Удивительная Солнечная система - Александр Громов

Почти наверняка крайне медленные конвективные движения вещества лунной мантии еще продолжаются, но в целом – в целом! – Луна дает нам понять, какой будет Земля спустя примерно 2 млрд лет, когда процесс гравитационной дифференциации мантийного вещества в основном закончится. Материки практически замрут, вулканизм тоже понемногу зачахнет, и катастрофические землетрясения уже не будут уносить сотни тысяч жизней… Что ж, не так уж и плохо! Правда, никто не скажет, сохранятся ли на Земле спустя столь долгий срок разумные существа, а если да, то какими они будут…

Понятно, что все выводы, сделанные учеными о внутреннем строении Луны, получены из данных лунной сейсмологии, поскольку максимальная глубина, с которой были взяты образцы лунной породы, составляет смехотворные 2,5 м. (Впрочем, и примерно 10-километровая глубина, с которой были подняты глубинные породы Земли, точно так же смехотворна по сравнению с радиусом нашей планеты.) Никто не спорит с тем, что всегда лучше «пощупать руками», но если можно хотя бы измерить (скажем, скорость ударной волны в породах на разной глубине), то это уже много.

Поверхность Луны, лишенная ветровой и водной эрозии, сохранила весьма наглядные свидетельства бурного геологического прошлого нашего спутника. Даже невооруженным глазом прекрасно видны темные пятна на ее поверхности – так называемые лунные моря: Море Дождей, Море Ясности, Море Спокойствия, Море Изобилия, Море Кризисов, Море Нектара и др. Особенно крупными размерами выделяется Океан Бурь. Три лунных «моря» – Паров, Облаков и Влажности – являются его обширными «заливами». Само собой, слова «моря» и «заливы» приходится брать в кавычки, так как воды там нет. Но жидкость была! Ведь базальтовая лава основного и ультраосновного состава – жидкость с малой вязкостью, способная быстро течь. На Земле такие лавы выбрасываются из гавайских вулканов (например, Килауэа) и текут к океану быстрыми огненными реками. На Луне базальтовые лавы, излившиеся в промежутке от 3 до 4 млрд лет назад, образовали «моря», которые правильнее называть ударными бассейнами. Самые крупные из них находятся на видимой стороне Луны. Всего на Луне имеется более 40 ударных бассейнов. Темные – лавовые – области занимают 17 % лунной поверхности.

Между ними тянутся горные хребты, получившие имена земных горных систем: Альпы, Апеннины, Кавказ, Пиренеи и др. Высота отдельных горных вершин достигает 5,5 км. Но первое, что бросается в глаза при взгляде на Луну даже в самый скромный телескоп, – это, конечно, многочисленные кратеры. Почти все они названы именами ученых и общественных деятелей Земли. Наибольший кратер Байе имеет диаметр 300 км.

Давно уже нет никаких сомнений в том, что лунные кратеры (во всяком случае, подавляющее большинство их) носят ударный характер, но еще 100 и даже 50 лет назад во взглядах ученых на происхождение кратеров не было единодушия. Отголоски этих споров попали в замечательную детскую книжку Н. Носова «Незнайка на Луне». Там Знайка развенчивал теории «вулканистов» тем очевидным фактом, что лунные кратеры не похожи на кратеры земных вулканов, а теории «метеоритчиков» – тем, что наклонно упавший метеорит должен-де был оставить овальный кратер, а не круглый, между тем как лунные кратеры по преимуществу круглые, а не овальные.

Но поверхность космического тела – не картонная мишень, в которой пуля оставляет дырку небольшого размера. Кратер, выбитый в поверхности Луны (или Земли, не важно это!) метеоритом, имеющим космическую скорость, минимум на порядок превосходит размерами поперечник врезавшегося в поверхность тела. Вероятно, тело, выбившее кратер Байе, имело поперечник от 10 до 30 км (тут конкретика зависит от скорости и состава тела), то есть было типичным небольшим астероидом. Моделирование, как математическое, так и натурное, четко проясняет два обстоятельства: во-первых, под каким бы углом тело ни столкнулось с поверхностью, в результате всегда появляется более или менее круглый кратер – низина, окруженная валом, и, во-вторых, в геометрическом центре кратера часто образуется горка. Если лунный кратер лишен центральной горки, то почти всегда его дно состоит из застывшей лавы, то есть удар космического тела состоялся еще в те времена, когда лунная кора была тонка, а верхняя мантия находилась в полурасплавленном состоянии. Без этих «входящих» энергия удара космического тела о лунную поверхность оказалась бы недостаточна для плавления огромной массы базальта, заполнившего чашу кратера. Ведь энергия удара уходит главным образом на перемещение колоссального количества горных пород, порой на значительные расстояния.

