Походження місяця. Теорія походження Місяця (6 фото) Що раніше було на місяці
Місяць має дуже великий розмір щодо Землі. Діаметр Місяця на екваторі (у середній частині) дорівнює 3475 км, це трохи менше чверті діаметра Землі. Тому деякі астрономи навіть вважають, що систему Земля-Місяць треба розглядати як подвійну планету. Але повернімося до питання про походження Місяця.
Гіпотеза перша
На ранніх стадіях існування Землі в неї була система кілець на кшталт тієї, що є у Сатурна. Можливо, Місяць утворився з них?
Гіпотеза друга (відцентрового поділу)
Коли Земля була ще зовсім юною і складалася з розплавлених порід, вона оберталася так швидко, що через це розтяглася, набула форми груші, а потім верхня частина цієї «груші» відірвалася і перетворилася на Місяць. Цю гіпотезу жартома називають «дочірньою».
Гіпотеза третя (зіткнення)
Коли Земля була молодою, вона зазнала удару якогось небесного тіла, розмір якого складав половину розміру самої Землі. Внаслідок цього зіткнення величезна кількість речовини було викинуто в космічний простір, а згодом з нього сформувався Місяць.
Гіпотеза четверта (захоплення)
Земля та Місяць утворилися незалежно, у різних частинах Сонячної системи. Коли Місяць проходив близько до земної орбіти, вона була захоплена гравітаційним полем Землі і стала її супутником. Цю гіпотезу жартома називають «подружньою».
Гіпотеза п'ята (спільна освіта)
Земля і Місяць утворилися одночасно, в безпосередній близькості один від одного (жартома - «сестринська» гіпотеза).
Гіпотеза шоста (багатьох місяців)
Декілька маленьких місяців були захоплені гравітацією Землі, потім вони зіткнулися один з одним, зруйнувалися, і з їхніх уламків утворився нинішній Місяць.
Гіпотеза сьома (випаровування)
З розплавленої протоземлі були випаровані в простір значні маси речовини, яка потім остигнула, сконденсувалася на орбіті і утворила протолуну.
Кожна з цих гіпотез має «за» і «проти». В даний час основною та більш прийнятною вважається гіпотеза зіткнення. Розглянемо її докладніше.
Гіпотеза зіткнення
Ця гіпотеза була запропонована Вільямом Хартманом та Дональдом Девісом у 1975 році. За їхнім припущенням, протопланета (її назвали Тейя) розміром приблизно з Марс зіткнулася з прото-Землею на ранній стадії її формування, коли Земля мала приблизно 90% нинішньої маси. Удар припав не по центру, а під кутом, майже за дотичним. В результаті більша частина речовини об'єкта, що ударився, і частина речовини земної мантії були викинуті на навколоземну орбіту. З цих уламків зібралася прото-Луна і почала звертатися орбітою з радіусом близько 60 000 км. Земля в результаті удару отримала різкий приріст швидкості обертання (один оборот за 5 годин) та помітний нахил осі обертання.
Чому саме ця гіпотеза про походження Місяця вважається основною? Вона добре пояснює всі відомі факти про хімічний склад та будову Місяця, а також і фізичні параметри системи Місяць-Земля. Спочатку великі сумніви викликала можливість такого вдалого зіткнення (косий удар, невисока відносна швидкість) такого великого тіла із Землею. Але потім припустили, що Тейя сформувалася на орбіті Землі. Такий сценарій добре пояснює і низьку швидкість зіткнення, і кут удару, і нинішню майже кругову орбіту Землі.
Але й ця гіпотеза має свої вразливі місця, як, втім, кожна гіпотеза (адже ГІПОТЕЗА в перекладі з давньогрецької означає «припущення»).
Так ось, вразливість цієї гіпотези полягає в наступному: у Місяця дуже маленьке залізо-нікелеве ядро - воно становить лише 2-3% від загальної маси супутника. А металеве ядро Землі складає близько 30% від маси планети. Для пояснення дефіциту заліза на Місяці доводиться приймати припущення, що на час зіткнення (4,5 млрд. років тому) і Землі, і Тейе вже виділилося важке залізне ядро і утворилася легка силікатна мантія. Але однозначних геологічних підтверджень цього припущення не знайдено.
Про Далекий Космос можна вигадувати все, що завгодно. Це важко побачити і мало хто про це знає. А ось Місяць щоночі висить у нас над головою і напевно багато хто замислювався як це вона там виявилася.
Згідно з однією з найпопулярніших моделей освіти Місяця, природний супутник нашої планети міг з'явитися внаслідок зіткнення якогось космічного тіла із Землею понад 4,5 мільярда років тому. Цим тілом була Тейя, протопланетний об'єкт, із «зародком» Землі. Зіткнення призвело до викиду матерії Тейї та прото-Землі в космос, і з цієї матерії і сформувався Місяць, що пояснює її дивовижну геологічну та хімічну схожість із нашою планетою.
Однак усередині цієї версії немає одностайності. Вчені виділяють три її варіанти.
