Строение и состав Луны
Строение и состав Луны
Плотность лунных пород составляет в среднем 3,343 г/см3, что приметно уступает средней плотности для Земли (5,518 г/см3). Это различие связано приемущественно с тем, что уплотнение вещества с глубиной проявляется на Земле существенно заметнее, чем на Луне. Имеются и различия в минералогическом составе лунных и земных пород: содержание оксидов железа в лунных базальтах на 25%, а титана — на 13% выше, чем в земных. «Морские» базальты на Луне отличаются завышенным содержанием оксидов алюминия и кальция и относительно более высочайшей плотностью, что связывают с их глубинным происхождением.
Для исследования строения Луны использовались сейсмические способы. В текущее время картина этого строения разработана достаточно детально. Принято считать, что недра Луны можно поделить на 5 слоев.
Поверхностный слой — лунная кора (ее толщина изменяется от 60 км на видимой с Земли половине Луны до 100 км — на невидимой) — имеет состав, близкий к составу «континентов». Под корой размещается верхняя мантия — слой шириной около 250 км. Еще поглубже — средняя мантия шириной порядка 500 км; считают, что конкретно в этом слое в итоге частичного выплавления формировались «морские» базальты. На глубинах порядка 600-800 км размещаются глубокофокусные лунные сейсмические очаги. Необходимо, но, отметить, что естественная сейсмическая активность на Луне невелика.
На глубине около 800 км кончается литосфера (жесткая оболочка) и начинается лунная астеносфера — расплавленный слой, в каком, как и в хоть какой воды, могут распространяться только продольные сейсмические волны. Температура высшей части астеносферы порядка 1200 К.
На глубине 1380-1570 км происходит резкое изменение скорости продольных волн — тут проходит граница (достаточно размытая) пятой зоны — ядра Луны. Предположительно, это относительно маленькое ядро (на его долю приходится менее 1% массы Луны) состоит из расплавленного сульфида железа.
Поверхностный достаточно рыхловатый слой Луны состоит из пород, раздробленных неизменным потоком падающих на нее жестких тел — от микрометеоритов и пыли до больших частиц — многотонных метеоров и астероидов.
Над поверхностью Луны газовая атмосфера как такая отсутствует, потому что не может удерживаться Луной вследствие ее малой массы. В итоге даже легчайшие атомы при средних термических скоростях способны преодолевать притяжение Луны. Потому плотность газа над Луной по последней мере на 12 порядков меньше плотности приземной атмосферы (хотя и приметно выше плотности межзвездного газа).
Самый верхний слой представлен корой, толщина которой, определенная исключительно в районах котловин, составляет 60 км. Очень возможно, что на широких материковых площадях оборотной стороны Луны кора примерно в 1,5 раза сильнее. Кора сложена изверженными кристаллическими горными породами — базальтами. Но по собственному минералогическому составу базальты материковых и морских районов имеют приметные отличия. В то время как более древнейшие материковые районы Луны в большей степени образованы светлой горной породой — анортозитами (практически полностью состоящими из среднего и основного плагиоклаза, с маленькими примесями пироксена, оливина, магнетита, титаномагнетита и др.), кристаллические породы лунных морей, подобно земным базальтам, сложены в главном плагиоклазами и моноклинными пироксенами (авгитами).
Под корой размещена мантия, в какой, подобно земной, можно выделить верхнюю, среднюю и нижнюю. Толщина верхней мантии около 250 км, а средней приблизительно 500 км, и ее граница с нижней мантией размещена на глубине около 1000 км. Ранее уровня скорости поперечных волн практически постоянны, и это значит, что вещество недр находится в жестком состоянии, представляя собой сильную и относительно прохладную литосферу, в какой длительно не затухают сейсмо-колебания. Состав верхней мантии предположительно оливинпироксеновый, а на большей глубине находятся шницель и встречающийся в ультраосновных щелочных породах минерал мелилит.
На границе с нижней мантией температуры приближаются к температурам плавления, отсюда начинается сильное поглощение сейсмических волн. Эта область представляет собой лунную астеносферу. В самом центре, по-видимому, находится маленькое жидкое ядро радиусом наименее 350 км, через которое не проходят поперечные волны. Ядро может быть железо-сульфидным или стальным; в последнем случае оно должно быть меньше, что лучше согласуется с оценками рассредотачивания плотности по глубине. Его масса, возможно, не превосходит 2% от массы всей Луны. Температура в ядре находится в зависимости от его состава и, видимо, заключена в границах 1300 — 1900 К.