ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.06.2024
Просмотров: 91
Скачиваний: 0
90 |
ГЛАВА V |
время |
вследствие эрозии земные образования сглади |
лись, а впадины засыпаны, что, вероятно, составляет отличие земной поверхности от лунной, где эрозия про
исходит |
значительно |
медленней |
(рис. 28). |
Но все-таки |
|
сравнение |
формы и |
структуры |
земного вулканического |
||
рельефа |
с |
лунным |
не очень убедительно. |
До тех пор |
|
|
1000 км |
|
|
|
|
|
|
100 км |
|
|
|
10км
1км
100м
Юм
1м
|
|
|
10см |
1м |
10м |
100м |
1км |
10км |
|
|
Р и с . |
28. |
Связь |
между размером |
кратера (ордината) и его глубиной |
||||||
(абсцисса) (по |
Болдуину) . |
Обратите |
внимание |
на |
влияние |
эрозии |
||||
|
|
на |
размеры земных |
метеоритных |
кратеров. |
|
||||
пока |
не |
будет произведено |
прямого |
исследования, |
воп |
|||||
рос |
о |
происхождении |
кратеров останется |
открытым: |
внутреннее, вулканическое, или внешнее, метеоритное? Или имеют место оба явления?
Теперь посмотрим, как на эти вопросы ответили кос
мические исследования. |
|
А. Лунная топография. Исследования |
в целом |
Одним из первых результатов советских и американ ских космических экспериментов явилось построение крупномасштабной топографической карты всей поверх ности Луны. Заметим, что вопреки распространенному мнению с Земли мы видим больше 50% лунной поверх-
ПРЯМЫЕ |
ИССЛЕДОВАНИЯ ВНЕЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА |
91 |
|
мости. В самом деле, хотя Луна |
действительно повер |
||
нута к нам |
одной стороной, она |
совершает колебатель |
ное движение относительно среднего положения. Это колебание складывается из: а) собственно колебатель ного движения; б) сложного движения, состоящего из
равномерного вращения Луны |
и ее |
движения по |
орбите |
с заметным эксцентриситетом, |
и в) |
несовпадения |
плос |
кости экватора Луны с плоскостью ее орбиты. Вслед ствие этих эффектов (объединенных под общим назва нием «либрация») с Земли видно 59% поверхности Луны, однако они при наблюдениях с Земли были изу
чены плохо, так как области, близкие |
к границе |
лун |
||||
ного |
диска, имеют |
относительно |
малые |
размеры. |
|
|
Полет |
«Луны-3» |
(4 окт. 1959) |
позволил получить |
све |
||
дения |
об |
основной |
(правда, не |
всей) части из невиди |
мых с Земли 41% поверхности Луны, включая и неко торые известные образования. Пол&г «Зонда-3» и последущие полеты лунных спутников «Лунар Орбитер» подняли наши знания о невидимой стороне на уровень, соответствующий изученности видимой части; на рис. 29 приведена фотография части невидимой стороны Луны
(небольшая |
ее часть |
еще |
осталась |
необследованной). |
|
Обратим внимание на |
удивительное |
темное образова |
|||
ние — кратер |
Циолковский. |
На других |
фотографиях |
||
можно различить, например, |
кратеры |
Ж ю л ь |
Берн, Море |
Восточное с концентрическими горными цепями, разде
ленными |
кольцами долин; в изобилии заметны кратеры |
|||
и окруженные валами равнины. |
|
|
||
Уже |
первые |
опубликованные |
фотографии |
показали, |
что топография |
двух сторон Луны — видимой |
с Земли и |
||
противоположной — совершенно |
различна. На |
фотогра |
фиях, доставленных на Землю «Зондом-3», а т а к ж е по лученных со спутников «Лунар Орбитер», меньше тем ных долин-морей, больше светлых материков, а горные
структуры |
богаче кратерами. |
|
|
|||
Можно ли понять причину этих различий? |
Разверну |
|||||
лась |
напряженная |
дискуссия |
о том, что |
происходит |
||
на одной |
стороне |
Луны |
и не |
происходит |
на другой. |
|
Речь |
идет |
не о влиянии |
затмений, которые |
происходят |
только на стороне Луны, обращенной к Земле, и сопро вождаются резкими колебаниями температуры, поскольку
ПРЯМЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВНЕЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА |
93 |
эти колебания вследствие низкой теплопроводности лунного грунта проникают неглубоко. Другое различие, состоящее в том, что на видимой стороне имеют место приливы, вызываемые притяжением Земли, т а к ж е не выглядит очень существенным. Однако эти приливы, возможно, играли значительную роль в прошлом, когда
Луна находилась |
ближе |
к Земле, |
что, |
впрочем, т а к ж е |
|
не имеет |
неоспоримых |
подтверждений. |
Экранирующее |
||
влияние |
Земли, |
препятствующей |
падению метеоритов |
на видимую сторону Луны, тоже очень слабо: количе ство метеоритов, задерживаемых Землей, заведомо не превышает 1/1000 от общего числа метеоритов, падаю
щих на Луну. |
В |
действительности Земля |
т а к ж е очень |
несимметрична |
по |
своим свойствам, как |
и Солнце и |
другие планеты: наблюдаемая асимметрия Луны, несо мненно, не выходит за рамки предполагаемой a priori
наиболее «вероятной» |
асимметрии. |
|
Добавим, что специальная |
комиссия Международ |
|
ного астрономического |
союза |
разрабатывает в настоя |
щее время классификацию образований, открытых по следними исследованиями лунной поверхности.
