big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Разновидности лунной коры

Круговорот воды в недрах лунной коры, если таковой имеет место, должен вызвать появление двух основных разновидностей коры — материковой и океанической. Хотя они не будут полными аналогами разновидностей земной коры, но они обязательно должны отличаться друг от друга по мощности, плотности, по высоте над средним уровнем лунной поверхности и по гравитационным аномалиям.

Поскольку восходящее движение водных растворов из дренажной оболочки Луны происходит преимущественно на видимой стороне, кора этой стороны становится все более океанической. Вследствие привноса тепла, которое отдается коре поднимающимися и постепенно охлаждающимися растворами, изотермические поверхности критических температур воды и ее растворов поднимаются кверху, а кора становится тоньше.

Вещества, выпадающие из растворов по мере их охлаждения, цементируют кору и делают ее более плотной, более прочной и более тяжелой, поэтому кора видимой стороны Луны, особенно кора лунных «морей», должна в соответствии с законами изостазии погружаться.

Привнос добавочного вещества восходящими растворами и появление положительных аномалий происходит постоянно, а изостатическое выравнивание происходит только после того, как избыток вещества и положительные аномалии силы тяжести достигают критического значения, достаточного для преодоления сопротивления опусканию данного участка коры. Поэтому на видимой стороне Луны вообще и особенно на областях, занятых «морями», обязательно должны наблюдаться положительные аномалии силы тяжести.

На обратной стороне и особенно на возвышенностях Луны должно происходить преимущественно нисходящее движение водных растворов в дренажную оболочку. Охлаждение и выщелачивание коры нисходящими растворами, естественно, должно приводить к увеличению мощности коры, к уменьшению плотности пород и к дефекту массы, т. е. к появлению отрицательных аномалий, а следовательно, и к восходящим движениям отдельных участков коры и коры обратной стороны в целом.

Следует подчеркнуть, что величины положительных и отрицательных аномалий силы тяжести в условиях Луны окажутся существенно более значительными. Этого надо ожидать по ряду соображений. Во-первых, потому, что работа по преодолению вертикального движения отдельных участков коры как в земной, так ив лунной коре изменяет вес вещества, которое накапливается при цементации либо уносится при вымывании. Причинами появления аномалий, конечно, могут быть перемещения масс вещества при вулканических извержениях, при падениях метеоритов и т. п.

Надо полагать, что работа подъема или погружения, состоящая в прогибании, выгибании или в сбросах либо взбросах отдельных участков коры, определяется только прочностными свойствами вещества, зависящими от сил межмолекулярного взаимодействия и не зависит от гравитации. Поэтому для одинаковой работы по изостатическому погружению участка в лунных условиях на нем необходимо накопление в 6 раз большей избыточной массы, чем в условиях Земли. Для восходящего движения соответственно необходим в 6 раз больший дефект массы на облегчаемом участке лунной коры.

Сопротивление восходящим и нисходящим движениям отдельных участков коры зависит также и от кривизны поверхности, которая растет с уменьшением радиуса. Поэтому контрастность распределения аномалий силы тяжести на поверхности Луны будет почти в 100 раз больше, чем на Земле.

Одним из свидетельств в пользу представления о круговороте воды и вытекающих из этого следствий можно считать обнаруженный на видимой стороне Луны динамический избыток массы. Р. Болдуин приводит данные о том, что измерения главных моментов инерции Луны дали для видимой стороны величину, в 17 раз превышающую предсказанную теорией. Он пишет: «Существует несколько путей для интерпретации динамического вздутия. Внешние слои могут быть неоднородными по плотности, и область с наибольшей плотностью может быть обращена к Земле. В этом случае видимого горба может и не существовать; при соответствующем подборе плотностей радиус, направленный к Земле, может быть даже наименьшим, а не наибольшим».

Представляется, что в действительности оно так и окажется. Наибольшим будет радиус, направленный от Земли.

Первые анализы пород Луны показали весьма высокое содержание в них окиси титана. В пробах пород, доставленных «Аполлоном-11», содержание TiO2 колеблется в пределах 7,0—12,5%, повышено также содержание циркония, хрома, лития, урана, тория, тогда как содержание иттрия, ванадия, кобальта, меди и некоторых других элементов понижено. Неожиданно высокой оказалась плотность пород, которая превышает плотность ультраосновных пород и колеблется в пределах 3,0—3,5 г/см3. Лунные породы, как известно, были отобраны на поверхности «моря» Спокойствия и поэтому они должны быть более плотными, чем породы, слагающие поверхность лунных «материков».

