi serendah 10 -9. Semua peneliti menemukan berbagai senyawa hidrokarbon yang mengandung hingga enam atau lebih atom karbon, dan senyawa karbon yang lebih umum dan sederhana dengan oksigen, hidrogen, dan nitrogen. Senyawa yang paling menarik dari sudut pandang keberadaan bentuk biologis materi telah diidentifikasi oleh beberapa peneliti. Nagy dkk menemukan glisin, alanin, dan etanolamin selain urea dan amonia. Fox dkk menemukan glisin dan alanin dalam ekstrak air yang tidak terhidrolisis dan, sebagai tambahan, menemukan adanya asam glutamat, asam aspartat, serin dan treonin dalam ekstrak setelah hidrolisis. Konsentrasi zat-zat ini sekitar 50 bagian per 10 9 . Hodgson dkk mengidentifikasi porfirin, namun mereka mengaitkan keberadaannya dengan kontaminasi batuan bulan oleh gas nosel mesin roket. Mengingat jumlah zat yang terdeteksi sangat kecil, maka perlu untuk membuktikan kandungan senyawa ini dalam sampel tanah bulan lainnya dan mengambil sampel untuk dianalisis dengan sangat hati-hati, menghindari kontaminasi. Kemungkinan besar banyak senyawa terbentuk dengan menambahkan larutan kimia ke sampel batuan bulan yang dipelajari, karena batuan bulan mengandung atom karbon aktif dan unsur lain yang jatuh ke permukaan Bulan bersama angin matahari. Abell et al., khususnya, membuktikan pembentukan deuterium metana C D 4 ketika menggunakan air deuterium D 2 0 sebagai pengganti air biasa H 2 0. Air dalam sampel bulan

tanah terkandung dalam konsentrasi yang sangat kecil sehingga sangat sulit untuk membedakan antara pencemaran air endogen dan pencemaran darat.

USIA BULAN

Saat mempelajari usia batuan bulan, dua metode penentuan digunakan. Dengan asumsi batuan bulan berasal dari zat sejenis meteorit, maka ditentukan waktu pemisahan batuan permukaan bulan dari zat asal meteorit. Masa ini dikenal sebagai “zaman model”. Saat menghitung umur Rb 87 - Sr 87 atau umur uranium-timbal dan thorium-timbal, diasumsikan bahwa rasio konsentrasi rubidium terhadap strontium atau uranium dan thorium terhadap timbal tidak berubah sejak pemisahan. Metode penentuan umur batuan yang kedua menentukan waktu kapan sampel yang diteliti terakhir kali dalam keadaan cair atau kapan isotop-isotop unsur terakhir kali terdistribusi secara merata di antara mineral-mineral sampel batuan yang diteliti. Ini adalah “zaman isokronik”. Usia model Rb 87 - Sr 87 untuk sebagian besar sampel tanah bulan yang dipelajari adalah sekitar 4,6 kalpa (4,6 10 9 tahun); ini adalah waktu yang diperlukan untuk pembentukan Sr 87 di sebagian besar sampel strontium primordial dalam 4,6 kalpa, menurut penelitian meteorit achondrite basaltik. Usia isokron batuan bervariasi dari 3,3 hingga 4,1 kalpa. Artinya, komposisi umum batuan terkait rubidium dan strontium terbentuk dalam bentuk ini 4,6 kalpa yang lalu dan tidak berubah selama proses pemanasan berulang yang terjadi pada momen isokronik selanjutnya. Aliran abu pada periode-periode selanjutnya tidak menyebabkan pemisahan lelehan cair dan residu padat, yang mungkin disebabkan oleh lemahnya medan gravitasi Bulan, di mana kantong-kantong massa yang sebagian cair tidak terpisah menjadi lapisan-lapisan yang terdiri dari fase cair dan padat. , atau disebabkan oleh pencairan seluruh kantong basal, sehingga fraksinasi tidak terjadi. Pada usia 40 -Ar 40 umumnya konsisten dengan usia isokronik Rb 87 - Sr 87, karena argon menghilang pada fase pemanasan terakhir. Umur batuan yang mengandung timah-uranium dan timbal thorium memberikan gambaran yang lebih kompleks dan tidak konsisten dengan umur Rb 87 - Sr 87, tampaknya karena hilangnya timbal ke ruang sekitarnya, mungkin karena penguapan. Menarik untuk dicatat bahwa usia isokron dari sejumlah besar sampel tanah yang diteliti dan banyak sampel kristal memiliki nilai pada kisaran zona 4,3-4,6.

Karena sampel tanah dan batuan memiliki komposisi yang berbeda, aliran vulkanik yang meletus dari kantong-kantong terisolasi seharusnya tidak bercampur satu sama lain dalam periode 4,6 kalpa yang lalu sebelum terbentuknya aliran tersebut, yakni 3,3-4,0 kalpa yang lalu. Apakah pencurahan tersebut terjadi sebelum 4,0 kalpa atau setelah 3,3 kalpa tidak diketahui. Hipotesis yang berlawanan adalah bahwa komponen basaltik dibentuk oleh aliran terestrial biasa di mana lelehan basaltik dipisahkan dari fraksi padat yang tersisa di kedalaman, dan kemudian uranium-timbal, timbal thorium, rubidium dan strontium dalam jumlah yang bervariasi ditambahkan kemudian dari beberapa bahan. materi primordial terbentuk 4,6 kalpa yang lalu. Dalam hal ini, harus diasumsikan bahwa batuan basaltik asli dengan kandungan unsur-unsur yang rendah ini terbentuk sebagai hasil dari proses peleburan, di mana, dalam kasus batuan terestrial, biasanya basal yang mengandung unsur-unsur tersebut terbentuk. Namun, ini benar-benar luar biasa, dan penjelasan yang lebih dapat diandalkan tampaknya adalah bahwa penyebab perbedaan tersebut adalah mencairnya sistem terbatas di bawah pengaruh medan gravitasi yang lemah.

Dua indikator usia yang menarik: ditentukan oleh rasio K 40 - Ar 40 (metode yang dikembangkan oleh Turner) dan ditentukan oleh rasio Rb 87 - Sr 87 (metode yang dikembangkan oleh Schaefer et al.). Sampel ciptaan 15415 dan batuan anorthosite yang dibawa kembali oleh awak pesawat ruang angkasa Apollo 16 berusia sekitar 4,1 kalpa. Ada pendapat yang menyatakan bahwa umur beberapa batuan anorthositik adalah 4,6 kalpa dengan dasar bahwa periode pencairan paling awal terjadi pada saat itu dan batuan anorthositik muncul kemudian. Apa yang menggeser jam siklus K 40 - Ar 40? Matahari yang terik, tabrakan di sabuk asteroid, atau keduanya, atau hal lain yang tidak diketahui?

SEJARAH BULAN

Sekarang diketahui bahwa wilayah benua Bulan terdiri dari batuan jenis anorthosite dan batuan serta basal besi-titanium ini memperoleh komposisinya sebagai hasil proses peleburan 4,6 ± 0,1 kalpa yang lalu. Kemudian terjadi pencairan yang menyebabkan terbentuknya batuan Laut Ketenangan dan Lautan Badai. Sebagai hasil dari beberapa proses selama periode ini, mascon terbentuk dan, karena kekerasan batuannya, bertahan hingga saat ini. Suhu bawah permukaan maksimum yang diperlukan untuk melestarikan mascon tidak diketahui, namun suhu bawah permukaan bumi tampaknya terlalu tinggi. Perbandingan yang akurat menjadi sulit karena medan gravitasi bumi yang lebih besar dan tekanan yang lebih tinggi di lapisan luarnya. Jika tidak ada bukti pencairan, orang mungkin berasumsi bahwa Bulan selalu dingin sepanjang sejarah. Jika mascon dapat diabaikan, hal ini akan menyebabkan diterimanya hipotesis suhu tinggi, tentu saja mengabaikan atau menemukan penjelasan lain untuk momen inersia. Jika semua keadaan diperhitungkan, maka kita perlu menyadari perlunya sejarah Bulan yang kompleks. Malah, batu magnet itu misterius.

