Когда мы всматриваемся в фотографии, сделанные астронавтами, побывавшими на Луне, мы видим перед собой лишь безжизненную даль. Серую пыль. Сушь. Долгое время планетологи полагали, что Луна засушливее любой пустыни, что там нет ни капли воды. Если она и попадала на лунную поверхность вместе с кометами, то давно испарилась и улетучилась в космическое пространство, поскольку в дневные часы лунная поверхность разогревается до 130 °C.
Лишь в 1990-е годы давняя догма была поколеблена фактами. Спектрометр одного из американских зондов зафиксировал над полюсами Луны водород. Некоторые ученые предположили тогда, что на дне кратеров, расположенных в окрестности полюсов, мог скопиться лед, принесенный кометами, ведь солнечные лучи никогда не заглядывают туда. Там царит вечная ночь. Так, температура на дне кратера Эрмита составляет -248 °C. По гипотезе астрономов, когда ультрафиолетовое излучение, испускаемое Солнцем, достигает льда, громоздящегося в подобных провалах, оно вырывает атомы водорода из молекул воды. Их и заметил спектрометр.
Эта гипотеза встретила немало возражений. Но недавние открытия подтверждают ее. Усовершенствованные методы анализа позволили разглядеть в «мертвых глыбах» то, что и не надеялись обнаружить ученые. Следы воды. В каменный шар Луны, припудренный пылью, словно вдохнули жизнь.
Важнейший эксперимент был проведен 9 октября 2009 года. Американский зонд LCROSS врезался в кратер Кабеус в районе Южного полюса Луны. Речь шла о запланированном маневре – о поиске воды таким необычным способом. Если бы в облаке пыли, взметнувшемся над планетой, были капли воды, они вряд ли ускользнули бы от внимания астрономов.
Год спустя была обнародована подробная статистика эксперимента. Как сообщил в октябре 2010 года журнал «Science», дно кратера Кабеус примерно на 5,6 % состоит из водяного льда. Среди 4–6 тонн материала, разметанного взрывом, приборы зафиксировали примерно 155 килограммов водяного пара.
Откуда же на Луне взялась вода? Как часто пополняются ее запасы? Только ли в кометах дело? Ряд астрономов полагает, что здесь регулярно выпадают своего рода осадки. Вот как это можно представить себе. Над Луной, практически лишенной атмосферы, постоянно веет солнечный ветер. Он приносит сюда положительно заряженные ионы водорода. Соединяясь с атомами кислорода, содержащимися в лунном грунте, они образуют молекулы воды, пополняя ее запасы, которых, очевидно, немало на Луне. Впрочем, весной 2010 года в лабораторных условиях так и не удалось воспроизвести этот процесс. Похоже, верх берут сторонники другой гипотезы, которые считают, что на поверхность Луны непрестанно оседают «микрокометы» – пылинки, пропитанные льдом.
Запасов воды на Луне больше, чем могли предположить даже оптимисты. Очень любопытные сведения собрал индийский зонд «Чандраян-1», отправившийся к Луне в октябре 2008 года. В частности, он составил карту минералов, характерных для лунной поверхности.
Так, в полярных регионах и некоторых других областях планеты обнаружились минералы, содержащие молекулы воды и гидроксильных групп (Н 2 О и ОН). Очевидно, в лунном грунте тоже содержится водяной лед. Это открытие было сделано в конце 2009 года, но даже тогда ученые осторожно предположили, что количество воды на Луне весьма невелико. «Когда мы говорим о запасах воды на Луне, мы имеем в виду не моря или океаны, даже не лужи», – подчеркнул американский астроном Карл Питерс. Нет, речь идет о молекулах воды, которые присутствуют в верхнем слое лунного грунта – слое толщиной всего в несколько миллиметров. По первоначальной оценке, в горных породах Луны одна молекула воды приходилась на миллиард других молекул.
