Трэці век разумення Месяца настаў - Ці гатовыя мы?

Месяц - наш самы знаёмы спадарожнік на начным небе, купаючы нас святлом і ўтульнасцю ў самыя цёмныя гадзіны. Некаторыя з нашых найстарэйшых міфаў і легенд выцякаюць з прыроджанай патрэбы зразумець веліч і хараство нашага планетарнага суседа.

Пакланенне Месяца распаўсюджана на працягу ўсёй сусветнай гісторыі і азначае першую эпоху спробаў разгадаць таямніцы Месяца. Пераважная большасць старажытных людзей не мела інструментаў навукі і разважанняў для тлумачэння прыродных з'яў і звярталася да багоў, багінь і магіі, каб апісаць іх свет. Спробы зразумець Месяц траплялі ў гісторыі пра падобных на бог істот і забабоны.

Хоць большасць бажастваў, звязаных з Месяцам, былі жанчыны, гэта не заўсёды было так. Старажытныя грэкі пакланяліся багіні Селены, а за ёй яе рымская калега Месяц. Бог Месяца Мані кіраваў начным небам для германскіх плямёнаў, а японцы дзякавалі свайму богу Месяца Цукуёмі. Людзі ў Кітаі ў сваіх заходніх водах прызналі Chang'e, імя якога стала б звязана з нараджэннем нашага трэцяга вялікага ўзросту, які зразумеў прыроду нашага планетнага спадарожніка.

Выгляд, які людзі рэдка бачаць - далёкі бок Месяца. Малюнак: Эрні Райт з выкарыстаннем NASA Visualization Explorer

Навуковыя хлявы святла на другім узросце Месяца

Калі мы ўпершыню паглядзелі на паверхню Месяца вачыма навукі стагоддзяў таму, пачалася другая эра нашага разумення Месяца. Пакаленні астраномаў і матэматыкаў узбагацілі свет разуменнем, развіваючы велізарнае багацце ведаў пра нашага бліжэйшага планетнага спадарожніка. Гэты ўзрост дасягнуў свайго зеніту, высадзіўшы 12 месяцаў на паверхню месяца, дасягненне якога яшчэ не паўтарылася.

Аднак з важкай прычыны даследчыкі эпохі лічылі, што Месяц быў сухім целам, якое сядзела пазбаўленае якіх-небудзь геалагічных дзеянняў. Нават калі касманаўты Апалона вярнуліся на Зямлю з пародамі Месяца, сляды вады, выяўленыя ў пробах, мелі да наземнага забруджвання з дзіравага кантэйнера.

Месяц, калісьці чароўны, лічыўся мёртвай і нежывой (калі даволі вялікай) скалой у космасе. Лепшыя дадзеныя паказвалі, што можа, але для наступнага веку разумення Месяца запатрабуе тэхналагічнага прагрэсу, недаступнага ў эпоху Atari 2600-х і дыскатэк.

Паўстанне трэцяга ўзросту

Трэці век нашага разумення Месяца быў пачаты распрацоўкай сучасных касмічных апаратаў для вывучэння нашага планетнага спадарожніка. Малюнак: PIRO4D / Pixabay

Сёння мы жывем у пачатку трэцяй вялікай эпохі ў нашым разуменні Месяца. Зараз наш планетарны кампаньён - гэта свет, які мы адчуваем як зменлівы і дынамічны, які ахоплівае актыўную мантыю і выпрабоўвае месячныя землятрусы.

Старажытная магма была заўважана на адваротным баку Месяца, ля вадаёмаў быў выяўлены вадзяны лёд, і малекулы вады нават могуць утварацца непасрэдна на паверхні месяца.

Выявы паверхні Месяца, запісаныя касмічным караблём Chang-e 4. Малюнак: NAOC / CNSA

Кітайскае касмічнае агенцтва прызямлілася ў Чан'э-4 (CE-4) на далёкім баку Месяца ў студзені 2019 года, што зрабіла Кітай першай дзяржавай, якая калі-небудзь высадзіла касмічны карабель на другім баку нашага планетарнага суседа. Пасля прызямлення касмічны карабель выпусціў марсаход Yutu-2 для даследавання басейна ўздзеяння Паўднёвы полюс-Эйткен (SPA), дыяметрам 2500 кіламетраў (прыблізна 1,5 міль), прыблізна роўны памеры адлегласці Мэн і Фларыда ў ЗША.