Jika Bulan awalnya cair seluruhnya, maka Bulan pasti telah memadat dan mengalami diferensiasi 4,5-4,7 kalpa yang lalu. Lapisan anorthosite mengeras dan melayang ke permukaan, lapisan piroksen-olivin tenggelam ke kedalaman, dan lapisan basal besi-titanium muncul di antara mereka atau bercampur dengan lapisan lain untuk dilepaskan kemudian selama peleburan volume individu berikutnya. Bagian luarnya pasti telah mendingin sedemikian rupa untuk memastikan masih adanya anomali gravitasi negatif pada zaman Ptolemy dan

Al-Batani dan, mungkin, di kawah serupa di seluruh permukaan. Hal ini terjadi ketika konsentrasi unsur radioaktif berada pada tingkat maksimum. Banyak penelitian telah dilakukan mengenai rezim termal Bulan sepanjang sejarah geologinya. Studi semacam itu menunjukkan betapa sulitnya mendinginkan lelehan Bulan dalam waktu satu kalpa, bahkan tanpa adanya unsur radioaktif. Mungkin, seperti ditekankan Tozer, konveksi memainkan peran terbesar. Dalam kasus Bumi, pendinginan belum terjadi selama 4,6 kalpa dan anomali gravitasi positif hanya dipertahankan oleh sel konvektif raksasa. Sepanjang munculnya aliran lava, bagian dalam Bulan pasti memiliki suhu yang tinggi, dan hanya di kulit terluarnya saja yang memungkinkan adanya batuan padat, seperti halnya Bumi. Tampaknya tidak mungkin, bahkan mustahil, untuk menjelaskan observasi dengan cara seperti ini. Bahkan tanpa menggunakan teori mascon, sejarah hipotetis bulan akan menghasilkan lebih banyak aliran lava daripada yang sebenarnya teramati, dan khususnya hipotesis suhu tinggi seperti itu akan melibatkan pencairan permukaan bulan yang jauh lebih luas. Tidak adanya wilayah tipe laut menunjukkan bahwa proses pencairan hanya terjadi dalam skala kecil.

Jika nilai momen inersia yang ditentukan menggunakan satelit bulan buatan dan pengamatan astronomi benar, maka lapisan batuan anorthositik berdensitas rendah yang diperluas, inti besi kecil, dan batuan silikon padat di bagian dalam Bulan tidak akan terpikirkan tanpanya. keberadaan beberapa lapisan materi dengan kepadatan tinggi di dekat permukaan. Dan sungguh luar biasa bahwa lapisan batuan dengan kepadatan materi yang tinggi akan terbentuk dan terawetkan jika Bulan seluruhnya berupa benda cair pada tahap awal keberadaannya. Tapi mungkin data momen inersia salah!

Diperkirakan bahwa pencairan awal 4,5-4,7 kalpa yang lalu terbatas pada lapisan luar pada Bulan yang awalnya dingin dan bahwa mascon didukung oleh bagian dalam yang dingin, dan anomali gravitasi negatif di kawah Ptolemy dan Al-Batani serta lainnya. kawah - lapisan luar yang mendingin cukup cepat. Model ini mengasumsikan bahwa faktor-faktor berikut merupakan sumber pemanasan.

1) Pemanasan permukaan dalam bola gas besar atau selama proses akumulasi dalam bola tersebut.

2) Pemanasan permukaan akibat efek pasang surut pada saat penangkapan Bulan.

3) Pergerakan medan magnet di sepanjang permukaan bulan dan eksitasi arus listrik dalam silikat yang telah dipanaskan oleh beberapa mekanisme yang beroperasi sebelumnya.

4) Pemanasan selama proses akumulasi, dimana akumulasi padatan terjadi secara cepat pada tahap terakhir. Saat mendingin, ia terpisah menjadi beberapa lapisan, dengan basal besi-titanium yang terakhir mengeras, di suatu tempat di bawah permukaan. Tampaknya, opsi 4) akan mengarah pada terciptanya kondisi yang sangat dinamis, tidak cocok untuk memisahkan batuan menjadi berbagai lapisan yang diidentifikasi oleh penelitian kimia. Basalt tersebut kemudian meleleh dan terdorong ke atas dari lapisan yang lebih dalam. Pemanasan radioaktif mungkin terjadi akibat rendahnya konduktivitas termal lapisan debu di permukaan dan sifat isolasi termalnya yang tinggi. Laut "dangkal", yang terdiri dari aliran abu pada permukaan yang sangat tidak beraturan, memiliki beberapa lapisan dasar serta lapisan permukaan. Lapisan dalam pasti telah memanas secara nyata selama periode yang berkisar antara ratusan juta hingga satu miliar tahun, meskipun pada awalnya suhunya rendah (sekitar 0 ° C), namun hal ini sama sekali tidak diperlukan. Penulis karya ini membagikan ide-ide ini.

Sebelumnya diyakini bahwa kawah, maria, dan mascon pertama terbentuk akibat tumbukan pada tahap awal sejarah geologi Bulan, namun jika kita berasumsi bahwa tumbukan dahsyat terjadi di sabuk asteroid sekitar 4 kalpa yang lalu, hal ini menyebabkan hingga pembentukan banyak pecahan besar dan kecil yang jatuh ke Bumi, Bulan, dan planet lain selama beberapa ratus juta tahun, sejarah permukaan bulan yang berbeda dapat dibangun. Tidak ada jejak tabrakan serupa yang terpelihara di Bumi jika terjadi sebelum pembentukan batuan paling kuno di Bumi. Kita harus menerima bahwa mascon muncul sebagai akibat dari "pantulan" batuan bulan dan bahwa anomali gravitasi tetap ada meskipun batuan mengalami perpindahan yang besar dan energik, karena tumbukan semacam ini pasti terjadi dengan kecepatan tinggi.

Oleh karena itu, untuk menjelaskan anomali gravitasi, massa benda yang bertabrakan dengan kecepatan tinggi haruslah sangat kecil. Dengan asumsi ini, kita dapat dengan mudah mendapatkan permukaan Bulan yang cukup dingin untuk mendukung keberadaan anomali gravitasi tipe Ptolemeus dan Al-Batani, namun masalah keberadaan mascon masih belum terselesaikan jika kita menerima bahwa batuan basaltik besi-titanium dituangkan ke dalamnya. permukaan dari pencairan bawah permukaan, yang tampaknya merupakan hipotesis yang dapat diterima dengan pemahaman tentang sejarah awal Bulan.

Pencairan sebagian bagian dalam bulan 3,1-3,0 kalpa yang lalu, seperti yang diterima oleh beberapa peneliti, hampir pasti akan menyebabkan pemisahan rubidium dan strontium satu sama lain, dan oleh karena itu, model usia basal besi-titanium hampir pasti tidak bisa. menjadi sekitar 4 ,6 kalpa. Ini adalah argumen yang kuat terhadap pembentukan batuan ini sebagai akibat dari pencairan sebagian bagian dalam bulan.

Dengan demikian, kita dapat menyimpulkan bahwa Bulan terbentuk pada suhu yang relatif rendah, dipanaskan oleh sumber panas eksternal, didinginkan secara memadai dan pada kedalaman yang cukup untuk memungkinkan terjadinya kawah besar (berdiameter 150 km) untuk mempertahankan anomali gravitasi negatif, dan berkat aktivitasnya. interior padat, mampu mempertahankan konsentrasi massa. Diferensiasi anorthosite, basalt besi-titanium dan fraksi lainnya terjadi selama proses pendinginan. Tanah terbentuk terutama dari aliran abu dan meleleh dalam jumlah terbatas akibat pemanasan radioaktif karena rendahnya konduktivitas termal lapisan permukaan tanah. Dugaan sejarah ini rumit dan kemungkinan besar akan direvisi seiring dengan bertambahnya bukti.

Seperti dibahas di atas, ahli seismologi telah memperoleh data yang mengkonfirmasi keberadaan lapisan anorthosite yang memanjang hingga kedalaman sekitar 60 km di bawah permukaan, dan zona internal di bawah lapisan ini terdiri dari batuan jenis dunit yang kaya akan piroksen dan olivin. Dibandingkan gempa bulan, gempa bulan tergolong sangat sedang, bahkan ada yang terjadi berulang kali di titik-titik yang terletak pada kedalaman sekitar 700-800 km. Dalam hal ini, pemantulan terjadi pada struktur yang terletak pada kedalaman yang kira-kira sama. Hal ini tidak dapat disebabkan oleh keberadaan inti logam, namun dapat disebabkan oleh antarmuka struktur jenis lain. Hal ini mendukung hipotesis pencairan yang sangat dalam atau menyeluruh pada awal sejarah bulan. Namun, buktinya tidak meyakinkan. Pengamatan dilakukan di area terbatas di permukaan bulan dan di area yang relatif dekat dengan zona mascon besar dan laut tumbukan.

BATU MAGNETIK BULAN

Tidak ada medan dipol yang ditemukan di Bulan, tetapi batuan bermagnet terletak di lokasi pendaratan Apollo, yang berusia antara 4 dan 3,1 kalpa. Oleh karena itu, sebelum atau sesudahnya, medan magnet pasti sudah ada di Bulan, dan batuan dalam medan magnet tersebut pasti telah mendingin hingga suhu di bawah titik Curie. Ada juga area magnet yang cukup besar. Asal usul medan magnet yang bertanggung jawab atas pembentukan batu magnet masih menjadi misteri bagi semua peneliti fenomena ini. Pertanyaan ini penting untuk masalah asal usul Bulan.

