ОСВІТА СУЧАСНОГО МІСЯЧНОГО ЛАНДШАФТА
Якщо на початку нашого століття йшла жвава дискусія щодо походження місячного ландшафту: утворений він внутрішніми (ендогенними) або зовнішніми (екзогенними) причинами, то в даний час ні в кого не залишається сумнівів в тому, що в житті Місяця діяли обидві причини. Ми мали випадок зустрічатися з таким поглядом, коли говорили про морфології Меркурія і Марса. Місяць надає йому солідну підтримку кращої вивченістю, а головне - пряме вивчення зразків місячної поверхні показало, що вони - виверження вулканів, що утворилися при охолодженні розплавів.
Звичайно, неможливо було припускати, що освіта гірських ланцюгів на Місяці зобов'язане екзогенних силам, т. Е. В основному падіння метеоритів; те ж саме слід сказати про тріщини, валах. Але при розгляді освіти кратерів і цирків можна було стати прихильником як ендогенної, так і екзогенної гіпотези. І якщо згадати, що невеликі супутники Марса, Фобос і Деймос, покриті кратерами, то екзогенна гіпотеза виглядає більш привабливою.
Мал. 222. Фотографія ділянки Місяця з кратерами (зверху вниз) Феофнл. Кирило і Катаріна. Південь - внизу
Можна припустити, що на Місяці, як і на Землі, основні процеси, що створюють ландшафт, зводяться до тектоніці верхньої кори планети (супутника) і вулканічним явищам. Але на Землі паралельно діють могутні процеси вивітрювання і розмивання рельєфу разом з вигладжуванням його при русі льодовиків. На Місяці нічого подібного немає, і, отже, виникли форми можуть змінюватися або руйнуватися тільки за допомогою тих же процесів, які привели до виникнення даної форми.
Так, наприклад, в ланцюжку трьох великих кратерів - Феофіл, Кирило і Катаріна (рис. 222) - тільки перший в усіх відношеннях добре окреслений. Вал кратера Феофіл вторгся в межі валу кратера Кирило, деформував його і частково зруйнував. Кратер Катаріна в цілому зазнав значних руйнувань через утворення на ньому і по сусідству малих кратерів. В таких умовах без особливих труднощів можна сказати, яку освіту старше і яке молодше, але не більше того.
У екзогенної гіпотезі все місячні освіти від великих морів до сотень тисяч малих кратерів розглядаються як результат зіткнення з поверхнею Місяця малих космічних тіл - від астероїдів до дрібних метеоритів. На Землі є освіти, віддалено схожі на місячні кратери (рис. 223), але повної схожості не може бути з двох причин: 1) падаючі на Землю космічні тіла дуже сильно гальмуються при русі через земну атмосферу, чого немає в разі Місяця, і тільки найбільші метеорити можуть досягти поверхні Землі з космічною швидкістю (десятки кілометрів в секунду), викликаючи вибух при падінні; 2) якщо при падінні на Землю великого метеорита він і утворює на поверхні великі і глибокі кратери, схожі на місячні, то впливом вітру і води вони будуть за геологічно короткий термін повністю або частково зруйновані, так би мовити, «стерті з лиця землі» (див . однак, § 38, с. 599). Нарешті, і масштаби вибуху на Місяці набагато більше через малу сили тяжіння.
Спочатку поверхню Місяця складалася з продуктів охолодження первородного речовини Місяця. При цьому в самій ранній стадії існування Місяць, можливо, була холодною. Відповідно до чинних нині космогонічними ідеями початкове хмара дрібних і великих твердих тіл - планетезималей - могло утворити поблизу вже існуючої Землі згущення, яке нагромаджується в себе все більшу кількість розсіяного в просторі речовини, в результаті чого оформився супутник Землі як агломерат пилу, каменів, брил , скель і планетезималей. Гази ж, які в цій обстановці втрималися на протоземля, на протолуне не збереглися, розсіявши в просторі. Тверді освіти на ній під дією тяжіння злилися в одне ціле, а що містяться в них радіоактивні речовини привели поступово до розігріву усього місячного кулі і до часткового розплавлення його під зовнішньої корою. Середня щільність Місяця становить 3,34 г / см3, що значно менше середньої щільності Землі (5,52 г / см3) і ближче до щільності земної кори (2,64 г / см3). Важко сказати, що лежить в основі цих відмінностей. Цілком ймовірно, що і Земля утворилася з планетезималей. Але чи мали вони в середньому інший хімічний склад або велика маса (в 81 разів більше, ніж у Місяця) і, отже, великі тиску в надрах Землі призвели до утворення дуже щільного ядра її, вирішити при нинішньому стані наших знань неможливо. Частково або повністю розігрів надр Землі також зобов'язаний радіоактивного розпаду.