Снимок лунного кратера, обработанный в лаборатории НАСА. Темные пятна в левой части отмечают минералы, предположительно содержащие воду
Отдельный разговор – о полярных регионах. Здесь мы имеем дело с настоящим льдом. В начале 2010 года, анализируя сведения, переданные ранее зондом «Чандраян-1», американские ученые обнаружили огромные запасы водяного льда близ Северного полюса Луны. Лед скопился на дне сорока здешних кратеров, чей диаметр составляет от 1,6 до 15 километров. По оценке ученых, речь может идти о 600 миллионах тонн льда. Очевидно, именно с полярных регионов начнется освоение первой доступной нам планеты в бескрайнем космическом пространстве. «Теперь мы можем с определенной долей уверенности сказать, что люди могут длительное время оставаться на Луне», – так прокомментировал это открытие один из его авторов, американский астроном Пол Спудис.
А уже через несколько месяцев на страницах журнала «PNAS» («Proceedings of the National Academies of Sciences») был опубликован отчет Фрэнсиса Маккаббина и его коллег из Института Карнеги. Они проанализировали образцы лунных пород, доставленные на Землю американскими астронавтами, участниками программы «Аполлон». Из статьи явствовало, что воды на Луне в сотни (а может быть, и в тысячи) раз больше, чем считалось прежде. Возможно, она встречается всюду, а ее содержание составляет примерно 5 молекул воды на миллион других молекул.
Внимание этих исследователей привлекли апатиты, образовавшиеся при кристаллизации магмы (долгое время после своего возникновения Луна была покрыта целым океаном жидкой магмы). А поскольку этот процесс может происходить лишь в присутствии воды, ученые предположили, что вода на Луне была всегда – с самого ее рождения. В таком случае она играла важную роль и в вулканических извержениях, бушевавших на Луне в далеком прошлом. На Земле, когда раскаленная лава минует породы, содержащие воду, та моментально испаряется, превращаясь в пар, и тогда наблюдаются особенно мощные извержения. Быть может, подобное происходило и на Луне.
Существенный недостаток этой работы заключается в том, что ее выводы основаны лишь на анализе… двух образцов лунной породы, доставленных на Землю. Оппоненты справедливо замечают, что для того, чтобы определить количество воды на Луне, нужно исследовать куда большее число образцов.
Вскоре со страниц журнала «Science» последовала резкая отповедь. Ученые из университета штата Нью-Мексико в Альбукерке, в частности, геохимик Закари Шарп, решительно отвергли выводы коллег из Института Карнеги. Из расчетов Шарпа явствует, что содержание водорода в лунных недрах примерно в 10-100 тысяч раз ниже, чем на Земле. Вода – это продукт реакции водорода с кислородом. Нет водорода, нет и воды.
Что же касается следов воды, которые обнаружены – несколько десятилетий спустя! – в пробах, доставленных астронавтами, их наличие можно объяснить тем, что пробы были загрязнены уже здесь, когда их исследовали. Так создалось впечатление, что недра Луны изобилуют водой.
Особый скепсис вызвало известие о том, что вода на Луне была всегда. Почему она не превратилась в пар и не улетела в космическую даль в пору бурного рождения Луны – при столкновении с Землей страдалицы-планеты Тейи? Принято считать, что при той космической катастрофе все легкие и летучие элементы, в том числе вода, испарились. Но, может быть, не вся вода улетучилась? Или же за многие десятки миллионов лет, минувших с первого дня творения Луны, кометы, падавшие на нее градом, успели нанести немало воды – достаточно, чтобы наши приборы заметили ее следы?
Стоит добавить, что, как ни пессимистичен в своих выводах Шарп, он не отрицает очевидного. На дне глубоких лунных кратеров имеются запасы водяного льда, и, возможно, они велики. Эта вода станет важнейшим ресурсом для будущих колонистов Луны.
| <<< Назад
|
Вперед >>>
|
Ученые нашли веские доказательства того, что Луна может содержать огромное количество воды в своей структуре. Этот факт может быть очень полезен для будущих исследований лунной поверхности.
Научное исследование было проведено учеными из Университета Брауна в Род-Айленде и опубликовано в издании Nature Geoscience. Ученые изучали процесс поимки воды в ловушку в вулканическое стекло через лунную поверхность. Остатки лунного вулканизма насчитывают миллиарды лет.