Представляется, что эти особенности лунных пород, которые уже вызвали высказывания о том, что Луна, якобы, совершенно отличается по составу от Земли и что ее происхождение не связано ни с нашей планетой, ни даже с нашей солнечной системой, недостаточны для таких выводов. Вопрос об особенностях состава лунных пород, конечно, следует рассматривать в связи с происхождением Луны, но в настоящее время еще нет ни одной гипотезы, которая могла бы быть отнесенной к числу получивших широкое признание. Одной из гипотез, вызвавших наибольшее внимание, является гипотеза отрыва Луны от Земли, выдвинутая Д. Г. Дарвиным. Эта гипотеза, как и все другие, встречает не только признание, но и серьезные возражения, одним из которых является то, что Земля, по современным представлениям, никогда не находилась в жидком состоянии. Не рассматривая доводы в пользу и против этой гипотезы, можно сказать, что вопрос о высоком содержании TiO2 не находится с ней в непримиримом противоречии. Наоборот, эта гипотеза может помочь понять повышенное содержание титана и других элементов в породах Луны.

Надо также учитывать, что породы лунной коры, так же как и породы земной коры, обогащены многими элементами и в том числе титаном. В главе о происхождении разновидностей земной коры и гранитов приведены данные по составу тех компонентов, перемещение которых необходимо для превращения одних пород в другие или одной разновидности коры в другую. Расчеты материальных балансов таких процессов показывают, что в число таких рудообразующих компонентов в основном входят окислы магния, железа, кальция и титана. Эти же окислы относятся к растворимым в воде при высоких температурах и давлениях. Поэтому нисходящее движение водных растворов, идущих в дренажную оболочку, должно снижать содержание титана; движение же растворов из дренажной оболочки сквозь кору океана должно обогащать ее этим элементом.

Известно, что вещество хондритов, которое, вероятно, по составу сходно с веществом внутренних глубин Земли, содержит очень мало TiO2, тогда как земная кора, образовавшаяся в результате длительной дифференциации, более богата титаном (среднее содержание 0,6%). В изверженных породах содержание окиси титана составляет 1—3%, в богатых нефелином породах оно равно 3—4% и иногда достигает 7%. Поэтому, если бы Луна оторвалась от Земли после того, как в верхних ее слоях уже произошло некоторое накопление титана, то в процессах дальнейшей дифференциации вещества Луны в ее коре образовались бы породы, значительно более богатые титаном, чем в земной коре.

Некоторое подтверждение высказанного соображения можно видеть в табл. 41, в которой приведено содержание TiO2 в смеси рудообразующих окислов лунных и земных пород, а также в составе окислов, перемещаемых в процессах преобразования одних пород в другие. Сумма окислов кальция, магния, железа и титана принята за 100%.

Данные табл. 41 показывают, что перемещаемые в процессах породообразования компоненты существенно богаче титаном, чем преобразуемые породы, поэтому можно считать, что в условиях Луны на ее поверхности, там, где растворы имеют восходящее движение, т. е. на ее «морях», могли образоваться наиболее богатые титаном породы. Породы лунных «материков», лежащие под покровом пеплов и других вулканических выбросов, должны содержать меньше титана, ибо нисходящее движение водных растворов уносило его в кору «океана».

К весьма интересным и трудным относится вопрос о причинах отсутствия на поверхности лунных «морей» отложений солей, растворимых в воде, если «моря» образовались в результате цементации пород веществами, выпадавшими из растворов, поднимавшихся из дренажной оболочки. Можно предположить, что в условиях вакуума водные растворы переходят в пар на какой-то глубине, оставляя там соли, сами же пары, попадая на ночную сторону, конденсируются на холодной поверхности и образуют жидкие растворы, уходящие в недра. Окончательное суждение о наличии или полной потере воды, которая образовала лунный рельеф, можно будет сделать только после обследования полюсов Луны, где на небольших глубинах вода могла сохраниться в виде вечной мерзлоты.

Некоторым подтверждением наличия дренажной оболочки в недрах Луны могут служить обнаруженные особенности сейсмических колебаний, которые после падения на Луну тяжелых предметов продолжаются на протяжении нескольких часов. Такое явление может получить объяснение в том, что дренажная оболочка, обладая свойствами волновода, обеспечивает многократное движение сейсмической волны вокруг Луны. Наличие растворов в оболочке объясняет и возможность появления магнитного поля, «всплески» которого были обнаружены приборами, установленными на Луне. Такие проявления активности магнитного поля могли быть вызваны перемещением растворов под влиянием ударов или приливных колебаний отдельных участков коры.

Все изложенное о процессах формирования лунного рельефа и других особенностей поверхности Луны показывает, что учет взаимодействия воды и твердого вещества может оказать большую помощь в понимании многих неясных вопросов планетологии. В. И. Вернадский по этому поводу писал: «Поэтому мы должны теперь же держать в голове те космогонические гипотезы о значении воды, которые допускают проверку, позволяют искать факты ее истории, не учитываемые в современном — неполном — представлении о ее земной роли».

 

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

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.