Земля – космос – Луна - Самарий Наумович Минчин
ГЕОЛОГИ И ГЕОХИМИКИ ПОЛУЧАЮТ ЦЕННУЮ БАЗУ
В ближайшие десятилетия геологические экспедиции в поисках полезных ископаемых и для исследования недр планеты будут направляться не только в горы или на дно океана, в Казахстан или Африку, но и в районы лунного кратера Альфонс и Океана Бурь или на обратную сторону Луны.
Непосредственное изучение Луны и планет открывает возможности для успешного развития сравнительной планетологии, для понимания процессов формирования, особенностей состава и строения, эволюции недр и поверхности планетных тел.
Знание рельефа поверхности Луны, характера и состава ее горных пород и недр позволит – как это считает академик А. П. Виноградов – решить вопрос о происхождении Луны, что будет содействовать пониманию закономерностей развития тел Солнечной системы, в том числе и Земли.
Главными факторами, активно воздействующими на «жизнь» наружных слоев Земли, являются вода, атмосфера, органический мир и деятельность людей. К чему приводит влияние других факторов на небесных телах, не имеющих указанных причин морфологического воздействия? Какова степень участия в развитии небесного тела, например жизнедеятельности растений и животных? Типичен ли состав и строение Земли для крупных тел (кроме, конечно, планет-гигантов) Солнечной системы? Каково, наконец, геологическое прошлое и будущее нашей планеты?
Все эти (как и некоторые другие) вопросы, вероятно, могут быть решены с помощью исследований, проводимых на Луне.,
Как Земля, так и Луна – связанные общностью материала, их образующего – прошли, по-видимому, весьма сходный путь формирования. Этот путь определяется нагревом недр, начинающимся вскоре после их образования и зависящим от наличия долгоживущих радиоактивных элементов – урана, тория и калия-40. Под воздействием радиоактивного разогрева происходит основной геохимический процесс в планетных телах – разделение по составу в зависимости от расстояния до центра тела.
В отличие от планет земной группы – Земли, Марса, Венеры, Меркурия – Луна имеет существенно меньшую массу и среднюю плотность. Эти обстоятельства вносят определенные различия в длительность и результаты расплава, а также дифференциацию вещества, однако основные этапы и закономерности эволюции планетных тел, вероятно, аналогичны.
В связи с относительно небольшим давлением в недрах Луны (до 50 тысяч атмосфер в центре по сравнению с тремя с половиной миллионами атмосфер для Земли) температура плавления лунных пород с углублением повышается мало. Поэтому основная внутренняя часть Луны должна была расплавиться, и выплавление к поверхности легких фракций (алюминия, окиси кремния, радиоактивных элементов) происходило сравнительно быстро, после чего начался период охлаждения.
По мнению большинства ученых, процесс дифференциации вещества на Луне окончился один-два миллиарда лет тому назад; на Земле этот процесс еще не завершился.
Следовательно, в этом смысле Луна может являться образом геологического будущего Земли; последующее развитие науки покажет, какие практические следствия мы сможем извлечь из этого.
Кроме того, нужно еще учитывать, что процессы эрозии на Земле, образование осадочных пород и воздействие органического мира практически уничтожили следы начальной структуры нашей планеты; наличие же на Луне древних горных пород и отложений поможет прочитать как бы первые страницы истории Земли, понять пути ее эволюции (если этапы их формирования аналогичны).
Основным методом изучения недр Луны (кроме бурения) явятся сейсмические исследования. Они позволят определить наличие железного ядра, разнородных оболочек Луны, а также выяснить такие характеристики лунных пород, как модули сдвига и сжатия, изменение с глубиной плотности, давления, температуры и ускорения силы тяжести.
Серия сейсмографов, установленных в различных участках лунной поверхности, зарегистрирует сейсмические колебания от всех естественных источников сейсмической активности – метеоритов, участков вулканической деятельности, – а также процессов, вызванных термическими напряжениями. При необходимости для получения искусственных источников колебаний могут быть применены локальные взрывы или удары от падения на Луну отработавших частей космических аппаратов.
Вследствие относительно небольших размеров Луны удастся измерить более слабые сотрясения; кроме того, разрешающая способность сейсмических приборов на Луне может быть повышена в десятки раз благодаря применению большего коэффициента усиления системы, которое на Земле ограничено различными шумами (от атмосферы, водной оболочки, промышленных предприятий).
Сейсмические исследования на Луне стали предметом внимания ученых, ведущих подготовку к проведению, обработке и анализу соответствующих измерений. Уже поступает информация от сейсмометров, установленных в трех местах на Луне экипажами кораблей «Аполлон». Эти сейсмометры образуют систему, которая позволяет определять глубину расположения источника сейсмических колебаний.
Практическим выходом геологических и геохимических изысканий на Луне явится как использование местных источников сырья, так и повышение эффективности поисков полезных ископаемых на Земле; последний вопрос приобретает в настоящее время известную остроту.
Для обеспечения достаточного количества перспективных сырьевых баз ведется подготовка к изучению мантии Земли – оболочки, расположенной под земной корой на глубине более 10 – 30 километров от поверхности. Есть основания предполагать, что лунное вещество в основном соответствует земной мантии; таким образом, исследование поверхностных лунных пор4д послужит хорошей основой для познания строения "U состава мантии нашей планеты.
Весьма большое значение может иметь обнаружение нефти на Луне (если оно, к счастью, состоится), что не только позволит иметь на лунных базах топливо и ценное химическое сырье, но и даст уверенность в том, что на земле нефть может создаваться из неорганических исходных материалов и залегать на большей глубине, чем известные ныне органические останки (как это предполагал Д. И. Менделеев).
ПРОБЛЕМЫ БИОЛОГИИ
Решение вопроса о наличии жизни вне пределов Земли имеет громадное научное и мировоззренческое значение.
К сожалению, до сих пор нет прямых доказательств существования каких-то форм жизни где-либо, кроме нашей планеты.
Луна является первым небесным телом, которое посетил человек; как известно, пока там не обнаружено лунных микроорганизмов. Но может быть, они имеются в каких-то других районах Луны или на некоторой глубине? Этот вопрос в настоящее время остается без ответа.
Однако, если на Луне и не будут обнаружены какие-то формы жизни, то для решения проблемы происхождения живого очень важно исследование органического вещества (прототипа простейших организмов) и влияния внешней среды на эволюцию этого вещества.
В этом смысле научные изыскания могут идти в двух направлениях: поиски органического вещества или организмов, образовавшихся на Луне, и обнаружение этих же веществ или организмов, принесенных метеоритными телами, захваченными Луной.
Наш вечный спутник является гораздо более «деликатной» гравитационной ловушкой мелких небесных тел (имеющих небольшие скорости движения) в сравнении с Землей; это объясняется относительно небольшой силой притяжения Луны, что приводит к меньшему разгону приближающихся частиц. В связи с этим некоторые метеоритные тела, а следовательно, и микроорганизмы (если