«Историческая точка зрения заключалась в том, что Луна была абсолютно сухой планетой, — сказал ведущий автор исследования Ральф Милликен. — Но мы и сейчас продолжаем признавать, что это не так, и на самом деле планета может быть гораздо более похожей на Землю с точки зрения наличия воды и других летучих газов».
Предыдущие научные работы
В предыдущих исследованиях использовались образцы, полученные в ходе космических полетов кораблей Apollo 15 и 17, в 1971 и 1972 годах, целью которых стало исследование воды на Луне.
В 2008 году ученые обнаружили следовые количества воды в некоторых из бусин, состоящих из вулканического стекла. Предполагалось, что Луна может быть влажной.
Даже небольших объемов воды на Луне было бы достаточно для создания значительных залежей вулканического стекла. Когда лава формируется с невероятной быстротой, ее молекулярная структура не успевает перестроить себя в «нормальное» каменистое тело и вместо этого преобразуется в стекло. Небольшие капли лавы, выброшенные в воздух, как правило, превращаются в стекловидное тело, но внезапное охлаждение в воде обладает тем же эффектом.
Хотя в предыдущих исследованиях основное внимание уделялось образцам, привезенным Apollo, в этом последнем научном изыскании вместо этого материала использовались спутниковые данные, полученные на лунном орбитальном аппарате Индии Chandarayaan-1. Изучая свет, отраженный от поверхности Луны, исследователи смогли выяснить, какого рода минералы на ней присутствуют.
Структура воды на Луне
Почти во всех крупных пирокластических отложениях на поверхности Луны, которая является скалистой планетой, составленной из вулканического извержения, исследователи обнаружили доказательства наличия воды в виде бусинок из вулканического стекла. Это предполагает, что части мантии Луны могут содержать столько же воды, сколько есть на Земле.
«Вода, которую мы обнаруживаем, может быть либо как ОН (гидроксид минерала), либо Н 2 О, но мы подозреваем, что это прежде всего ОН», — констатировал ученый Милликен.
Важность открытия
Неясно, была ли эта вода принесена на Луну кометами или астероидами, или, возможно, уже присутствовала в ее структуре. Интерес вызывает то, что она может быть значительно легче получена, чем замороженная во льду на полюсах. Вода может быть извлечена из гранул путем их нагревания до высоких температур.
«Все, что помогает облегчить работу будущих лунных исследователей от необходимости использовать много воды из дома, — это большой шаг вперед, и наши выводы открывают перед человечеством новую альтернативу», — говорится в заявлении соавтора исследования Шуай Ли.
Ученые, изучая кусочки пород, привезенные космонавтами, выяснили, что Луна сформировалась около 4,6 миллиардов лет тому назад, когда одна небольшая планета врезалась в раннюю Землю и распалась на миллионы осколков. Но так ли это на самом деле, и какие еще тайны скрывает лунная поверхность – читайте в данной статье.
Луна – пятый по величине спутник Солнечной системы, второй – по плотности, и единственный спутник нашей планеты. Это ярчайший объект на нашем небе после Солнца, хотя лунная поверхность темная и больше похожа на уголь. Известность данных фактов с древних времен сделала Луну важным культурным объектом для изучения, искусства и мифологии.
Происхождение спутника
Любая теория, объясняющая происхождение Луны, должна объяснить следующие факты:
Низкая плотность Луны показывает, что она не имеет тяжелого железного ядра, как Земля.
На Луне и на Земле абсолютно разные полезные ископаемые.
На Луне нет такой высокой концентрации железа, как на Земле.
На спутнике есть уран 236 и нептуний 237, не встречающиеся на нашей планете.
Относительное содержание изотопов кислорода на Земле и Луне идентичны, что позволяет предположить, что эти две планеты были созданы на одинаковом расстоянии от Солнца.
Учитывая все эти тонкости, ученые выдвигают сегодня три теории формирования Луны. Все эти гипотезы нельзя сбрасывать со счетов.
Теория деления.
