|
|
| Struktura Księżyca |
STRUKTURA KSIĘŻYCA
Struktura wewnętrzna
Księżyc jest ciałem wewnętrznie zróżnicowanym, złożonym z różniących się pod względem geochemicznym skorupy, płaszcza i jądra. Zróżnicowanie to jest najprawdopodobniej efektem krystalizacji frakcyjnej magmy księżycowej krótko po powstaniu naszego satelity około 4,5 miliarda lat temu. Energia wymagana do stopienia zewnętrznych warstw miała prawdopodobnie swoje źródło w tzw. wielkim zderzeniu, które uważa się za przyczynę powstania układu Ziemia-Księżyc, oraz późniejszym ponownym połączeniu odłamków na orbicie ziemskiej. Krystalizacja tego oceanu magmy dała początek ciężkiemu płaszczowi oraz bogatej w plagioklazy skorupie (patrz też Pochodzenie i ewolucja geologiczna poniżej).
Geochemiczne mapy powierzchni Księżyca wykazują, że jego skorupa zawiera duże ilości skał anortozytowych, co zgadza się z teorią dawnego istnienia oceanu magmy. Z pierwiastkowego punktu widzenia, składa się ona przede wszystkim z tlenu, krzemu, żelaza, wapnia oraz glinu. Bazując na metodach geofizycznych, oceniono jej grubość na około 50 km.
Częściowo płynny płaszcz księżycowy umożliwił wystąpienie erupcji wulkanicznych, a co za tym idzie powstanie bazaltowych mórz. Chemiczna analiza tych warstw bazaltu wskazuje na dominującą rolę oliwinu, ortopiroksenu i klinopiroksenu, przy czym płaszcz Księżyca jest bardziej bogaty w żelazo niż jego ziemski odpowiednik. Na niektórych obszarach bazalt księżycowy zawiera pewne ilości tytanu (w postaci minerału ilmenitu), co sugeruje duże zróżnicowanie składu chemicznego wewnątrz płaszcza. Głęboko pod powierzchnią (ok. 1000 km) stwierdzono występowanie powtarzających się w miesięcznych odstępach trzęsień, powiązanych prawdopodobnie z napięciami powodowanymi ekscentrycznością orbity Księżyca.
Gęstość Księżyca wynosi średnio 3346,4 kg/m3, co czyni go drugim pod tym względem księżycem w całym Układzie Słonecznym (zaraz po Io). Jednak poczynione w tym kierunku badania wykazują, że promień jego jądra wynosi zaledwie 350 km, co stanowi zaledwie 20% promienia całego Księżyca (niewiele, mając na uwadze fakt, że u większości skalnych planet i księżyców promień jądra sięga ok. 50% promienia całkowitego). Skład księżycowego jądra nie został do tej pory dokładnie poznany, jednak przypuszcza się, że zawiera ono przede wszystkim metaliczne żelazo oraz niewielkie ilości siarki i niklu. Analiza zróżnicowania obrotu Księżyca w czasie wskazuje, że przynajmniej część jądra znajduje się w stanie płynnym.
Topografia
Dane dotyczące topografii Księżyca zostały uzyskane dzięki metodom altymetracji laserowej
oraz stereoanalizy obrazów, a ostatnio także na podstawie danych dostarczonych podczas
misji Clementine. Najbardziej widocznym elementem topografii Księżyca jest ogromny basen
Biegun Południowy - Aitken (ciemnofioletowy obszar na ilustracji), który obejmuje najniżej
położone tereny na Księżycu. Obszary położone najwyżej znajdują się niedaleko na północny
wschód od tego miejsca; przypuszcza się, że mogły one powstać z ogromnej ilości odłamków
skalnych wyrzuconych przy uderzeniu, które spowodowało powstanie basenu Biegun
Południowy - Aitken. Inne duże kratery, takie jak Imbrium, Serenitatis, Crisium, Smythii i
Orientale, również wyróżniają się dość dużą różnicą wysokości pomiędzy dnem zagłębienia a
jego brzegami i pobliskimi obszarami. Dodatkową ciekawostką może być fakt, że średnia
wysokość terenu dla niewidocznej półkuli jest o około 1,9 km większa niż dla półkuli
widocznej.
Pole grawitacyjne
Natężenie pola grawitacyjnego (przyspieszenie grawitacyjne) Księżyca zostało wyliczone na podstawie obserwacji sygnałów radiowych wysyłanych przez orbitujące wokół Księżyca sondy. Wykorzystano do tego efekt Dopplera polegający na zmianie częstotliwości sygnałów radiowych odbieranych na Ziemi lub innej sondzie z sondy krążącej wokół Księżyca gdy oddala lub przybliża się ona do odbiornika a tym samym i Księżyca. Badanie takie przeprowadzono między innymi z użyciem sondy Lunar Prospector. Ponieważ z powierzchni Ziemi można obserwować tylko jedną stronę Księżyca, natężenie pola grawitacyjnego na jego niewidocznej stronie nie jest dobrze znane.
Cechą charakterystyczną księżycowego pola grawitacyjnego jest występowanie tzw. maskonów, obszarów o zwiększonej grawitacji, świadczących o występowaniu pod powierzchnią Księżyca substancji o gęstości większej od otoczenia. Położenie maskonów jest powiązane jest z niektórymi ogromnymi basenami uderzeniowymi. Anomalie te wywierają znaczny wpływ na tor obiegu Księżyca przez statki kosmiczne, w związku z czym planowanie misji księżycowych wymaga opracowania dokładnego modelu grawitacyjnego. Istnienie maskonów może w pewnym stopniu być powodowane obecnością gęstej, bazaltowej lawy wypełniającej niektóre z basenów uderzeniowych. Samo to jednak nie tłumaczy całości tych anomalii grawitacyjnych; modele grawitacyjne wykonane przez Lunar Prospectora pokazują, że niektóre maskony występują w miejscach niezwiązanych z jakimikolwiek przejawami wulkanizmu. Z drugiej strony, wielkie obszary wulkanizmu bazaltowego w Oceanus Procellarum nie wywołują żadnych anomalii grawitacyjnych.
