Александр Гордон - Диалоги (сентябрь 2003 г.)
Ну, а что собой представляет собой Луна именно в фундаментальном плане? Прежде всего, она, конечно, интересна тем, что это космический музей, естественный музей, хранящий экспонаты очень давнего времени. Такие экспонаты, которые нигде больше не существуют. За исключением, может быть, Меркурия, мы немножко этого коснемся потом. Но Меркурий далек, во-первых, во-вторых, труден для полета к нему, потому что нужно лететь в сторону Солнца. А Луна вот, рядом. Три дня, которые мы летим до Луны, это время, которое мы тратим, передвигаясь по Земле. Даже в пределах территории нашей страны, и то дольше бывает.
Если мы попытаемся наглядно представить, что собой представляет Луна, можно обратиться, скажем, к астероидам, которые падают на Землю. Это внеземное вещество, доставляемое самым экономичным путем – само прилетает. И в то же время осколки астероидов – метеориты, то, что в результате мы находим – показывают историю Солнечной системы. Вот на экране один из образчиков очень древнего астероида. И стрелочками указаны светлые включения, это породы, обогащенные кальцием и алюминием. По оценкам происхождения эти светлые включения примерно на 50-100 миллионов лет старше, чем наша Земля. Но это, конечно, условно, потому что Земля родилась не в один момент, проходили миллионы лет, пока она сформировалась и стала Землей. Но за 100 или за 50 миллионов лет до того, как появилась наша планета, эти фрагменты уже существовали.
Следующий слайд покажите, пожалуйста, это кусок породы, доставленный с Луны. На Земле собственно земных пород (а не тех, что прилетают с астероидами) старше, чем примерно 3 миллиарда лет, не находится. Во-первых, Земля прошла длинный путь развития, своей эволюции как планеты. Во-вторых, на Земле такие агрессивные среды, как гидросфера, атмосфера разрушали, перекраивали поверхность, работал вулканизм, происходили тектонические движения. В общем, все очень сильно переработано. На Луне все это происходило в гораздо меньшей степени. И здесь, на этой картинке вы тоже видите светлые включения. Если Солнечная система, в том числе и наша Земля, и другие планеты, имеют возраст приблизительно 4,6 миллиарда лет, то представленный здесь кусок породы возник на Луне 4,4 миллиарда лет назад. Этот кусок, его ровесники и многое-многое другое – вот экспозиция Луны как музея.
Из чего же состоит Луна? Экзотического здесь не так много. На Землю доставили какое-то количество образцов автоматические станции, запущенные в нашей стране. Большое количество, конечно, было доставлено экипажами «Аполлонов», там были больше весовые возможности. И во всех этих образцах нашли всего лишь 2-3 минерала, которые не похожи на земные. В частности, один из них был назван «армаколит». Это в честь трех первых космонавтов, по первым буквам их фамилий – Армстронг, Олдрин, Коллинз. Правда, Коллинз не был на Луне, он был на орбите и руководил всей экспедицией. А Армстронг с Олдрином в это время находились на поверхности.
Поэтому по большому счету Луна состоит из тех же горных пород, которые находятся и на Земле. Покажите следующую иллюстрацию, пожалуйста. Геохимики могут, конечно, все, что я скажу, детализировать. И называть составы, изотопные отличия и прочее. Я думаю, мы сейчас на этом не будем останавливаться. А в целом можно, наверное, три крупных класса выделить.
Это породы, которые составляют светлые области, называемые материками. Породы, которые составляют темные области, называемые морями. И переходные породы. Здесь представлены два видимых полушария, то есть обращенные к Земле, и обратные полушария. И представлена карта распределения железа в поверхностном слое. Более красные области – это то, что обогащено железом, ржавчина. Конечно, это абсолютно условные цвета. Но поскольку ржавчина и железо как-то ассоциируются, то здесь красные цвета соответствуют большему количеству железа, а противоположные, синие, – меньшему количеству железа. Железо – это один из элементов, которые входят в состав лунных пород.
Лунные моря составлены из базальтов. Базальты находятся и на Земле. Лунные материки составлены из анортозитов, они также есть на Земле. А промежуточные породы – это так называемые нориты или крип-породы (крип – это англоязычное сокращение – редкоземельные элементы, то есть породы, которые обогащены редкоземельными элементами).