Эта теория предполагает, что некогда Луна была частью Земли и как-то отделилась от нее в самом начале истории Солнечной системы. Самый популярный вариант места, откуда возникла Луна – бассейн Тихого океана. Эта теория считалась бы возможной, если бы не несколько НО.. Во-первых, в таком случае Земля могла бы отделить Луну от внешних слоев. Во-вторых, на этих двух планетах должны быть одни и те же ископаемые. А это не так.
Теория Захвата.
Данная теория подразумевает, что Луна возникла где-то в другом месте Солнечной планеты и только потом была захвачена гравитационным полем Земли. Это бы позволило объяснить различие химического состава двух планет. Однако на самом деле орбита Земли могла захватить Луну только в том случае, если бы спутник в нужное время на несколько часов замедлил свой ход. Ученые не хотят верить в такую "тонкую настройку”. Да и определенных доказательств этой теории нет.
Теория Конденсата предполагает, что Луна образовалась из конденсата Солнечной системы на орбите Земли. Однако, если это так, спутник должен иметь практически тот же состав, включая и железное ядро. Этого нет.
Существует и еще одна теория, которую ученые принимают сегодня за единственно правильную. Это теория гигантского удара. В середине 1970-х годов ученые предложили новый сценарий формирования Луны. По их мнению, 4,5 миллиардов лет назад в только начинающую свое формирование Землю врезался планетезималь (малая планета) и тут же распался на несколько частей. Из этих-то осколков и образовалась позже Луна.
Как бы там ни было, ученым предстоит проделать огромную работу для полного подтверждения или опровержения той или иной теории. Думается, что займет все это длительное время. Зато уже сейчас представители науки нашли ответ на другой свой вопрос, связанный со спутником Земли. Вот он.
Есть ли на Луне вода?
Три космических спутника подтвердили, что на спутнике есть вода. Она не обнаружена в кратерах или под землей, как предполагалось ранее. Полученные данные показывают, что вода существует в диффузном виде по всей поверхности Луны. Также исследования показали, что на Луне возможно есть цикличность воды – ее молекулы то разрушаются, то возникают вновь.
Это не связано с ледовыми щитами или замороженными озерами: количество воды в данной местности не намного больше, чем в пустыне на Земле. Но все же ее больше, чем предполагалось ранее. Напомним, что Луна считалась сухой после завершения программы Аполлон. Тогда астронавты привезли с собой образцы лунных пород. Лунные породы были проанализированы на наличие воды, и она была обнаружена.
Только ученые в то время посчитали, что вода имеет земное происхождение, так как несколько контейнеров, в которых были породы, просочились. И лишь новые исследования показали, что вода на Луне все-таки есть. По предположению ученых, она может возникать как на самой лунной поверхности, так и в космосе, а потом уже попадать на спутник при помощи комет или солнечного ветра.
У ученых не остается сомнений, что лунная поверхность гораздо влажнее, чем думали ранее. Нет у них сомнений и в другом. А именно то, почему одна сторона Луны не видна с Земли.
Полость одной из сторон Луны – миф или реальность?
Объяснить, почему одна сторона постоянно сокрыта от человеческого глаза на самом деле достаточно просто. Это происходит из-за того что вращение Луны вокруг своей оси совпадает со скоростью вращения вокруг Земли. Если бы скорость его вращения была другой, то мы бы видели обе стороны лунной поверхности. Здесь интересно другое.
В начале 1960-х годов некоторые ученые заявляли, что Луна является полой. Эта вера основывалась на основе данных, что средняя полость спутницы Земли составляет 3,34 г на см в кубе, а Земли – 5,5 г. на см в кубе. Нобелевский химик доктор Гарольд Юрии заявил, что основной причиной пониженной плотности является полость Луны. А Карл Саган сказал: "Естественный спутник не может быть полым объектом”. Неужели Луна – это искусственный спутник?
Скорее всего, нет. Внутри Луна имеет практически ту же структуру, что и Земля, - кору, верхнюю и внутреннюю мантию, расплавленное внешнее ядро и кристаллическое внутреннее ядро. По крайней мере, именно так считает аэрокосмический инженер NASA, изучавший эту планету более 15 лет.