Прыквел да Месяца

Адзіная агульнапрынятая тэорыя пастулюе, што паверхня Месяца, верагодна, калісьці была пакрыта пластом магмы. Калі акіян з расплаўленай пароды астываў, цяжэйшыя кампаненты (напрыклад, алівін і піраксена) апускаліся, у той час як лёгкі базальт падымаўся, утвараючы знешнюю зямную зямную зямлю. Па меры таго, як астэроіды і розныя целы ўдарылі па Месяцы, на паверхню падняўся матэрыял, які патрапіў пад скарынку, і гэта звычайна дазволіць узбагаціць канцэнтрацыю алівіну ў месячнай кары.

На бачным і блізкім інфрачырвоным спектраметры (VNIS) 7 на борце Юту-2 было выяўлена наяўнасць нізкакальцыевага (орта) піраксена і алівіна, якія могуць утварыцца ў мантыявай мантыі, хаця сляды алівіну ў басейне былі рэдкімі. .

Канцэнтрацыі мінерала часцей сустракаліся ў матэрыяле, узбуджаным пры больш глыбокіх уздзеяннях, мяркуючы, што пласты горнай пароды пад зямлёй скарыны могуць складацца з амаль роўных колькасцей алівіна і піраксена. Тут, на Зямлі, пераважае алівіна, што азначае значную - і нядаўна зразуметую - геалагічную розніцу паміж Месяцам і нашай роднай планетай.

Чан-е, кітайская багіня Месяца, дасягнула свайго дома (па меншай меры, імя) у 21 стагоддзі. Выява публічнага дамена

"Разуменне складу месяцовага каменя мае вырашальнае значэнне для праверкі таго, ці існуе магматычны акіян, як гэта пастулюецца. Гэта таксама дапамагае прасунуць разуменне цеплавой і магматычнай эвалюцыі Месяца ", - сказаў Л. І. Чунлай з Нацыянальнай астранамічнай абсерваторыі Кітайскай акадэміі навук (NAOC).

Аналіз унутраных слаёў Месяца і выяўленне месячных землятрусаў паказваюць, што наш планетарны кампаньён, які лічыўся геалагічна мёртвым, таксама захоўвае расплаўленае ядро. Па меры таго, як цяпло, якое засталося ад утварэння Месяца, выходзіць у космас, сціск Месяца прыводзіць да маршчынізацыі месяцовай кары, невядомае раней дзеянне, якое астраномы толькі нядаўна засведчылі ўпершыню.

"Выяўленне няспраўнасцей маладых цяг на Месяцы з'яўляецца сведчаннем нядаўняй тэктанічнай актыўнасці, але пра тое, наколькі нядаўна вядома, невядома. Сейсмаметры на чатырох месцах пасадкі Апалона зафіксавалі 28 дробных землятрусаў паміж 1969 і 1977 гг. Некаторыя з гэтых дробных землятрусаў могуць быць звязаны з актыўнасцю на маладых разломах ", - паведамляюць даследчыкі Nature Geoscience.

І ўсё-ткі вазьмі з сабой ваду. Мы ў пустыні.

Месяц больш сухі, чым любая пустыня на Зямлі, але наш планетарны кампаньён не цалкам пазбаўлены вады. Новыя даследаванні паказваюць, што кожная тона месячнай кары змяшчае каля 32 унцый вады (што прыблізна эквівалентна аднаму літру вады на 900 кілаграмаў месячнай кары).

Першы ў Індыі зонд "Чандраян-1", а таксама касмічны карабель НАСА "Касіні" і "Глыбокае ўздзеянне" выявіў наяўнасць вады або гідраксілу (хімічна звязаных малекул, якія змяшчаюць вадарод і кісларод). Касіні агледзеў Месяц на шляху да Сатурна, і "Глыбокае ўздзеянне" зрабіла месяцовае даследаванне на шляху да сваёй асноўнай мэты - каметы 103P / Хартлі 2.

Гэта працэс, пры якім сонечны вецер, узаемадзейнічаючы з паверхняй месяца, можа вырабляць ваду. Малюнак: NASA / JoAnna Wendel

"Назіранні Месяца над глыбокім уздзеяннем не толькі адназначна пацвярджаюць наяўнасць [вады / гідраксілу] на паверхні месяца, але і паказваюць, што ўся паверхня Месяца ўвільгатняецца на працягу прынамсі нейкай часткі месяцовага дня", пішуць даследчыкі даследаванне з падрабязным вынікам даследавання Deep Impact.

Хоць вада на Месяц трапляе пад уздзеянне камет і ледзяных тэл, сонечны вецер таксама можа ствараць ваду непасрэдна на паверхні месяца.

Калі станоўча зараджаныя пратоны сонечнага ветру ўздзейнічаюць на паверхню месяца, яны могуць уступаць у рэакцыю з адмоўна зараджанымі электронамі ў месячнай кары, што прыводзіць да вызвалення атамаў вадароду. Сустракаючы атамы кіслароду ў крэмнія месяцовай кары, яны могуць утвараць гідраксіл, а пры даданні другой атамы вадароду ствараецца вада.