Уже в сильный бинокль или подзорную трубу в нижней части лунного диска видны светлые лучи, расходящиеся веером от кратера Тихо. Эти лучи суть не что иное, как выброшенная при ударе порода и небольшие вторичные кратеры, образованные падающими обломками. При большем увеличении заметны лучи, расходящиеся и от других больших кратеров: Коперник, Кеплер, Аристарх, Анаксагор. На обратной стороне Луны ярко выраженными лучами окружены кратеры Ом и Джордано Бруно. На крупные круговые ударные образования приходятся и основные гравитационные аномалии.

На Луне насчитываются десятки кратеров диаметром более 100 км и почти полторы тысячи кратеров поперечником свыше 10 км. Сколько всего мелких и мельчайших кратеров на Луне, подсчитать невозможно: ведь всякий дрянной небесный камешек, который сгорел бы в земной атмосфере, достигает лунной поверхности беспрепятственно, неизбежно оставляя хоть малюсенький, да кратер. Даже метеорные тела, массой в граммы и доли грамма, сталкиваясь с Луной, выбивают микрократеры. Вести их учет можно лишь с лунной орбиты, а с Земли – невозможно, да и незачем. Ну что нового о Луне откроет нам еще одна ударная ямка на ее поверхности? Практически ничего.

В этой связи хочется развеять популярный миф о всемогуществе наблюдательной астрономии. Автору многократно приходилось слышать от «сведущих» людей: мол, даже в самый крупный телескоп никто не видел на Луне оставленного американцами флага (а значит, американские астронавты упражнялись в прыжках по «лунному» реголиту в специальном павильоне перед телекамерой, а не на Луне). Вздорность этих высказываний ясна всякому, кто дал себе труд узнать, чему равна максимально возможная разрешающая способность телескопа. При наблюдении двойной звезды с одинаковым блеском обеих компонент разрешающая способность равна (в угловых секундах) 140/D, где D – апертура телескопа в миллиметрах. И это, прошу заметить, при идеальном состоянии атмосферы, чего не бывает практически никогда! Если же речь идет о разделении звездной пары с разным блеском компонент или о выделении малоконтрастных деталей на диске планеты или спутника, то разрешающая способность телескопа много ниже. Впрочем, любой желающий может закрыть на это глаза и, взяв формулу 140/D, приняв D равным 10 м, а расстояние до Луны равным 400 тыс. км, грубо оценить минимальный линейный размер области, которую в принципе может выделить на Луне крупнейший из наземных телескопов. Поверьте, этот размер куда больше размера флага. В крупнейшие инструменты могут наблюдаться (и действительно наблюдаются) лишь крошечные светлые области (поперечник порядка 100 м) – следы работы дюз спускаемых аппаратов. Понятно, ракетная струя сдула верхний, темный слой лунного реголита.

Между прочим, по отражающей способности участков лунной поверхности можно судить о ее возрасте в данном месте: чем темнее, тем старше. Виновник потемнения – солнечный ветер, действующий в течение миллиардов лет. Темный цвет лунных «морей» и чаш крупных кратеров уже сам по себе говорит о сугубой древности той эпохи, когда Луна была геологически много активнее, чем сейчас, и вдобавок подвергалась астероидной бомбардировке. Эта эпоха кончилась 3 млрд лет назад, и теперь на «опасных» орбитах осталось слишком мало астероидов, чтобы время от времени обновлять лик старушки Луны.

Что такое лунный реголит? Это тонкий верхний слой Луны – пыль, мелкообломочный материал и шлакоподобные породы вторичного происхождения, то есть та же слежавшаяся пыль. Так и хочется по аналогии с Землей назвать лунный реголит корой выветривания, но какой же ветер может быть на Луне? Хотя эрозия на ее поверхности все-таки есть, и за нее ответственны два фактора: перепады температуры и метеоритная бомбардировка. Не всякому куску породы понравятся 300-градусные суточные перепады температуры (до +130 °C на освещенной стороне и до -170 °C на теневой). Вопрос растрескивания его и превращения в пыль – это лишь вопрос времени, а этого ресурса у природы хватает. Метеоритная бомбардировка ускоряет дело. Когда вам на глаза попадется прочертивший небо метеор, вызванный сгорающей в атмосфере песчинкой, подумайте о том, что миллионы таких песчинок ежедневно бомбардируют Луну.