Известные ученые опровергают слухи о полости Луны, хотя, как видно на фото, она далеко не круглая. И сразу же рассуждают на другую тему, волнующую их вот уже на протяжении многих тысячелетий.
Есть ли на Луне жизнь?
Можно сразу сказать, что астронавты, побывавшие на лунной поверхности, считают, что жизнь в привычной для нас форме существовать там не может. Так как для нее нет необходимых условий. Нет атмосферы и, как следствие, воздуха. Нет ни морей, ни рек, ни океанов. Сама вода есть, но она присутствует лишь в виде молекул. Температура колеблется от -260 до +260 градусов. И более половины Луны занимает огромная черная безжизненная пустыня, в которой не смогло бы выжить ни одно живое существо.
Однако здесь тоже есть несовпадение. Если на Луне нет жизни, то почему сами исследователи, вот уже на протяжении многих десятилетий, утверждают, что видели на лунной поверхности странные объекты – пирамиды и башни со стеклянным куполом, необычные движущиеся огни и прочие инопланетные артефакты? А фотографии, сделанные посылаемыми с Земли спутниками, подтверждают их слова?
Правильно ли сравнивать физические свойства Луны и Земли? Ведь жизнь может возникнуть везде. Ведь тот цветок может расцвести там, где казалось бы для его цветения нет никаких условий. Например, в пустыне, где дожди идут очень редко, а жара превышает все мыслимые пределы.
Кстати, если сейчас на Луне все-таки отсутствует жизнь, то есть шанс, что довольно скоро она на ней появится. Ведь уже сейчас многие ученые задумываются о создании там колоний-поселений, в которых смогли бы жить люди. По мнению ученых, это необходимо для более точного изучения нашего ближайшего соседа.
Но не только ученых волнует Луна. С давних времен простые люди связывают с ней свою жизнь. Создав лунный календарь на основе своих наблюдений за лунными циклами, мы стараемся придерживаться его. А сколько мифов и легенд было создано не перечесть. И вот некоторые из них.
Мифы, связанные с Луной
Луна является мощной природной силой. Если ночью выйти из дома, когда на небе светит полная луна, то можно понять, насколько она волшебна и удивительна. Люди в течение длительного времени делают загадочную спутницу Земли центральной фигурой многих своих легенд и мифов, самые популярные из них это:
Чанъэ. Существует китайский миф о женщине, жившей на Луне. Она и ее муж были бессмертными существами до тех пор пока боги не прогневались на плохое поведение и не превратили их в обычных смертных людей, переселив на Землю. Позже они вновь попробовали стать бессмертными при помощи лекарств, но Чанъе стала слишком жадной и приняла больше, чем положено. В результате их полет закончился задолго до Луны, они просто застряла во времени.
Селена/Луна. Эти имена богини Луны в греческой и римской мифологии. В мифах чаще всего она связана с богом солнца, путешествующим по небу в течение целого дня. Селена считается страстной богиней, способной вызватьу людей страстные желания.
Оборотни. Одно из существ, которые мы видим в фильмах и который отображен во многих мифах и легендах, - оборотень. Это существо, конечно, связано с полной луной. Считается, что эти существа имеют человеческое обличье днем, но превращается в волка, как только наступает полнолунье.
Конечно, это далеко не все легенды и мифы, которые связаны с Луной. Это просто маленькие примеры. Ведь, как известно, спутница Земли связано не только с мистическими историями, но и является символом изменений, любви, плодородия, страсти, насилия и желания. Луна преподносит нам много загадок. Сможем ли мы когда-нибудь найти ответы на все имеющиеся вопросы? Как говорится, поживем-увидим.
Спутник нашей планеты, почти каждую ночь освещающий Землю, кажется таким прекрасным и совершенно безжизненным. Однако новые данные Института космических исследований опровергают это утверждение. Так, некоторые ученые считают, что на Луне все же есть вода и ее больше, чем ранее предполагалось.
Вода – источник всего живого. Ее молекулы делятся на водород и кислород – элементы, которые необходимы для дыхания. Поиском жидкости занимались много раз, для этого даже создавались специальные миссии для полетов на Луну.