Setelah medan magnet Bumi dan kemungkinan medan Matahari dibuang, kita beralih ke kemungkinan medan dipol bulan, yang seharusnya menghilang paling cepat 3,1 kalpa yang lalu. Salah satu proposal, khususnya yang dibuat oleh Runcorn, membayangkan keberadaan inti besi yang lebih kecil dari inti Bumi, sehingga harus berputar sangat cepat untuk menciptakan medan yang dibutuhkan. Hal ini nampaknya tidak mungkin terjadi, karena pengamatan seismik belum mendeteksi adanya inti, meskipun tidak sepenuhnya meyakinkan. Jika inti besi yang berputar seperti itu sudah ada sejak awal, lebih dari 3,1 kalpa yang lalu, hal ini menunjukkan bahwa inti tersebut telah mendingin dan oleh karena itu medan tersebut mungkin tidak ada saat ini. Dalam kasus lain, diasumsikan bahwa bagian dalam Bulan terakumulasi pada suhu rendah dan partikel yang dapat dimagnetisasi, yaitu besi, terakumulasi di medan magnet primordial Matahari, yang menyebabkan terbentuknya medan dipol magnet permanen yang bertahan hingga pemanasan radioaktif. menyebabkan peningkatan suhu di atas titik Curie. Namun, dalam hal ini, area permukaan harus dicairkan untuk menciptakan area yang sangat terdiferensiasi dengan lava yang mengalir ke permukaan.

Pandangan populernya adalah sebagai berikut. Bulan pertama kali terakumulasi dari benda padat pada suhu rendah karena energi gravitasi dan laju akumulasi yang rendah, dan kemudian pada energi gravitasi dan laju akumulasi yang tinggi. Hal ini menciptakan interior padat dan permukaan cair. Diperkirakan bahwa akumulasi tersebut pasti terjadi selama jangka waktu sekitar 2000 tahun atau kurang untuk membentuk permukaan cair, meskipun terdapat kehilangan radiasi. Oleh karena itu, pemboman seperti itu seharusnya diakhiri secara tiba-tiba. Sulit untuk menentukan lokasi di nebula matahari di mana hal ini bisa terjadi. Alternatifnya adalah bola gas Urey (1972). Dalam hal ini, padatan diendapkan di bagian dalam bola ketika dingin, tetapi ketika bola dikompresi, suhu di dalam meningkat dan dengan demikian bagian dalam terbentuk dingin, dan permukaan terakumulasi pada suhu yang lebih tinggi. Bulan mendingin setelah Matahari yang panas menjauh dari bola gas, dan, apa pun cara akumulasi Bulan, medan magnet yang dibawa oleh bagian dalam yang dingin membuat batuan permukaan yang didinginkan menjadi magnet dan menghilang ketika, karena pemanasan radioaktif, suhunya naik. interior dingin melebihi titik Curie. Seperti disebutkan di atas, inilah masalah paling menarik yang membuat takjub banyak orang yang pernah mempelajari Bulan.

TEORI ASAL USUL BULAN

Untuk membahas teori asal usul Bulan, perlu diperhatikan teori asal usul planet dan satelitnya, pada hakikatnya asal usul tata surya. Yupiter dan sistem satelit-satelit dalamnya mempunyai karakteristik orbit yang serupa dengan Matahari dan planet-planet; sumbu rotasi Yupiter kira-kira tegak lurus terhadap bidang ekliptika. Jika planet lain dan satelitnya mereproduksi struktur yang sama, maka tidak akan ada perbedaan pendapat yang besar mengenai asal usulnya. Dapat diasumsikan bahwa planet-planet dan satelit-satelitnya terakumulasi dari kumpulan benda-benda gas dan debu berukuran kecil. Namun Bumi, Venus, Mars, dan planet-planet besar selain Jupiter memiliki sumbu rotasi yang tidak tegak lurus terhadap bidang ekliptika sehingga memerlukan tumbukan benda-benda yang sangat masif untuk membentuk planet. Hal ini saja sudah menunjukkan adanya benda-benda masif pada awal sejarah tata surya.

Jika semua planet kebumian memiliki satelit yang besar, seperti Bumi, maka dapat diasumsikan bahwa planet-planet tersebut beserta satelitnya terbentuk sebagai planet ganda, yaitu terakumulasi dari silikat padat dan cair yang berdekatan satu sama lain. Dalam hal ini, pertanyaan tentang asal usul satelit tidak akan menjadi kontroversi dan diskusi, seperti yang terjadi selama beberapa dekade. Keunikan Bulan, sebagai satu-satunya satelit yang sangat besar, menimbulkan masalah yang menarik dan kontroversial bagi para ilmuwan tentang asal usulnya. Lagi pula, jika pembentukan planet ganda adalah hal yang biasa, tidak adanya Bulan besar untuk Venus dan satelit yang sama untuk Merkurius dan Mars menjadi misteri baru. Ilmuwan Soviet, khususnya O. Yu. Shmidt, V. S. Safronov dan B. Yu. Levin, mendukung teori yang menyatakan akumulasi banyak satelit kecil yang mengelilingi bumi selama pembentukannya selama sekitar 100 juta tahun.

Cameron dan Ringwood mempertahankan pandangan bahwa Bumi dan Bulan terakumulasi dalam waktu singkat, dari 10 3 hingga 10 4 tahun, pada suhu yang sangat tinggi dan dalam bentuk benda ganda. Bulan mengumpulkan zat yang mudah menguap dan bersuhu tinggi yang membentuk cincin mengelilingi Bumi. Massa bumi ditambah bagian gas matahari yang bersangkutan pasti mempunyai massa yang kira-kira sama dengan massa Yupiter, yang mula-mula tersebar di piringan yang mengelilingi Matahari. Pada suatu saat, 0,3% zat padat yang dimaksudkan untuk membentuk padatan harus terpisah dari 99,7% massa gas dan terakumulasi dalam volume terbatas. Dapat diasumsikan bahwa hal ini hanya dapat terjadi jika zat berada pada suhu yang cukup rendah untuk mengembun menjadi cairan atau padat. Ada kemungkinan bahwa jika materi partikulat menetap di bagian tengah awan, hal ini bisa terjadi. Model yang dijelaskan memiliki kesamaan dan sampai batas tertentu identik dengan teori protoplanet Kuiper, yang titik lemahnya adalah penjelasan hilangnya massa gas yang sama dengan massa Jupiter. Urey menyatakan bahwa hal ini tidak mungkin terjadi, dan hingga saat ini belum ada penjelasan yang memuaskan mengenai hilangnya gas tersebut. Ada kemungkinan (tetapi tidak terbukti) bahwa medan magnet dipol magsite berputar Solptz dapat memungkinkan pelepasan gas.

Ringwood, berdasarkan fakta bahwa hilangnya zat volatil merupakan ciri khas substansi permukaan bulan, menunjukkan bahwa Bulan pasti telah terbebas dari gas bersuhu tinggi. Ini adalah argumen yang sangat kuat, apalagi jika jumlah unsur-unsur tersebut berkurang di seluruh tubuh Bulan, yang masih merupakan asumsi yang belum terkonfirmasi. Kelimpahan unsur-unsur paling umum dalam batuan bulan sangat mirip dengan apa yang diperkirakan secara teoritis selama fraksinasi silikat cair sehingga hipotesis tentang peran besar penguapan dapat diabaikan. Selain itu, mekanisme diperlukan untuk memastikan kemiringan sumbu bumi dan perubahan tertentu pada orbit bulan, karena Goldreich menunjukkan bahwa orbit Bulan modern pada awalnya tidak mungkin berada pada bidang orbit Bumi. Kedua fenomena ini memerlukan kehadiran benda-benda lain yang cukup besar, yang bertabrakan dengan Bumi dan Bulan menyebabkan perubahan-perubahan tersebut. Jika ini benar, maka tabrakan benda serupa dengan planet lain akan menimbulkan efek serupa. Fakta bahwa Venus tidak memiliki satelit dan berputar ke arah yang berlawanan mungkin merupakan bukti paling meyakinkan yang menentang teori asal usul Bumi dan Bulan. Marcus dan V.S. Safronov menekankan bahwa tumbukan seperti itu perlu, dan Urey memberikan penjelasan tentang terbentuknya benda-benda tersebut. Baru-baru ini dikemukakan bahwa benda-benda pra-planet berukuran besar ada dan bertabrakan selama pembentukan Bumi dalam kondisi suhu tinggi, dan menurut model Ringwood, Bulan "menguap" dari Bumi. Unsur-unsur yang mudah menguap pada suhu 1500° K ke bawah telah menghilang dari permukaan bulan, namun tidak ada alasan untuk percaya bahwa terdapat perbedaan yang signifikan antara silikon, di satu sisi, dan aluminium, magnesium, kalsium, di sisi lain, meskipun terdapat perbedaan volatilitas yang besar. Penulis karya ini meragukan kebenaran hipotesis Ringwood tentang atmosfer gas, silikon, aluminium, dll yang melahirkan Bulan. Mungkin, jika batuan dari lapisan yang lebih dalam dapat diekstraksi dan batuan tersebut menunjukkan kandungan zat yang mudah menguap yang rendah, hal ini dapat menjadi indikasi bahwa materi Bulan dalam bentuk yang sangat terfragmentasi dipanaskan hingga suhu 1000-1500 ° C dan bahwa zat-zat yang mudah menguap terbawa oleh gas-gas sisa. Mereka yang cenderung berpikir bahwa basal besi-titanium pada dasarnya adalah aliran lava dari kedalaman, menganggap pernyataan ini sudah terbukti. Penulis karya ini ingin memeriksa sampel batuan yang termasuk dalam aliran lava lokal, yang mungkin keluar dari lapisan dalam, sebelum menerima sudut pandang ini.