Morze księżycowe jest to duża, ciemna, pokryta zastygłym bazaltem równina na Księżycu,
powstała około 2,5 mld lat temu na skutek uderzeń meteorytów. Zostały nazwane maria, łac.
morze, przez wczesnych astronomów, którzy porównali je do mórz ziemskich. Odbijają mniej
światła niż obszary górskie lub góry, które są starsze i pokryte glebą albo regolitem. Morza
pokrywają 16% powierzchni Księżyca, najwięcej ich znajduje się po jego widocznej stronie.
Kilka mórz znajduje się na niewidocznej stronie - są one znacznie mniejsze, przeważnie są to
bardzo duże kratery, gdzie następowały lokalne wylania lawy.
Magda Gazdowicz
Pole magnetyczne
Księżyc ma zewnętrzne pole magnetyczne, którego natężenie waha się od 1 do 100 nanotesli -
ponad 100 razy słabsze od ziemskiego (30000-60000 nanotesli). Inną różnicą jest fakt, że pole
magnetycznego Księżyca nie ma charakteru dipolarnego, na podstawie tych cech uważa się,
że głównym źródłem tego pola nie jest jądro, a skorupa.[25] Jedna z hipotez zakłada, że
nabrała ona właściwości magnetycznych we wczesnej historii satelity, kiedy dynamo
magnetohydrodynamiczne w jądrze wciąż funkcjonowało, jednak ze względu na niewielkie
rozmiary jądra teza ta wydaje się być mało prawdopodobna. Inne wyjaśnienie zakłada
możliwość generowania pola magnetycznego podczas uderzeń meteorów w powierzchnię ciał
pozbawionych grubej warstwy atmosfery. Teorię tę może popierać zaobserwowany wzrost
natężenia pola na antypodach największych kraterów. Fenomen ten tłumaczony jest
przemieszczaniem się plazmy powstałej podczas zderzenia w obecności otaczającego pola
magnetycznego.
Bartek
Atmosfera
Atmosfera Księżyca jest niezwykle cienka; jej całkowita masa wynosi zaledwie 104 kg. Jednym ze źródeł jej pochodzenia jest uwalnianie gazów takich jak radon, powstających
podczas rozpadu pierwiastków promieniotwórczych zawartych w płaszczu oraz skorupie.
Również bombardowanie mikrometeorytami, jonami wiatru słonecznego, elektronami i
promieniowaniem słonecznym powoduje odrywanie cząsteczek od powierzchni i ich
przechodzenie do stanu gazowego. Gazy powstałe w ten sposób mogą zostać pod
wpływem grawitacji wtórnie wchłonięte przez regolit lub ulecieć w przestrzeń kosmiczną,
wyrzucone przez promieniowanie słoneczne albo pole magnetyczne wiatru słonecznego
(o ile są zjonizowane). Pierwiastki takie jak sód (Na) czy potas (K) wykryto w atmosferze
księżycowej metodami spektroskopii z Ziemi, natomiast spektroskop alfa Lunar Prospectora
wykazał obecność radonu-222 i polonu-210. Argon-40, hel-4, tlen, metan, azot, tlenek
węgla (II) oraz tlenek węgla (IV) zostały wykryte za pomocą detektorów ustawionych przez
astronautów misji Apollo.
Patrycja Jarzębska
Kratery
Kratery na Księżycu powstały, gdy temperatura jego wnętrza wzrosła tak bardzo, że skały w nim się znajdujące, przekształciły się w magmę. Magma ta, zaczęła przenikać poprzez szczeliny w skorupie ku powierzchni i utworzyły się w ten sposób lakkolity (wulkan we wczesnym stadium rozwoju). Następnie te lakkolity wybuchały, tworząc kratery. Podczas wybuchu, mogły być wyrzucane albo gazy, albo wraz z nimi lawa w mniejszej lub większej ilości. W zależności od tego, powstały różne kratery.
Czasami wulkan coraz bardziej nasilał swoją aktywność. Jego komin robił się coraz wyższy, magma zaczynała stygnąć i zatykała go. Rosnące w kraterze ciśnienie, po pewnym czasie powoduje gwałtowny wybuch. Podczas takiego wybuchu, następuje wyrzucenie magmy z komina i z jego podstawy a na jej miejsce zapada się wierzchołek wulkanu, tworząc krater z dnem płaskim tzw. kaldery.
....... Kaldery również mogły powstać bez wybuchu, tylko w skutek zapadania się podłoża. Magma mogła krzepnąć nie wydostając się na powierzchnię i zmieniejszać swoją objętość wraz ze spadkiem temperatury.
Jednocześnie malała prężność uwalnianych z niej gazów i par, w skutek czego dochodziło do zapadania się gruntu nad lakkolitem, gdyż uchodzące powoli na powierzchnię gazy, przestawały podtrzymywać swym ciśnieniem zewnętrzne warstwy gruntu. Wtedy po zapadnięciu się lakkolitu, wokół powstałby wał.
Magda Gazdowicz
|
 |
| News |
|
Zajęcia odbywają się raz w tygodniu, w środy na 8 godzinie lekcyjnej (14:20 - 15:05),
w sali 19. Opiekunem koła jest pani Grażyna Dereń - Jamnicka.
|
|
|