З розігрівом всього тіла Місяця в ньому почалася фізична і хімічна диференціація, догляд легкого речовини вгору і більш важкого - всередину.
Мал. 223. Фотографія метеоритного кратера в штаті Арізона (США), знятого з повітря (вгорі) і з землі, з боку (внизу). Діаметр, вала цього кратера складає 1260 м. Він виник порівняно недавно і не встиг піддатися великим змінам, тим більше, що він розташований в сухій пустелі
На поверхні, в зв'язку з її охолодженням, йшла кристалізація, освіта тонкої кори з найлегших і світлих анортозитових порід, з яких потім при подальшому охолодженні Місяця, в результаті тектонічних процесів утворювалися місячні материкові структури.
Як ми бачили вище, найдавніші місячні гірські породи мають вік 4,5 млрд років і більше (до 4,6 млрд років), тоді як на Землі найстаріші гірські породи не старше 3,8 млрд років. Давніші, мабуть, не вціліли.
Ймовірно, протягом півмільярда років Місяць остигала, покрита тонкою корою, а потім вона піддалася жорстокій бомбардуванню з боку метеоритних тіл, переважно великих. Це сталося близько 4 млрд років тому і тривало кілька сотень Міллі новий років. Одне з найбільших тіл, що зіткнулися з Місяцем в ту пору, була планетезималь діаметром 200 км, що несла з собою кінетичну енергію порядку і дала початок утворенню Моря Дощів (Маrе Imbrium). Це так звана Імбрійская катастрофа. Тепер тут виявлені зразки, які мають вік 3,8 млрд років. Бути може, описана бомбардування частково розплавила поверхню Місяця. Разом з триваючим радіоактивним розігрівом підкіркового шару Місяця це дало початок великим одкровенням лави, темної через підвищеного вмісту в ній заліза і магнію. Ми називаємо їх тепер морями. Освіта морів йшло від 3,8 до 3,1 млрд років тому, причому моря переживали перемішування і повторні припливи лави протягом цього періоду, що особливо добре помітно в образі «не відбувся» моря - Моря Східного, яке скоріше варто вважати гігантським цирком, що народилися близько 4 млрд років тому і з того часу тричі давав вихід лав, нагромаджувати кільцеві вали (див. рис. 218). Можна припускати, що тіло, що породило своїм падінням Море Східне, мало діаметр близько 25 км або ще більше. Велика товщина кори на зворотному боці Місяця перешкоджала утворенню великих морів.
Період від 3,8 до 3,1 млрд років тому був відносно спокійним в біографії Місяця. Ударні катастрофи місцевого масштабу не припинялися, але траплялися рідше, і тому ми бачимо зараз поверхню морів порівняно рівною, без помітних порушень рельєфу, хоча окремі нечисленні кратери, іноді великі, зустрічаються і на них. Такі добре збереглися кратери Коперник, Кеплер і Аристарх в Океані Бур, Архімед в Море Дощів. На материку в цей час з'явився згадуваний уже кратер Феофіл, а також Тихо. Його давня частина виникла від удару зовнішнього тіла (тоді утворилися виходять з неї промені) і вже потім поруч з'явилися великі лавові виливу, утворили цирк з темним вулканічним дном. Лавові виливу в місцях, ослаблених ударом, взагалі не рідкість на Місяці. Такий, наприклад, згадуваний кратер Варгентін, залитий лавою до вершини кільцевого валу. Такого ж походження лавове озеро біля кратера Скалигер, що витекло не з кратера, а з тріщини і поширився по площі 50 тис. Км2. Виливу базальтів подібного і більшого масштабу і теж з тріщин виявлені і на Землі.
Після того як основна маса місячних кратерів утворилася, поступово встановилося стан насичення, при якому будь-яке нове падіння знищує старих кратерів стільки ж, скільки за той же час створюється нових.