Б.Мелкая структура поверхности Луны
Существенно иная информация была получена на аппаратах типа «Рейнджер» (7, 8 и 9). С их помощью проводилось фотографирование Луны вплоть до момен та удара аппарата о поверхность Луны. Полученные результаты широко обсуждались, и мы изложим лишь основное.
Наиболее мелкие различимые детали на этих фото графиях соответствуют разрешению в несколько санти метров.
Помимо кратеров, наблюдаемых с Земли, обнару жено много небольших кратеров; количество наблюдае мых кратеров возрастает с увеличением разрешения. На рис. 30 показано, как количество кратеров зависит от их размеров. Эти цифры, выведенные из данных, полу ченных на «Рейпджере-7» в Море Познанном, соответ
ствуют |
площади |
10° км 2 |
и периоду 10 |
лет (фактическое |
|
число, приходящееся па |
10" км2 , было |
поделено |
на 4,5, |
||
так как |
возраст |
Лупы |
принят равным |
возрасту |
Земли, |
94 |
ГЛАВА V |
т. е. 4,5-109 лет) . Кроме того, области, где из кратеров, подобных кратеру Тихо, неходят лучи, более чем в 10 раз богаче кратерами, чем области, расположенные между лучами, как это видно из рис. 30.
Обработка статистических данных и тщательное ис следование подробностей, показали, что необходимо различать кратеры первичные, к которым относятся в
|
Диаметр |
нратера,м |
Р и с. 30. |
Связь между количеством |
и размером наблюдаемых кра |
теров. |
Сплошная линия построена |
по результатам измерении. |
основном кратеры, наблюдаемые между лучами, и вто ричные, находящиеся на лучах и образованные вслед ствие падения отдельных осколков, выброшенных из пер вичных кратеров. В большинстве случаев первичные кра теры имеют плавные, четко выраженные границы, близ кие к окружностям; вторичные кратеры имеют более неправильную форму, часто со сложной структурой и нередко соединены с другими вторичными кратерами.
Независимо от масштаба снимка первичные кратеры часто можно отличить по имеющимся лучам, образова нию вторичных кратеров. Таким образом, обработка полученных по наблюдениям кривых общего числа кра-
ПРЯМЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВНЕЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА |
95 |
теров позволяет построить кривую, соответствующую количеству первичных кратеров, которые можно одно значно определить только в окрестностях лучен очень крупных кратеров.
Статистическая обработка дает веские аргументы в пользу метеоритной гипотезы. Гипотеза чисто вулкани ческого происхождения допускает определенный «по рог»: согласно этой гипотезе, существование очень ма леньких кратеров невозможно. С другой стороны, при современном уровне знаний о метеорных телах в сол нечной системе можно вычислить количество падений метеоритов на Луну за единицу времени в зависимости от размеров метеорных тел. При этом приходится вво дить несколько гипотез. П р е ж д е всего — гипотезу, от носящуюся к скорости падения метеорита на Луну: со отношение между размерами кратера и метеорита определяется энергией последнего в момент удара, кото
рая является основным параметром. Неизвестно |
т а к ж е |
||||||||||||
соотношение между |
размером |
метеорита |
и |
энергией |
|||||||||
удара: эта |
энергия |
(ти2/2) |
связана |
с |
размером |
гт |
ме |
||||||
теорита |
в |
предположении, |
что |
метеорит — однородное |
|||||||||
твердое тело с плотностью р; для |
сферы |
радиуса |
гт |
||||||||||
масса т |
= |
-д-яг^р, следовательно, |
величина |
гт |
пропор |
||||||||
циональна |
кубическому |
корню |
из |
энергии |
|
(случай |
С |
||||||
на |
рис. |
30). |
Но если в метеорных телах имеются поло |
||||||||||
сти |
или |
неоднородности, |
соотношение |
между |
массой |
m |
|||||||
и радиусом |
гт изменяется: |
масса |
m |
может |
оказаться |
||||||||
пропорциональной |
более |
|
высокой |
степени |
|
гт, |
если |
предположить, что крупные метеорные тела имеют боль
шую плотность. |
На рис. 30 (А и Б) |
представлен |
случай, |
||||
когда |
т ~ / ' 3 ' 4 . |
Напомним, что размер кратера |
опреде |
||||
ляется только энергией метеорита и не зависит |
от |
мас |
|||||
сы, р а з м е р а . и |
скорости |
последнего, |
взятых |
по |
отдель |
||
ности. |
|
|
|
|
|
|
|
На |
рис. 30 |
показано, |
что метеоритная |
теория |
дает |
правильный порядок величин, но предсказывает зани женное количество больших кратеров. Следовательно, необходимо дальше развивать теорию и получать новые статистические данные. Существует гипотеза, которая могла бы объяснить разницу между этими двумя