Sir George Darwin berhipotesis bahwa Bulan terpisah dari Bumi, dan gagasan ini telah dibahas berkali-kali selama abad ini baik oleh pendukung maupun penentangnya. Wise dan O'Keefe baru-baru ini mengulas perdebatan ini. Kepadatan batuan Bulan mendekati kepadatan batuan mantel bumi, dan pertanyaan misterius ini mudah dipecahkan dengan hipotesis ini. Banyak upaya telah dilakukan untuk membuktikan kemungkinan pemisahan tersebut. Dalam beberapa tahun terakhir, hipotesis ini sebagian, dan mungkin seluruhnya, terguncang oleh penelitian tentang komposisi kimia batuan di permukaan bulan. Basal bulan jelas memiliki konsentrasi besi dan titanium yang lebih tinggi serta konsentrasi unsur volatil yang lebih rendah dibandingkan dengan basal terestrial. Tentu saja, tidak dapat sepenuhnya dikesampingkan bahwa perbedaan seperti itu mungkin timbul dalam proses pemisahan suhu tinggi yang rumit, namun hal ini tampaknya tidak mungkin terjadi. Usia batuan bulan memundurkan waktu pemisahan sebesar 4,5 kalpa. Ada satu keadaan yang penting, terlihat dari data lama. Jika Bumi dan Venus terbentuk sebagai hasil proses serupa pada jarak yang sebanding dari Matahari, lalu mengapa sistem Bumi-Bulan memiliki momentum sudut positif yang sangat besar dibandingkan dengan momentum orbital, sedangkan Venus memiliki nilai yang kecil dan negatif? jumlah yang sama? Mengapa Venus tidak menjadi planet dengan momentum tinggi dan menjadi planet ganda? Pertanyaan-pertanyaan ini mungkin sudah ditanyakan bertahun-tahun yang lalu. Saat ini, hipotesis terpisahnya Bulan dari Bumi tampaknya tidak mungkin terjadi.

Hipotesis penangkapan menjadi sangat populer sejak Gerstenkorn menyelidiki masalah ini. Hal itu dibahas oleh MacDonald, Alfven dan lain-lain.

Hipotesis ini memiliki keuntungan yang jelas karena menekankan sifat acak asal usul Bulan, dan dalam hal ini tidak perlu menjelaskan kurangnya satelit dari planet kebumian lainnya. Namun, kita perlu berasumsi bahwa terdapat banyak bulan pada satu waktu pada awal perkembangan tata surya jika kita ingin menghindari banyak asumsi yang tidak mungkin. Kemungkinan tertangkapnya Bulan pada suatu orbit mengelilingi Bumi lebih kecil dibandingkan kemungkinan tertangkapnya bulan ketika bertabrakan dengan Bumi. Isu-isu ini dibahas secara rinci dalam karya Urey dan MacDonald. Gerstenkorn sampai pada kesimpulan bahwa penangkapan terjadi pada orbit dengan gerakan mundur, yang kemudian berputar melewati sabuk bumi, dan gerakan tersebut menjadi langsung. Diasumsikan bahwa orbit minimum berada di dekat batas Roche pada jarak 2,9 jari-jari Bumi untuk benda dengan kepadatan Bulan. Selama proses penangkapan, sejumlah besar energi pasti telah hilang dalam bentuk panas, yaitu sekitar 10 11 erg per gram material bulan. Sebagian dari energi ini seharusnya hilang di Bulan, mungkin di lapisan permukaan dan bisa menyebabkan terbentuknya lapisan permukaan cair, seperti dibahas di atas. Proses pencairan seperti itu akan lebih intens terjadi di belahan Bulan yang menghadap Bumi, dan dapat menyebabkan munculnya wilayah lautan yang lebih luas di permukaan belahan bumi tersebut. Jika pemanasan seperti itu melanda seluruh tubuh Bulan, keberadaan mascon akan menjadi sangat diragukan. Urey dan MacDonald cenderung berpikir bahwa tabrakan dengan benda lain yang mengorbit Bumi berkontribusi terhadap penangkapan tersebut dan bahwa orbit awal bisa jadi jauh lebih besar, sehingga menghilangkan kesulitan pemanasan. Selain itu, berdasarkan asumsi ini, kerapatan momentum sudut akumulasi awal Bumi berada pada kurva empiris MacDonald, yang menunjukkan bahwa logaritma kerapatan momentum sudut planet, yang secara grafis direpresentasikan sebagai fungsi logaritma massa, berbentuk garis lurus dengan kemiringan sekitar 0,82.

Model hipotetis asal usul Bulan ini mendalilkan bahwa Bulan terakumulasi di tempat lain. Jika kita menerima hipotesis penangkapan, masalah cara akumulasi dan komposisi kimia secara keseluruhan tetap terbuka. Hingga saat ini, hanya model bola gas yang telah diusulkan, namun model lain juga dimungkinkan, meskipun perhitungan yang masuk akal sulit dilakukan. Dalam hal ini, diyakini bahwa ketidakstabilan gravitasi dua dimensi telah muncul pada piringan datar nebula sesuai dengan rumus yang dikemukakan oleh Jeans dan disempurnakan oleh Chandrasekhar. Ketika diterapkan pada masalah ini, rumusnya harus dianggap perkiraan karena keberadaan partikel padat menyebabkan peningkatan ketidakstabilan.

Temperatur yang diperlukan untuk pembentukan benda-benda seukuran Bulan di nebula sangat rendah, dan massa awan harus merupakan sebagian kecil dari massa Matahari. Seperti yang dikemukakan Alfvén dalam hipotesisnya yang dibantu medan magnet, massa sebesar ini pasti telah hilang dari protomatahari untuk mengurangi momentum sudutnya, dan Herbig percaya bahwa bintang T Tauri pasti memiliki awan debu yang kira-kira bermassa matahari.

Akumulasi massa bulan di pusat formasi gas tersebut sebagai akibat pengaruh gravitasi dengan akumulasi energi yang diserap oleh gas bermassa besar dapat terjadi pada suhu rendah jika jari-jarinya besar. Jika massa gas kemudian dikompresi, lapisan permukaan objek pusat bulan dapat memanas hingga suhu tinggi, besi cair tereduksi akan membawa unsur siderofil, dan besi cair sulfida - unsur kalkofil. Dengan disintegrasi bola gas yang lambat akan terjadi pendinginan yang lambat pada massa pusatnya, dan dengan hilangnya gas secara menyeluruh, maka akan terjadi pendinginan yang lebih cepat hingga mencapai suhu rendah. Komposisi kimianya masih menjadi masalah yang sulit. Dalam kasus kandungan besi relatif rendah di Matahari, seperti yang diyakini selama bertahun-tahun, Bulan terdiri dari materi matahari primer yang tidak mudah menguap, tetapi dengan revisi konsentrasi relatif unsur-unsur dalam materi matahari, kepadatan bahan non-volatil primer. materi surya yang mudah menguap menjadi mendekati 4 g/cm 3 dan tidak sesuai dengan kepadatan Bulan. Jika hipotesis penangkapan ingin ditanggapi dengan serius, masalah ini harus dipecahkan. Kondrit berkarbon adalah jenis meteorit yang sangat umum berdasarkan pengamatan dampak, dan di antaranya, tipe III (golongan Vigarano) memiliki kepadatan yang sesuai dan kandungan kalium yang rendah, sehingga Bulan padat dapat tercipta jika pusatnya memiliki bahan kimia ini atau serupa. komposisi. Meteorit ini mengandung air dan karbon dalam jumlah besar. Rendahnya kandungan air dan karbon dalam sampel permukaan sangat bertentangan dengan asumsi ini, namun tidak mengecualikannya. Marcus V. S. Safronov dan Hartman mempertimbangkan cara lain untuk mengumpulkan benda-benda besar dari padatan yang lebih kecil tanpa adanya gas, yang tentunya diperlukan jika unsur-unsur yang lebih mudah menguap dikeluarkan dari bagian dalam Bulan. Dalam hal ini, rangkaian peristiwa tersebut seharusnya menyebabkan hilangnya zat-zat yang mudah menguap pada suhu sekitar 1500° K dan zat-zat tersebut seharusnya menghilang dari wilayah di mana Bulan dan Bumi terakumulasi sebelum akumulasi dimulai. Jika zat-zat yang mudah menguap terkandung di bagian dalam Bulan, hal ini menunjukkan terbentuknya Bulan dalam bola gas, dan Bumi pasti terbentuk dari puing-puing benda-benda tersebut. Cameron baru-baru ini mengusulkan bahwa Bulan terkondensasi dari nebula surya berbentuk gas di dalam orbit Merkurius, tempat konstituen yang paling mudah menguap, yaitu CaO dan Al 2 0 3, terkondensasi. Mereka membentuk Bulan, yang dilemparkan Merkurius ke orbit yang memotong orbit Venus dan Bumi, dan kemudian ditangkap oleh Bumi. Dengan demikian, Bulan terbentuk di wilayah nebula matahari, di mana sebagian besar besi tetap berbentuk gas. Hal ini menjelaskan rendahnya kepadatan Bulan dan, mungkin, komposisi kimianya. Kedua peristiwa mekanis ini tampak luar biasa, meski tidak bisa ditolak sepenuhnya. Jika Bulan berhasil ditangkap, bulan akan terbentuk secara independen dari Bumi sebagai planet primordial yang terpisah, dan dalam hal ini kemungkinan besar usianya lebih tua dari Bumi. Indikator usia yang diketahui saat ini menunjukkan bahwa Bulan sebagai benda independen ada sekitar era pembentukan meteorit. Kemungkinan untuk menentukan usia Bumi dengan menggunakan metode yang sama telah hilang.

