big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Дренажная оболочка и вулканизм Луны

Наиболее распространенными структурами на поверхности Луны являются цирки и кратеры, представляющие собой более или менее правильные по форме круглые впадины, окруженные валами. Поверхность видимой стороны Луны покрыта цирками и кратерами неравномерно, и наряду с областями с большим количеством кратеров имеются обширные области, главным образом моря, где кратеров почти нет. Общее их число не поддается определению. Только число цирков с диаметром свыше 1 км превосходит 300 000. Наибольшие по размеру кратеры имеют диаметр цирка более 200 км. Таких цирков на видимой стороне Луны 5; кратеров с диаметром от 100 до 200 км на этой же стороне 32. Основной отличительной особенностью лунных кратеров является то, что высоты валов незначительны по сравнению с их диаметром (рис. 47). Так, высота вала кратера Клавий, имеющего диаметр 234 км, равна всего 1600 м над окружающим ландшафтом. Над самой низкой частью дна кратера эта высота не превосходит 4900 м. Объем впадин в большинстве случаев близок к объему окружающих валов.

До настоящего времени при объяснении происхождения цирков Луны и их формы исходят из гипотезы метеоритного и гипотезы вулканического их происхождения. Сторонники обеих гипотез приводят большое количество доводов в пользу каждой из них. Не рассматривая доводы в пользу гипотезы метеоритного происхождения, следует отметить, что все они, так же как и большая часть доводов в пользу гипотезы вулканического происхождения, являются косвенными и недоказуемыми до непосредственного изучения пород и поверхности Луны.

К таким косвенным доводам в пользу вулканического происхождения относятся данные о распределении цирков по поверхности Луны. Распределение не носит случайного характера, как можно было бы ожидать при происхождении кратеров в результате падения метеоритов. Также косвенным доказательством вулканического происхождения кратеров являются данные по свойствам вещества, слагающего поверхность Луны. Так, экспериментальное изучение различных пород с помощью спектрофотометра показало, что по распределению энергии в спектре, цвету и видимому альбедо наиболее сходными породами с лунной поверхностью является вулканический пепел. Более достоверными доводами в пользу вулканического происхождения цирков является исчезновение теней и появление новых трещин в кратере Посейдона, наблюдавшееся в 1785 и 1850 гг.

К наиболее убедительным свидетельствам наличия вулканических извержений на Луне относятся наблюдения Н. А. Козырева на Крымской обсерватории 3 ноября 1958 г. Он сфотографировал спектр вспышки в вулкане Альфонс. Анализ спектра показал,

Схематические профили пяти больших лунных цирков

что газы, выделявшиеся в кратере, содержали углерод. Однако и эти факты не могут считаться неопровержимыми доказательствами образования рельефа Луны вулканической деятельностью, поскольку даже наличие слабых ее проявлений не может быть принято причиной таких грандиозных образований, какими являются огромные цирки, не имеющие аналогов на земной поверхности.

И для защитников и для противников гипотезы вулканического происхождения цирков наиболее важное значение имеет вопрос о температуре недр Луны.

Если, как это считалось еще недавно, Луна является телом холодным, то и исчезновение видимости теней и других деталей внутри кратера Посейдона и выделение газов и появление вспышек, наблюдавшиеся Н. А. Козыревым, превращаются не в доказательство вулканического происхождения цирков, а в опровержение этой гипотезы, ибо о каком вулканизме Луны можно было бы говорить, если недра ее холодны.

Считают, что Луна, у которой удельная поверхность на единицу массы в 6 раз больше, чем у Земли, должна остывать в несколько раз быстрее Земли. Исходя из этого, Г. Юри подсчитал, что температура, равная 1100° С, существующая на глубине ~50 км под поверхностью Земли, на Луне может иметь место только на глубине около 350 км, однако измерения, проведенные сотрудниками Горьковского университета, показали, что на Луне, на глубине 20 мг откуда поступают 35-сантиметровые волны, температура повышена на 25° С по сравнению с температурой у поверхности. Радиометрические методы определения температуры позволили получить однозначный ответ и на вопрос о температуре в более глубоких слоях Луны. Оказалось, что уже на глубине 40 км температура может достигать 600° С.

Измерения теплового потока Луны показали, что он не отличается по величине от теплового потока Земли.

На основании изложенного можно утверждать, что и на Луне на определенной глубине под всей ее поверхностью находятся слои, в которых господствуют критические температуры воды и ее растворов (374—450° С) и происходит циркуляция паров и растворов, Эта «вечная» циркуляция воды должна приводить и на Луне к изменению химического состава и физических свойств пород, слагающих верхние ее слои, и должны возникать такие же поверхности раздела,, какие есть в земной коре, т. е. поверхность Конрада и поверхность Мохоровичича.

Наличие высокотемпературных,, главным образом надкритических, растворов, возможность их перемещения из участков с повышенным давлением, а также возможность прорыва растворов по разломам и трещинам на поверхность Луны полнее, чем известные гипотезы, объясняют формирование рельефа поверхности Луны, образование цирков, самых различных и сложных по форме кратеров, светлых лучей, расходившихся по радиусам на расстояния, превышающие 1000 км, а также другие особенности лунного рельефа и пород, слагающих поверхность, как будет показано в дальнейшем изложении. Выбросы огромных масс пеплов объясняют и известные особенности состава отражаемого лунной поверхностью света, совпадающие с особенностями света, отражаемого пеплами (рис. 48).

Требуют объяснения причины и энергетические источники, а также источники пепла и лав для такой интенсивной вулканической деятельности, какая оставила следы на Луне. Прежде всего это вопрос об источнике и количестве воды, которая в виде растворов выбрасывалась при каждом вулканическом извержении.

Можно считать, что, так же как и в условиях Земли, длительная вертикальная циркуляция поднимающихся вверх надкритических паров и опускающихся жидких растворов приводит к увеличению проницаемости дренажной оболочки, так и к прорывам растворов на поверхность Луны.

Если выделение воды из вещества ее недр происходило, в какой-то мере, аналогично выделению ее из недр Земли, то должно существовать определенное соотношение между массой воды и массой коры. В условиях Земли количество воды равно —7% от веса земной коры.

При таком же соотношении между массами коры и воды на Луне, при образовании коры мощностью —20 км, объемом ~0,75•109 км3 и массой ~1,5∙1018 т могло выделиться воды 1,5∙1017 т, или 150 млн. км3. Поскольку поверхность Луны равна 38∙106 км2, то выделившаяся за время существования Луны вода могла бы покрыть ее поверхность слоем ~4 км.

Вода выбрасывалась в виде растворов, концентрация минеральных веществ в которых, вероятно, была в пределах до 5%. Такие растворы после испарения могли оставить массу пеплов и лав общим количеством достаточным, чтобы покрыть всю поверхность Луны

Кривые поляризации интегрального лунного света и света, отражённого вулканическим пеплом

слоем — 200 м. Так как принятое количество от веса коры для Луны может показаться завышенным, то следует заметить, что и при меньшем (в 2—5 раз) проценте слой выброшенных пеплов и пород был бы достаточно мощным.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.