"Мы думаем пра ваду як пра гэты асаблівы, чароўны склад. Але вось што дзіўна: кожная скала мае патэнцыял для атрымання вады, асабліва пасля апрамянення сонечным ветрам ", - сказаў Уільям Фаррэл, фізік плазмы ў Цэнтры касмічных палётаў НАСА Годдард.

Малекулы вады могуць перамяшчацца з адной вобласці ў іншую, паколькі нагрэў ад Сонца рухае малекулы вады з раёнаў, дзе сонечнае святло наносіць удары ў ценявыя рэгіёны. Калі Месяц круціцца раз у месяц, сонечнае святло і цяпло паступаюць і адыходзяць амаль з кожнага месца на паверхні месяца. Выключэннем з цыкла павольнага руху дзень і ноч з'яўляюцца некалькі глыбокіх кратэраў, якія сядзяць на слупах, якія вечна застаюцца ў цені. Дзякуючы гэтаму пастаяннаму нагрэву і адступленню ў цень на большай частцы Месяца вада мігруе з адной вобласці ў іншую вакол кары, і вадзяны лёд можа павольна назапашвацца ў кратэрах, дзе сонечнае святло ніколі не трапляе.

"Калі малекулы вады настолькі рухомыя, як мы думаем, яны ёсць - нават частка іх - яны забяспечваюць механізм атрымання вады тым, хто пастаянна ценявы кратэрам. Гэта адкрывае зусім новы праспект [месяцовыя даследаванні], але мы павінны зразумець яго фізіку, каб выкарыстоўваць яго ", - сказала Карл Пітэрс, планетарны геолаг з універсітэта Браўна.

Дзіцячыя малюнкі Зямлі павінны быць чароўнымі

Апошнія адкрыцці прыроды Месяца даюць дадатковыя доказы тэорыі, што наш спадарожнік Месяца сфармаваўся мільярды гадоў таму, калі астуджальная Зямля адчула ўздзеянне на цела памерам з Марсам пад назвай Тэя. Гэта падзея, якая адбылася прыблізна 4,5 мільярда гадоў таму, разбурыла Тэію, перш чым смецце з гэтага ўздзеяння злілася і ўтварыла Месяц.

Аналіз гэтага тэарэтычнага ўздзеяння дазваляе выказаць здагадку, што Месяц у асноўным будзе складацца з матэрыялаў з Тэіі. Аднак узоры, прывезеныя на Месяц касманаўтамі Апалона на Зямлю, паказалі, што паверхня Месяца была падобная на тую, якую знаходзілі ў кары нашай уласнай планеты. Адказ на гэтую галаваломку можа зыходзіць з нядаўніх камп'ютэрных мадэляванняў, якія дазваляюць выказаць здагадку, што калі б Зямля была ў значнай ступені расплаўленай, калі на яе паўплывала жорсткая, халодная Тэя, найбольшае ўздзеянне, якое наш свет калі-небудзь адчуваў, прывяло б да месяца, падобнага да таго, што мы бачым сёння.

Нам пашчасціла жыць у той час, калі мы назіраем такія вялікія поспехі ў нашым разуменні Месяца. Новы Месяц-зейтгейст аб'ядноўвае логіку і навуковы метад другой эпохі разам з жыццём і глыбокай павагай першай эпохі.

Калі астраномы і іншыя даследчыкі даведаюцца больш пра актыўную прыроду Месяца, наш планетарны кампаньён зноў вяртае нас. Праз пяць дзесяцігоддзяў пасля Апалона месяцовая паверхня можа неўзабаве зноў адчуць адбітак чалавечых слядоў.

На гэты раз наш візіт можа быць пастаянным, і адыход ад нашага хатняга свету назаўжды, як падлетак, які пакідае дом бацькоўскай бяспекі, назаўсёды зменіць наш выгляд. Мы больш не будзем у небяспецы вымірання ад якой-небудзь адзінай, усёй планеты катастрофы. Традыцыйныя нацыі і межы, верагодна, знікнуць, і нават паняцці гонкі, верагодна, стануць бессэнсоўнымі.

У бліжэйшыя дзесяцігоддзі кіраванне ўрадаў можа быць значна аслаблена для каланістаў на Месяцы, Марсе і ў касмічных станцыях, размешчаных вакол Сонечнай сістэмы. Гэтаксама як паняцці пра дзікі захад, магчымасць можа змяшацца з вельмі рэальнай небяспекай.

Зараз мы сутыкаемся з новым часам у гісторыі чалавечага роду, выкліканым трэцім узростам разумення нашага планетнага спадарожніка. Наступнае пытанне - хто трапіць на Месяц першым.