Sebagaimana dinyatakan di atas, Jupiter dan bulan-bulannya menyerupai tata surya “kecil”, dan orang mendapat kesan bahwa satelit-satelit ini terbentuk di sekitar planet ini. Fakta bahwa terdapat tujuh satelit di tata surya yang ukurannya sama dengan Bulan di Bumi, dan bahwa massa rata-rata satelit dan asteroid lain kira-kira seperempat massa Bulan di Bumi, menunjukkan bahwa benda-benda berukuran bulan lebih disukai di tata surya. sistem Kemiringan aksial Rotasi planet-planet memberikan alasan untuk berpikir bahwa ada benda-benda besar di dekatnya yang bertabrakan dengan planet-planet pembentuknya pada tahap terakhir akumulasinya. Mungkin saja Bulan kita bukanlah benda unik seperti yang sering diperkirakan!

Unduh abstrak: Anda tidak memiliki akses untuk mengunduh file dari server kami.

medan gravitasi Bulan menimbulkan ketidaknyamanan yang luar biasa, yang kemungkinan besar merupakan penyebab evolusi. Sangat mungkin bahwa sejarah Bulanlah yang memainkan peran penting dalam semua proses evolusi di Bumi. Kami juga sampai pada kesimpulan bahwa zona sabuk khatulistiwalah yang berada dalam kondisi paling tidak nyaman. Artinya, di sinilah seharusnya evolusi biologis dimulai.

31.3. Medan gravitasi bulan

Mari kita perhatikan interaksi yang diakibatkan oleh pengaruh medan gravitasi Bulan terhadap benda-benda di Bumi, termasuk manusia. Dalam hal ini, tidak ada kontak langsung antara Bulan dan benda-benda yang mengalami pengaruh gravitasinya. Mari kita mulai dengan efek gravitasi Bulan terhadap air laut. Pengaruh ini ditentukan oleh sifat gaya pasang surut, yaitu ditentukan oleh gaya tarik gravitasi molekul air yang terletak pada berbagai jarak dari Bulan. Secara alami, gaya pasang surut lebih signifikan jika perbedaan jaraknya signifikan, yaitu gaya pasang surut paling signifikan terlihat di lautan yang memiliki kedalaman lebih besar. Selain itu, gaya pasang surut bekerja lebih baik jika terdapat air dalam jumlah besar. Hal ini dapat dijelaskan dengan fakta bahwa gaya dan energi interaksi gravitasi sebanding dengan massa benda yang berinteraksi. Di satu sisi, Bulan berpartisipasi dalam interaksi ini, di sisi lain, massa air di reservoir ikut berpartisipasi di dalamnya. Jika volume reservoir kecil, maka gayanya kecil, dan oleh karena itu tidak mudah untuk mewujudkannya. Jika massa air besar, maka gaya dan energi interaksi gravitasi menjadi nyata dan bahkan dapat diamati.

Kita dapat mempertimbangkan masalah ini dengan menggunakan model visual. Bayangkan Bumi melayang di atas Bulan yang memiliki medan gravitasi. Air di bumi tidak dapat meninggalkan bumi, tetapi mengalir ke bagian bawah bumi yang tersuspensi. Sebagian besar air mengalir ke suatu titik yang terletak pada garis lurus yang menghubungkan pusat gravitasi Bulan dan Bumi. Di sinilah pengaruh gravitasi Bulan terhadap air di permukaan bumi menjadi sangat penting, dan di sinilah kenaikan maksimum permukaan air di lautan harus diamati. Apalagi bumi berputar pada porosnya sehingga tempat aliran air terus berubah. Dan kemudian menjadi jelas mengapa pasang surut lebih terlihat pada volume air yang besar. Kami percaya bahwa peningkatan signifikan permukaan air laut terjadi saat air pasang disebabkan oleh pengaruh gravitasi Bulan.

Bukan sistem kaku yang terkena gaya pasang surut, melainkan sistem yang lebih mudah mengalami deformasi. Trem, misalnya, merupakan suatu benda yang cukup kaku yang secara kasar mudah menahan momen pengereman dan percepatan, sehingga trem merupakan suatu sistem yang mempunyai struktur kaku yang lemah terhadap deformasi. Hal ini memungkinkan kami untuk menyimpulkan bahwa deformasi vakum bergantung pada kekakuan sistem, dan kekakuan sistem bergantung pada bagaimana sistem ini mempertahankan vakum dalam keadaan stratifikasi. Dan ternyata sistem yang kaku tidak memungkinkan perubahan yang tidak perlu pada strukturnya, pada strukturnya. Sistem seperti itu dalam medan gravitasi hampir tidak mengalami perubahan deformasi. Dan ada sistem yang mudah berubah bentuk. Dan sistem ini dapat disebut sistem yang dapat dideformasi. Dan sistem ini mudah dipengaruhi oleh medan gravitasi. Lapisan air bumi ternyata paling mudah berubah bentuk. Pada manusia, struktur yang paling kaku adalah kerangka rangka, dan kemungkinan besar yang paling mudah berubah bentuk adalah otak dan sel saraf. Sel, sebagian besar, terdiri dari air, dan sel tubuh yang paling mobile dan paling mudah berubah adalah sel saraf, dan akibatnya, sel otak. Inilah dasar fisik dari fenomena parapsikologi, dan mungkin juga fenomena paranormal. Dan kita dapat berasumsi bahwa, kemungkinan besar, intinya justru pada mobilitas dan deformabilitas sistem, yaitu, kita percaya bahwa tingkat deformabilitas sistem mungkin bergantung pada sifat individu tubuh orang tertentu. Jika seseorang memiliki kemampuan seperti itu, dia bisa menjadi paranormal.

Keadaan kenyamanan manusia dipengaruhi oleh Bumi, Bulan, dan Matahari. Medan gravitasi bumi menyebabkan ketidaknyamanan yang terus-menerus, yang biasa dialami seseorang jauh sebelum kelahirannya. Tapi Bulan, tepatnya, membawa ketidaknyamanan yang terus berubah ke dalam keadaan ini. Keadaan ketidaknyamanan bergantung pada posisi relatif Bumi, Matahari dan Bulan. Mengetahui posisi relatifnya, dapat diasumsikan bahwa Bulan dan Matahari membawa keadaan tidak nyaman yang lebih besar di wilayah sabuk khatulistiwa, atau sabuk yang dekat dengan khatulistiwa. Namun secara geografis wilayah ini cukup luas, dan kami percaya bahwa wilayah ini merupakan tempat yang paling menguntungkan untuk terjadinya bencana. Dan bencana paling sering terjadi di zona khatulistiwa, yaitu di zona yang terletak pada poros Bumi-Matahari.