При цьому дійсно від одного (за часом) падіння може статися кілька викидів, які можуть утворити ланцюжок декількох кратерів, іноді дуже довгу. Велика кількість малих кратерів, розташованих навколо кратера Коперник, безсумнівно вторинного походження. Вони утворилися в результаті вибухового розкидання речовини Місяця при виникненні основного кратера.
Ймовірно, підрахунок числа кратерів на одиницю площі є хорошим засобом для встановлення віку місячних утворень. Якщо щільність розподілу кратерів на одиницю площі в морях в середньому взяти за одиницю, то різні моря дадуть порівняно невелику дисперсію від 0,6 до 1,5, то ж можна знайти і на дні деяких цирків і кратерів, якщо вони темні. Але в типових «материкових» областях щільність кратерів доходить до 30 таких одиниць. Таким чином, моря - молоді утворення, що виникли близько двох мільярдів років тому, на яких встигли залишити слід падіння окремі великі тіла, що збереглися до пізніх стадій розвитку Сонячної системи. Однак у наймолодших утворень, таких, наприклад, як кратери Тихо або Аристарх, поверхня дуже нерівна, сповнена великих уламків, а щільність кратерів в десять разів нижче, ніж в морях, що говорить про вік в декілька сотень мільйонів років. Згодом вони будуть роздроблені і придбають дрібну структурність на загальному рівному тлі, і лише великі падіння порушать цю картину. А зараз вони зберігають цілісність і високу теплопровідність, внаслідок чого є і носіями теплових аномалій (див. С. 530). Таким чином, більш молодими утвореннями на Місяці виявляються найтемніші (моря) і найсвітліші (деякі кратери) - перші не встигли покритися кратерами і товстим шаром пилу, другі - не встигли роздрібнитися і потемніти під дією сонячного опромінення протонами. Нові падіння руйнують вже наявні освіти різними засобами - прямим ударом, вторинними ударами при розкидання. Подій подібного роду кожна точка місячної поверхні зазнала багато за час свого існування, і дуже старі об'єкти поступово зникли. Лише найбільші з них, діаметром в багато сотень кілометрів, вдається ще з працею простежити в наш час. Можна думати, що ті з них, вік яких перевищує 4 млрд років, взагалі не дійшли до наших днів.
Зустрічаються на Місяці і кратери - вулкани земного типу (навколо того ж Коперника), іноді досить численні. Цілком припустимо, що з них часом виливаються лава, але ці процеси носять місцевий характер і лише в малому ступені визначають місячний ландшафт.
Описана тут картина освіти місячного ландшафту на основі екзогенних факторів представляється в даний час більш правдоподібною, ніж картина еволюції на основі одних ендогенних факторів. Все ж істина лежить в синтезі тих і інших.
Як безперечні падіння великих тіл на Місяць ззовні, так безперечно і існування нормальних тектонічних і вулканічних процесів, оскільки надра Місяця розігріті. На ній повинні відбуватися горотворні процеси, зсуви, розломи, виливу лави всередині кратерів, що перетворюють їх в цирки. Геологи знаходять на Місяці багато форм, природно випливають з таких же процесів, які визначають геологічне розвиток Землі.
Слід сказати, що сукупний вплив внутрішніх і зовнішніх факторів при утворенні місячного ландшафту (так само, як і марсіанського), по-видимому, неминуче ще й тому, що кожне падіння великого метеорита пробуджує в даній області вулканізм.
Чи трапляються в наш час будь-які зміни на Місяці? Що відбувається в масштабах, недоступних роздільною силі телескопів (КПА, § 2), ми не знаємо, а зміни більших масштабів, хоча і відзначалися неодноразово (до 600 випадків), але їх достовірність в більшості випадків оскаржувалася, так як вид деяких деталей на Місяці дуже сильно залежить від умов освітлення. Разом з тим зафіксоване фотографічно виділення газів поблизу центральної гірки кратера Альфонс (с. 528) абсолютно безперечно. Зрозуміло, падіння метеоритів на місячну поверхню весь час відбуваються, але потрібні великі метеорити, щоб викликати помітні зміни, а такі випадають дуже рідко. Заслуговують на довіру спостерігалися протягом 20 хвилин помаранчеві і червоні плями в Долині Шретера і на валу Аристарха, які можна розглядати як лавові виливу, хоча і механізм люмінесценції під впливом сонячних протонів в даному випадку теж не виключений.