Сейчас же в результате наблюдений ученым удалось получить сигнал о наличии воды. Причем получен он был вне зависимости от времени суток и широты. Правда, основной задачей было измерение солнечного света, которые отражается от поверхности спутника, именно в ходе данного исследования ученые и обнаружили сигнал. Напомним, что ранее считалось, что вода может присутствовать только на полюсах Луны, а по прочности напоминать воск.
Результаты были получены из инструментов дистанционного зондирования, которые могут захватывать отпечаток спектра за пределами освещенности или в зоне инфракрасного излучения. Впрочем, светится спутник может и из-за температуры своей поверхности. Чтобы распутать загадку, необходимо было знать точные температурные данные.
Когда информация о температуре была получены, учены смогли сделать вывод, что вода в той формуле, что на Земле (Н2О), вряд ли присутствует. Вероятно, на Луне она есть в виде более реактивного гидроксила (OH).
Через месяц после отправки зонда LCROSS, который врезался в кратер Кабеус рядом с Южным Полюсом Луны, NASA сообщило, что обладает неопровержимыми доказательствами наличия на Луне ”значительных запасов” воды. Учёные NASA держали результаты этого столкновения в секрете, просто говоря, что миссия прошла успешно и что они получили множество новых спектрометрических данных. Удар, вызванный зондом, поднял облако пыли, которое было снято на камеру и проанализировано на наличие воды (из-за того, что кратер всегда находится в теневой части Луны, температура здесь намного ниже - около -220 ºC - и изучать такие облака тут легче).
Учёные сравнили известные данные об излучении, которое даёт вода и другие материалы, в инфракрасном спектре с теми, что были собраны зондом, и нашли совпадение. По мнению Энтони Колапрета, главного учёного проекта, никакие другие вещества не могли дать это совпадение, и в облако точно не могли попасть материалы с Земли. Дополнительным подтверждением было последующее выделение гидроксильного остатка, известного продукта разложения воды под воздействием УФ лучей.
Но откуда взялась эта вода? Колапрет и его коллеги решили, что вода могла появиться из многих источников: солнечные ветра (протоны от солнца могли прореагировать с кислородом в почве Луны), астероиды (которые могут содеражать разное количество воды), кометы (иногда состоящие на 50% из неё), частицы льда, принесённые межгалактическими облаками. Из-за того, что водород и вода превалируют во Вселенной, Колапрета считает, что скорее всего источник был не один.
Следующая большая цель учёных - изучить эту воду подробнее. Будущие миссии возьмут пробу из кратера и отправят её на Землю на изотопный анализ. Её изотопный состав (отношения количеств разных изотопов) поможет выяснить её возраст, состав и происхождение. Получив такие данные, как пробы льда из Антарктики, учёные смогут вплотную приступить к изучению изменения климата на Луне, проводя сравнения с Землёй.
Питер Шультц, профессор геологических наук университета Brown и член миссии LCROSS, считает, что возможно даже получится использовать солнечную энергию, чтобы питать роботов, посадочные площадки и другие инструменты, которые могли бы проводить анализ прямо на месте. Для этого астронавтам надо будет высадиться вблизи полюса на солнечной стороне и установить необходимое оборудование, которое могли бы исползовать роботы или люди.
Две миссии, которые стартуют в 2011 и 2012 году, помогут пролить больше света на это открытие. Один из них проведёт характеристику атмосферы Луны, чтобы определить, какие газы и в каком количестве в ней содержатся. Второй будет исследовать лунную кору, чтобы оценить её размер и прочность, а так же найти территории, где, как полагают некоторые учёные, Луна ещё вулканически активна. То, что учёные NASA откроют в ближайшие года, устранит иллюзию нашего знания единственного спутника луны, говорит Колапрет.
Увидеть культурную столицу России с воды - это значит получить такие неописуемые эмоции, которые надолго останутся в вашей памяти. Судоходная компания "Одиссея" предлагает вам морские прогулки на теплоходе. Выбрать теплоход и забронировать его выгодно здесьhttp://katervspb.ru/ . Любое праздничное мероприятие, любой ваш каприз.