Bulan dan sifat gravitasinya mempunyai pengaruh yang lebih signifikan terhadap Bumi kita dibandingkan Matahari, dan bahkan lebih besar lagi dibandingkan konstelasi zodiak yang jauh. Penyebab terjadinya pasang surut air laut di lautan dan laut lepas adalah medan gravitasi Bulan. Matahari juga menyebabkan pasang surut, namun pengaruh Matahari ini tidak signifikan karena jarak Matahari dari Bumi yang sangat jauh. Dengan demikian, medan gravitasi Bulan seharusnya memiliki pengaruh paling kuat terhadap kondisi manusia. Dan karena bidang orbit Bulan condong ke bidang ekliptika dengan sudut hanya sekitar , maka alasan kami tentang ketidakstabilan dan ketidaknyamanan sabuk khatulistiwa tetap valid. Satu-satunya penyebab ketidakstabilan ini ternyata adalah Bulan, bukan Matahari. Jadi, kami sampai pada kesimpulan bahwa medan gravitasi Bulan menimbulkan ketidaknyamanan yang besar, yang kemungkinan besar merupakan penyebab evolusi. Sangat mungkin bahwa sejarah Bulanlah yang memainkan peran penting dalam semua proses evolusi di Bumi. Kami juga sampai pada kesimpulan bahwa zona sabuk khatulistiwalah yang berada dalam kondisi paling tidak nyaman. Artinya, di sinilah seharusnya evolusi biologis dimulai.

Pada halaman di bawah ini adalah bagian dari buku karya Rabchevskaya O.V. " Dunia yang lahir dari kehampaan ».

Di dalam buku « Dunia yang lahir dari kehampaan » penulis melakukan upaya pertama untuk memahami cara kerja Semesta.

Buku tersebut berisi ketidakakuratan yang penulis coba hilangkan di buku kedua: "", yang terletak di situs. Semua bagian buku ini "Alam Semesta sebagai Keadaan Vakum" dapat diakses melalui tautan di akhir setiap halaman situs.

Buku « Dunia yang lahir dari kehampaan »

Situs ini berisi bagian-bagian tertentu dari buku “Dunia yang Lahir dari Kekosongan”

Peta ini menunjukkan medan gravitasi Bulan yang diukur oleh misi GRAIL NASA. Kredit: NASA/ARC/MIT.

Hasil ilmiah pertama dari pengorbit bulan kembar GRAIL memberikan detail luar biasa tentang interior Bulan dan peta medan gravitasi resolusi tertinggi dari benda astronomi mana pun, termasuk Bumi.

Data Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) mengungkap struktur internal kuno yang sebelumnya tidak diketahui, memberikan rincian lima kali lipat lebih baik dari penelitian sebelumnya, dan memberikan informasi yang belum pernah ada sebelumnya tentang permukaan Bulan dan medan gravitasi.

Instrumen pada pesawat ruang angkasa GRAIL dapat menyelidiki bagian dalam planet ini. Video luar biasa ini mengungkapkan banyak sekali detail yang menurut tim baru mulai mereka eksplorasi.

Mengurangi gravitasi dari fitur permukaan menghasilkan apa yang disebut peta gravitasi Bouguer. Yang tersisa adalah jenis anomali massa di Bulan yang disebabkan oleh perubahan ketebalan kerak atau kepadatan mantel. Dalam video di atas, area melingkar yang menonjol (berwarna merah) menunjukkan konsentrasi massa yang diketahui atau “mascons,” namun banyak fitur serupa yang baru ditemukan di sisi jauh Bulan juga terlihat.

“98% gravitasi lokal disebabkan oleh topografi, sedangkan 2% disebabkan oleh fitur gravitasi lainnya,” kata Zuber. “Anda mungkin melihat sasaran para mascon bulan, namun sebaliknya Anda akan melihat permukaan bagian dalam yang halus. Ini hanya dapat terjadi jika dampak awal Bulan telah mengikis permukaan bagian dalam.”

Peta Bulan ini menunjukkan anomali gravitasi Bouguer yang diukur oleh misi GRAIL NASA. Kredit: NASA/JPL-Caltech/CSM.

Peta gravitasi Bouguer juga menunjukkan bukti aktivitas vulkanik purba di bawah permukaan Bulan dan anomali gravitasi linier yang aneh.

“Gradien peta gravitasi Bouguer menunjukkan fitur yang tidak kami duga,” kata Jeff Andrews-Hanna, salah satu penyelidik di GRAIL. “Kami telah mengidentifikasi sejumlah besar anomali gravitasi linier. Kami tidak melihat ekspresi apa pun pada peta topografi, jadi kami menyimpulkan bahwa ini adalah struktur internal kuno.”

Anomali gravitasi linier yang melintasi cekungan Crisium di sisi kiri Bulan diungkapkan oleh misi GRAIL NASA. Data gradien gravitasi GRAIL ditampilkan di sebelah kiri, dengan lokasi anomali yang ditunjukkan. Merah dan biru menunjukkan gradien gravitasi yang lebih kuat. Data topografi pada wilayah yang sama dari Lunar Reconnaissance Orbiter's Lunar Orbiter Laser Altimeter ditampilkan di sebelah kanan; data ini tidak menunjukkan tanda-tanda anomali gravitasi. Kredit: NASA/JPL-Caltech/CSM.

Misalnya, foto Cekungan Crisium, yang membentuk salah satu mata "manusia di bulan", peta gravitasi menunjukkan fitur linier di seluruh cekungan, sedangkan peta topografi tidak menunjukkan fitur berkorelasi seperti itu. “Ini memberitahu kita adanya anomali gravitasi yang terbentuk sebelum tumbukan,” kata Andrews-Hanna.

Peta sisi dekat dan jauh Bulan ini menunjukkan gradien gravitasi yang diukur oleh misi GRAIL NASA, menyoroti populasi anomali gravitasi linier. Kredit: NASA/JPL-Caltech/CSM.

Bukti tambahan menunjukkan bahwa kerak bagian dalam Bulan hampir hancur seluruhnya.

Bukti lain menunjukkan bahwa kerak Bulan lebih tipis dari perkiraan sebelumnya.

“Dengan menggunakan data gravitasi GRAIL, kami menemukan ketebalan kerak rata-rata 32-34 km, 10 km lebih kecil dari penelitian sebelumnya,” kata Mark Wieczorek, salah satu peneliti di GRAIL. "Kami menemukan bahwa sebagian besar aluminium di Bulan hampir sama dengan di Bumi. Hal ini berkaitan dengan hipotesis baru-baru ini bahwa Bulan berasal dari material Bumi ketika terbentuk akibat tumbukan raksasa."

Misi GRAIL NASA menangkap video saat terbang di atas kolam Mare Orientale di Bulan. Video diperoleh dengan menggunakan MoonKAM di atas pesawat ruang angkasa Pasang Surut GRAIL 7-8 April 2012. Kredit: NASA/JPL-Caltech/Sally Ride Science.

Selama misi utama, kedua pesawat ruang angkasa GRAIL berada di orbit 55 km di atas permukaan bulan. Jarak yang dekat ini karena GRAIL menghasilkan data medan gravitasi terbaik untuk planet mana pun, termasuk Bumi.

GRACE masih mengumpulkan data, tapi karena GRACE harus berada di orbit pada ketinggian 500 km, kata Zuber. “Tidak ada yang bisa mengalahkan orbit rendah.”

Zuber mengatakan tim GRAIL belajar dari GRACE dan mampu membuat “beberapa perbaikan yang masuk akal.” Mereka juga menyarankan bahwa teknologi ini harus digunakan untuk setiap benda planet di tata surya, dan melontarkan ide yang menggiurkan: "Visualisasikan, petakan arus di bawahnya."

GRAIL mengakhiri misi sains utamanya pada Mei 2013 dan saat ini sedang menjalankan misi lanjutan di mana ketinggian pesawat ruang angkasa telah diturunkan hingga 23 km di atas permukaan. “Kami membuka peluang dalam hal geofisika, sehingga Anda akan segera mendengar hasil dari kumpulan data baru,” kata Sami Asmar, anggota tim GRAIL.

Pada konferensi Astronomical Geophysical Union, Zuber mengatakan bahwa pada 6 Desember 2012, tim akan menurunkan pesawat luar angkasa hingga 11 km di atas permukaan bulan.

Konsep seniman tentang misi GRAIL, dengan dua pesawat ruang angkasa bersama-sama mengorbit bulan untuk mengukur medan gravitasi dengan detail yang belum pernah terjadi sebelumnya. Kredit: NASA/JPL.

Misi yang diperpanjang akan segera berakhir, pada pertengahan Desember, dan tak lama kemudian kedua pesawat luar angkasa tersebut akan sengaja dihancurkan di permukaan bulan. Tim tersebut mengatakan bahwa mereka masih merumuskan ide untuk skenario serangan, dan melihat kemungkinan untuk menargetkan serangan karena hal tersebut berada dalam jangkauan instrumen yang ada di .

mascon bulan. Sebuah studi rinci tentang medan gravitasi Bulan menjadi mungkin setelah peluncuran satelit luar angkasa ke orbit satelit buatan Bulan. Pengamatan orbit satelit dilakukan dengan menggunakan tiga stasiun bumi.