Кстати, очень интересно, почему эти области были названы морями и материками. Для меня, например, это остается загадкой, хотя и несколько из другой области. Впервые такое название дали современники Галилея, которые в первые телескопы увидели на Луне темные области. И почему-то они темные области назвали морями, а светлые – материками. Причем Галилей мог уже в телескоп видеть, что это не так, а его предшественники думали, что моря это и есть моря, вода. И когда были получены первые глобальные снимки Земли из космоса, то оказалось, что действительно земные моря и океаны темнее, у них отражательная способность составляет всего лишь несколько процентов, а отражательная способность земных материков – до 30 процентов. На Луне то же самое. Моря отражают несколько процентов, а материки отражают до 20 процентов. Но на Земле это понятно, свет падает, поглощается водой, рассеивается в воде, и поэтому вода сверху выглядит темной. Но почему тогдашние люди решили, что моря должны быть темнее? Они же никогда не видели Землю со стороны.
Александр Гордон: Да, удивительно.
В.Ш. Но это так, к слову. Следующий слайд, пожалуйста.
А.Г. Здесь бросается в глаза очень неравномерное распределение и железа, и материков, и морей по поверхности Луны. Обратная сторона Луны практически лишена железа, по крайней мере, если судить по этой схеме?
В.Ш. Мы через одну картинку еще вернемся к этому.
А здесь показано распределение титана, в той же гамме – где краснее, там больше титана. И, соответственно, это базальты, так называемые ильмениты, то есть базальт, обогащенный титаном.
Теперь об асимметрии двух полушарий. Это можно на следующем слайде продемонстрировать. Но предварительно несколько замечаний. Это объект, не имеющий отношения к Луне, это астероид, один из первых астероидов, который был сфотографирован. Вы видите, что вся его поверхность испещрена кратерами. Даже такие небольшие объекты Солнечной системы все покрыты кратерами. Когда мы получили эти изображения, то еще раз убедились, что одним из основных процессов в формировании поверхности является соударение – падение, соударение, встречи и так далее. Поэтому, когда формировалось первоначальное лицо Луны, оно формировалось за счет тех же кратеров, следов соударения. Так же, как, между прочим, и Земля. Возьмем внешний вид ранней Земли, 500 миллионов лет после того, как сформировалась поверхность и немножко дальше. Вся поверхность будет сплошь покрыта кратерами.
На Луне вы видите два полушария, с левой стороны – обращенное к Земле, и обратное полушарие. Обращенное к Земле покрыто такими круговыми образованиями, а поскольку это топографическая карта, то разные цвета показывают высоты и низины. Более красные – это возвышенности, переход в синюю гамму, это впадины. Первоначально Луна состояла из огромного количества впадин, оставленных в результате ударов тел самых различных размеров, когда на поздней стадии формирования Солнечной системы более крупные тела «вычерпывали», как говорят, более мелкие тела. То есть в своем вращении они сталкивались с более мелкими телами и вбирали их в себя через удар. Удар оставлял впадину.
По прошествии примерно полутора миллионов лет после того, как сформировалась Луна как сфера и возникли эти впадины, под влиянием давления началась внутренняя деятельность на Луне. Здесь разные схемы предлагаются, пока еще не до конца проработанные, но так или иначе, они все упоминают наличие радиоактивных элементов, то есть начался радиоактивный разогрев, который породил жидкую внутреннюю лаву.
Луна тогда вращалась довольно быстро по сравнению с настоящим временем, она не была ориентирована так, как сейчас. Но поскольку она все-таки вращалась вокруг Земли и все время испытывала гравитационное притяжение Земли, то это не могло не сказаться на распределении недр. Скажем, как в яйце, внутри более плотный желток, окруженный менее плотным белком. И если его вращать, кстати говоря, тут можно вспомнить, как в быту определяют сырое яйцо или вареное – его вращают.
В тот момент Луна была, скажем так, сырым яйцом. И ядро тянулось к Земле. Причем все это происходило в динамике, на фоне того, что Луна остывала, то есть породы становились более вязкими, а потом и более твердыми. Это привело к тому, что верхняя кора застыла, естественно, прежде всего, потому что тепло отдавалось сразу в открытый космос – не передавалось по механизму теплопередачи внутрь, а сразу уходило в открытый космос. Это привело к тому, что кора на одном полушарии стала тоньше, на другом – толще. На видимом полушарии в конце концов кора образовалась толщиной где-то 60 километров, а на обратном полушарии – 100 километров.