Dengan mengubah frekuensi pemancar satelit, apa yang disebut "percepatan radial" ditentukan - proyeksi percepatan gravitasi pada arah Bumi-satelit (untuk bagian tengah sisi Bulan yang terlihat, percepatan ini berhubungan dengan komponen vertikal).

Konstruksi pertama gambar medan gravitasi Bulan dilakukan oleh peneliti Soviet berdasarkan hasil penerbangan pesawat ruang angkasa Luna-10; data tersebut kemudian disempurnakan dengan pengamatan orbit satelit buatan Lunar Orbitar seri, serta pada bagian rute pesawat ruang angkasa Apollo yang orbitnya mengelilingi Bulan hanya ditentukan oleh medan gravitasinya.

Medan gravitasi Bulan ternyata lebih kompleks dan heterogen dibandingkan Bumi, permukaan dengan potensi gravitasi yang sama lebih tidak merata, dan sumber anomali terletak lebih dekat ke permukaan Bulan. Fitur penting dari medan gravitasi bulan adalah anomali positif besar yang terbatas pada lautan melingkar, yang disebut mascons (dari bahasa Inggris - “konsentrasi massa”). Saat mendekati mascon, kecepatan satelit meningkat; Setelah penerbangan, satelit sedikit melambat, dan ketinggian orbit berubah 60 - 100 m.

Pada awalnya, mascon ditemukan di lautan dari sisi yang terlihat: Hujan, Kejernihan, Krisis, Nektar, Kelembaban; ukurannya mencapai 50–200 km (sesuai dengan kontur laut), dan besarnya anomali adalah 100–200 mgal. Anomali Mare Mons berhubungan dengan kelebihan massa sekitar (1,5–4,5) x 10 -5 massa seluruh Bulan.

Selanjutnya, mascon yang lebih masif ditemukan di perbatasan sisi tampak dan jauh di Laut Timur dan Laut Marginal, serta mascon besar di zona khatulistiwa di tengah sisi jauh Bulan. Tidak ada laut di tempat ini, jadi topeng menyebutnya “Tersembunyi”. Diameternya lebih dari 1000 km, massanya 5 kali lebih besar dari kelebihan massa Laut Hujan. Maskon tersembunyi tersebut mampu membelokkan satelit yang terbang di ketinggian 100 km kali 1 km. Total kelebihan massa sesuai dengan anomali gravitasi positif. melebihi 10 -4 massa bulan. Sejumlah anomali negatif ternyata terkait dengan pegunungan bulan: Jura, Kaukasus, Taurus, Altai.

Anomali gravitasi mencerminkan kekhasan distribusi massa materi di bagian dalam Bulan. Jika, misalnya, kita berasumsi bahwa mascon diciptakan oleh massa titik, maka kedalamannya harus sekitar 200 km di Laut Hujan, di Laut Kejelasan - 280 km, di Laut Krisis - 160 km, di Laut Ketenangan - 180 km, di Laut Kelimpahan - 100 km, di Laut Poznan - 80 km, Lautan Badai - 60 km. Dengan demikian, pengukuran gravitasi menunjukkan distribusi kepadatan yang heterogen di mantel atas.

Konduktivitas listrik. Tak satu pun dari ekspedisi bulan yang melakukan pengukuran langsung terhadap medan listrik Bulan. Itu dihitung dari variasi medan magnet yang tercatat oleh magnetometer di stasiun Apollo 12, -15, -16 dan Lunokhod 2.

Bulan, yang kehilangan magnetosfer, selama rotasinya mengelilingi Bumi secara berkala menemukan dirinya berada dalam magnetosfer Bumi yang tidak terganggu pada bulan purnama, dalam angin matahari pada bulan baru, dan dua kali selama 2 hari pada bulan peralihan. lapisan kejut.

Fluktuasi medan magnet antarplanet eksternal menembus Bulan dan menginduksi medan arus eddy di dalamnya. Waktu naiknya medan induksi bergantung pada distribusi konduktivitas listrik di bagian dalam bulan. Pengukuran simultan medan bolak-balik eksternal di atas Bulan dan medan sekunder di permukaan memungkinkan penghitungan konduktivitas listrik bulan.

Bulan dirancang “nyaman” untuk menghasilkan suara magnetik-telurik. Medan magnet antarplanet yang memanjang dari Matahari bersifat seragam, bagian depannya dianggap datar, sehingga untuk penelitian tidak memerlukan jaringan laboratorium seperti di Bumi. Karena Bulan memiliki hambatan listrik yang lebih tinggi dibandingkan Bumi, maka pengamatan dua jam saja sudah cukup untuk menghasilkan suara, sedangkan di Bumi diperlukan pengamatan tahunan.

Angin matahari, yang memiliki konduktivitas tinggi, mengalir mengelilingi Bulan, seolah-olah membungkus Bulan dengan kertas timah, tanpa melepaskan medan induksi di kedalaman ke permukaan. Oleh karena itu, di sisi cerah Bulan, hanya komponen horizontal dari medan magnet bolak-balik yang dapat digunakan, sedangkan di sisi malam, di mana komponen vertikal juga bekerja, situasinya lebih mirip dengan di Bumi.

Magnetometer Apollo mencatat reaksi Bulan terhadap angin matahari pada sisi malam dan siang hari, serta pada bulu-bulu geomagnetik, di mana efek plasma angin matahari diminimalkan.

Di kawah Lemonier di sisi cerah Bulan, Lunokhod 2 mencatat pembentukan fluktuasi medan magnet matahari dari waktu ke waktu. Dalam hal ini, komponen horizontal medan magnet mencerminkan konduktivitas listrik dalam Bulan, dan nilai komponen vertikal dalam jangka waktu lama mencirikan kekuatan medan luar Bulan. Plot resistivitas nyata eksperimental diinterpretasikan dengan membandingkan dengan kurva teoritis.

Peneliti Soviet (L.L. Vanyan dan lain-lain) dan asing (K. Sonet, P. Dayel dan lain-lain) telah membangun berbagai model konduktivitas listrik Bulan. Berbeda dalam beberapa detail, mereka secara umum memberikan distribusi sifat listrik material bulan yang serupa dengan kedalaman: di jarak 200 km atas terdapat lapisan konduktif buruk dengan resistivitas lebih dari 106 ohm m; lebih dalam terdapat lapisan resistansi rendah (103 ohm·m) dengan ketebalan 150–200 km; hingga 600 km, resistansi meningkat dengan urutan besarnya dan kemudian menurun lagi menjadi 103 ohm·m pada kedalaman 800 km (Gbr. .9).

Beras. 9. Struktur dalam Bumi (garis tebal) dan Bulan (tipis) menurut data geofisika:

1 - kecepatan gelombang memanjang; 2 - kecepatan gelombang geser; 3 - konduktivitas listrik. Skala vertikal - kedalaman dalam kaitannya dengan jari-jari Bumi dan Bulan yang sesuai

Pemeriksaan listrik Bulan yang dilakukan hingga saat ini mengungkapkan ciri-ciri utama berikut:

Bulan secara umum memiliki daya tahan yang lebih tinggi dibandingkan Bumi. Di atasnya terdapat lapisan isolasi yang kuat; konduktivitas listrik meningkat seiring dengan kedalaman. Stratifikasi radial Bulan telah ditemukan dan ketidakhomogenan dalam arah horizontal dalam hambatan listrik dicatat.

Berdasarkan profil konduktivitas listrik dan ketergantungan konduktivitas terhadap suhu, suhu di dalam Bulan diperkirakan untuk komposisi mantel yang berbeda. Dalam semua kasus, hingga kedalaman 600–700 km, suhu berada di bawah titik leleh basal, dan pada kedalaman yang lebih dalam mencapai atau melampaui suhu tersebut.

Membandingkan suhu dalam dengan suhu leleh batuan pada tekanan berbeda memungkinkan para ilmuwan memperkirakan parameter fisik penting seperti koefisien viskositas. Ini mencirikan kemampuan batuan untuk bergerak di bawah tekanan.

Cangkang Bulan bagian atas sepanjang 200 - 300 km memiliki koefisien viskositas yang sangat tinggi yaitu 10 26 - 10 27 poise. Nilai ini 2–3 kali lipat lebih tinggi dibandingkan dengan kedalaman bumi, bahkan jika kita mengambil wilayah tersulit dari perisai kristal kuno. Dari permukaan ke pusat Bulan, viskositasnya menurun; lebih dalam dari 500 km berkurang 100 - 1000 kali lipat, yaitu sebanding dengan viskositas mantel bumi. Di astenosfer Bulan, viskositas menurun tajam ke nilai karakteristik astenosfer Bumi (10 20 - 10 21 poise).

Aliran panas. Sebelum dilakukan penerbangan pesawat ruang angkasa, kandungan unsur radioaktif 235 U, 238 U, 232 Th, 40 K di bagian dalam Bulan diyakini rata-rata sama dengan kandungan unsur radioaktif kondritik atau di mantel bumi. Aliran panas yang berasal dari kedalaman Bulan melalui permukaannya diperkirakan dengan analogi dengan aliran Bumi yang sesuai, di mana setiap detik setiap 1 cm 2 permukaan “menguap” ke luar angkasa 1,5 - 10 -6 kal panas. Jari-jari Bulan 3,6 kali lebih kecil dari Bumi, permukaannya 7,5%, dan volumenya 2% volume Bumi. Asalkan konsentrasi isotop radioaktif per satuan volume sama, nilai fluks panas Bulan diperkirakan sebesar 0,36 × 10 -6 kal/cm 2 s.

Pada tahun 1964, astronom Soviet yang dipimpin oleh V.S. Troitsky mengukur radiasi termal Bulan dalam rentang panjang gelombang dari 1 mm hingga 3 cm dan memperoleh fluks panas rata-rata yang sangat tinggi (0,85 - 0,95) 10 -6 kkal/ cm2, hampir tiga kali lebih tinggi dari yang dihitung. Hal ini mungkin menunjukkan kandungan isotop radioaktif yang lebih tinggi atau sumber panas terkonsentrasi di dekat permukaan.

Hasil yang tidak terduga ini dikonfirmasi oleh pengukuran langsung aliran panas di Bulan. Pengukuran langsung aliran panas di permukaan bulan dilakukan selama dua ekspedisi astronot ke Bulan: pada bulan Juli 1971 di wilayah Hadley Rill di tepi timur Mare Mons (Apollo 15) dan pada bulan Desember 1972 di wilayah Taurus-Littrov di teluk sempit di tenggara Laut Kejelasan (“Apollo 17”). Para astronot mengebor lubang, memasukkan tabung fiberglass dan menempatkan probe termal di dalamnya untuk mengukur suhu dan konduktivitas termal. Setiap probe memberikan pengukuran pada 11 kedalaman dan terdiri dari 8 termometer resistansi platinum dan 4 termokopel. Dua probe dipasang pada kedalaman 1 dan 1,4 m di stasiun Apollo 15 dan satu pada kedalaman 2,3 m di Apollo 17. Bacaan dikirimkan ke Bumi setiap 7 menit. Data selama 3,5 tahun untuk stasiun pertama dan 2 tahun untuk stasiun kedua diolah. Sinyal mulai dianalisis hanya sebulan setelah peluncuran instrumen, ketika kesetimbangan termal dengan regolit tercapai. Meskipun kontras termal yang sangat besar di permukaan (+130 °C pada siang hari, - 170 °C pada malam hari), fluktuasi suhu praktis tidak terjadi pada kedalaman 0,8 m, sementara fluktuasi suhu tahunan dirasakan di semua kedalaman yang diteliti. Untuk mengukur konduktivitas termal tanah bulan, pemanas listrik dinyalakan selama 36 jam atas perintah dari Bumi. Ketika suhu meningkat, nilai konduktivitas termal ditentukan. Konduktivitas termal regolit ternyata sangat rendah dan sangat bergantung pada suhu. Di permukaan hanya 0,3 · 10 -5 kkal (cm K) -1, semakin dalam seiring dengan peningkatan pemadatan, mencapai nilai ~0,24 · 10 -4 kkal (cm) pada kedalaman 1–2 m K) -1 , di lapisan atas setinggi 250 meter, konduktivitas termal tampaknya masih sangat rendah, 2-3 kali lipat lebih kecil dibandingkan di bagian dalam Bulan, 10 kali lebih kecil dibandingkan insulator panas yang sangat baik - udara, dan 40 kali lebih kecil dibandingkan di dalam air. . Dengan demikian, regolit Bulan, yang terbentuk sebagai hasil penggilingan batuan klastik akibat tumbukan meteorit, merupakan semacam “selimut” yang berperan sebagai termostat Bulan dan mengurangi hilangnya panasnya. Misalnya, pada masa pembentukan Laut Mons, wilayah sekitarnya yang luas ditutupi batuan klastik. Oleh karena itu, selama 100 juta tahun terakhir, suhu di kedalaman 25 km seharusnya meningkat dari 300 menjadi 480 °C. Berdasarkan konduktivitas termal dan perbedaan suhu, aliran panas yang melewati permukaan Bulan dihitung. Nilainya untuk wilayah Apennine adalah 0,53 · 10 -6 kkal (cm 2 s) -1, di wilayah Descartes - 0,38 · 10 -6 kkal (cm 2 s) -1. Perbedaannya 40% lebih besar dari kesalahan pengukuran, pengaruh relief lokal, dan mencirikan variabilitas horizontal kandungan isotop radioaktif di kerak bulan.

Massa bumi adalah 6-10 2 4 kg, massa jenis rata-ratanya adalah 5,52 g/cm 3 . Massa bumi menentukan tegangan tertentu pada medan gravitasi, yang mempengaruhi kehidupan bumi sebagai planet dan selubung geografisnya. Medan gravitasi bumi merupakan penyebab utama yang menentukan bentuk, struktur, keberadaan dan ketebalan atmosfer bumi, ketinggian pegunungan dan kedalaman cekungan, kecepatan pergerakan air, udara, pergerakan batuan lepas, alam. kemunculan mineral, perkembangan kehidupan organik, dll. juga berpengaruh pada besarnya kecepatan kosmik pertama dan kedua, pada bentuk orbit Bumi buatan, pada besarnya pasang surut. Bagi kehidupan Bumi, interaksi medan gravitasi Bumi dengan medan gravitasi Bulan, planet-planet, dan Galaksi secara keseluruhan sangatlah penting. Interaksi tersebut tidak terbatas hanya pada pergerakan Bumi di ruang global, namun memiliki pengaruh yang lebih dalam, namun belum sepenuhnya jelas, terhadap sejarah geologi dan proses geografis.

Kuat medan gravitasi diukur dengan percepatan gravitasi, yaitu gaya resultan antara gaya gravitasi bumi dan gaya sentrifugal rotasi bumi pada porosnya. Percepatan gravitasi rata-rata di permukaan laut adalah 981 cm/detik 2 . Akibat rotasi bumi dan kebulatannya, percepatan gravitasi bumi berkurang dari a ke y. Pada e sama dengan e 978 cm/detik 2 . Berdasarkan hukum gravitasi universal, gaya gravitasi berkurang seiring dengan ketinggian (dengan jarak dari pusat gravitasi). Dengan kedalaman mula-mula meningkat menjadi 1037 cm/detik 2 di batas inti, dan kemudian berkurang menjadi nol di pusat bumi.

Karena lapisan atas bumi tersusun dari batuan yang mempunyai kepadatan berbeda-beda, maka distribusi gravitasi di permukaan bumi menyimpang dari nilai yang dihitung secara teoritis. Di wilayah yang tersusun dari batuan yang lebih padat, nilainya meningkat, dan di wilayah yang kurang padat nilainya menurun dibandingkan dengan nilai struktur bumi yang homogen. Penyimpangan gravitasi dari nilai teoretis - anomali gravitasi - terdeteksi selama survei gravimetri. Inti dari survei gravimetri adalah nilai percepatan gravitasi ditentukan pada titik-titik tertentu di permukaan bumi dengan menggunakan alat gravimeter yang beroperasi berdasarkan prinsip skala pegas.

Selain anomali gravitasi tertentu yang diamati di wilayah terbatas, terdapat anomali yang mencerminkan perbedaan struktur dan ketebalan kerak bumi. Anomali ini dikaitkan dengan prinsip keseimbangan, atau isostasi. Dalam distribusi massa kerak bumi, terdapat keseimbangan di mana kelebihan massa di permukaan berhubungan dengan kekurangan massa di kedalaman dan sebaliknya. Pergerakan massa dari daratan ke lautan, dari pegunungan ke dataran rendah akibat proses penghancuran batuan seharusnya menyebabkan terangkatnya bagian kerak yang lebih ringan dan pembelokan pada bagian yang mendapat beban tambahan. Hal ini mungkin menyebabkan pergerakan terbalik materi di bawah kerak bumi. Karena aliran subkortikal kompensasi tertunda, lautan biasanya memiliki anomali gravitasi positif, sedangkan benua memiliki anomali gravitasi negatif. Pengangkatan dan penurunan permukaan bumi yang cepat, yang disebabkan oleh apa yang disebut penyebab tektonik, mengganggu isostasi dan juga menyebabkan anomali gravitasi.

Medan gravitasi bumi merupakan penyebab utama peredaran materi di litosfer, atmosfer, dan hidrosfer.