1. Стороннє тіло
Згідно з однією з теорій Місяць ні що інше як уламок космічного об'єкта, що зіткнувся понад 4 мільярди років тому із Землею. І вчені навіть називають цей об'єкт – мала планета Тейя (за деякими припущеннями розміром із Марс). В результаті потужного удару космічне тіло перетворилося на величезну хмару сміття, яка опинившись на земній орбіті, згодом сформувалася на супутник. Така гіпотеза, висунута двома групами американських учених, вдало пояснювала дефіцит заліза на Місяці на відміну нашої планети та деякі динамічні характеристики системи Земля - Місяць. Але у ній є слабке місце. Хімічний аналіз показав ідентичність складу місячної та земної породи.
2. Фрагмент Землі
За цією версією при зіткненні з іншим небесним тілом протоземля виділила речовину, з якої й утворився Місяць. Саме так, на думку співробітників Гарвардського університету, можна пояснити схожість хімічного складу Землі та її супутника.
3. Два в одному
Ця гіпотеза доповнює попередню, однак у ній стверджується, що внаслідок катастрофічного зіткнення частина маси земної матерії та ударника утворили єдину речовину, яка у розплавленому вигляді викинута на навколоземну орбіту. Цей матеріал створив супутник. У цій інтерпретації зіткнення сталося до утворення ядра Землі, що пояснює низький вміст заліза в місячному грунті.
У рамках нового дослідження вчені постаралися докладніше зрозуміти, якою була подальша доля нашого супутника після цієї події.
У період катархея (геологічний еон) Місяць виглядав зовсім не так, як він виглядає сьогодні. Була скоріше розжареною грудкою лави, що володіє екзотичною надщільною атмосферою з парів кремнію та металів. А ще вона була розташована в 10 разів ближче до Землі, ніж сьогодні.
У ході дослідження група вчених дійшла висновку, що одна з особливостей Місяця може вказувати на те, що Земля була позбавлена океанів із рідкої води протягом перших 400-500 мільйонів років свого існування. А такі висновки, своєю чергою, накладають серйозні обмеження на час зародження життя на Землі.
Як зараз прийнято вважати, в наступні кілька мільйонів років після свого формування Місяць досить швидко віддалявся від Землі в результаті дії приливних сил, поки не вийшов на ту орбіту, на якій вона знаходиться сьогодні. Згодом, коли Місяць почав завжди дивитися на Землю лише однією стороною, цей процес різко сповільнився, і зараз він віддаляється від нашої планети зі швидкістю приблизно 2-4 сантиметри на рік.
Чжун та його колеги розкрили одну незвичайну деталь цього процесу, звернувши увагу на найзагадковішу рису Місяця — її незвичайний «горб», розташований на екваторі. Ця структура була відкрита французьким астрономом П'єром Лапласом ще два століття тому. Лаплас зауважив, що Місяць «сплющений» приблизно в 17-20 разів сильніше, ніж мав бути, враховуючи швидкість його обертання навколо своєї осі.
"Місячний екваторіальний "горб" може містити секрети ранньої історії еволюції Землі, про які ми навіть не знали", - говорить дослідник Шіцзе Чжун з університету Колорадо в Боулдері (США).
Дослідники вважають, що існування цієї структури вказує на те, що в далекому минулому Місяць обертався значно швидше, ніж сьогодні. Американські планетологи спробували зрозуміти, як швидко "гальмував" Місяць, вивчивши те, як влаштований цей "горб", і спробувавши відтворити його появу за допомогою комп'ютерної моделі розвитку Сонячної системи.
Ці спостереження несподівано показали, що загальноприйняті теорії про швидке гальмування Місяця в перші роки його існування були помилковими — швидкість обертання супутниці Землі залишалася високою, як мінімум, протягом перших 400 мільйонів років її існування. В іншому випадку Місяць завжди залишався б «рідкою» планетою або мав зовсім іншу форму і розміри, ніж сьогодні.
Подібний сценарій, як пояснює Чжун, можливий лише в тому випадку, якщо Земля не була на той час покрита океаном з води, який можна порівняти за розмірами з нинішньою гідросферою планети. Це означає, що води у рідкому вигляді на юній Землі не було. Вона або була відсутня на ній у принципі, або була принесена вже після формування «горба» Місяця, або перебувала на ній у твердій формі, тобто у вигляді льоду.
Отже, як ми вже з'ясували однією з найпопулярніших теорій виникнення Луни є теорія Гігантського зіткнення. Ця теорія добре пояснює розміри Місяця та його орбітальну позицію, проте нові дослідження, опубліковані в журналі Nature, говорять про протилежне: на думку вчених, взаємодія Землі з космічним тілом була подібна до «удару кувалдою по кавуну». Провівши детальне дослідження зразків місячних порід, здобутих експедиціями кораблів серії «Аполон» ще у 70-ті роки минулого століття, фахівці з Вашингтонського університету спростували теорію сорокарічної давнини.
«Якби стара теорія була вірна, то більше половини місячних порід складалися б з матеріалу планетоіда, що вдарив Землю. Але натомість ми бачимо, що ізотопний склад фрагментів Місяця дуже специфічний. Тяжкі ізотопи калію, знайдені у зразках, могли сформуватися лише під впливом неймовірно високих температур. Лише дуже потужне зіткнення, у якому планетоїд і більшість Землі випарувалися при контакті, може викликати подібний ефект. До того ж, перш ніж охолонути і стати твердим тілом, пара, утворена при зіткненні, мала зайняти площу в 500 разів більшу за площу поверхні Землі», пояснює Кун Ван, доцент Вашингтонського університету та один із авторів дослідження.
За словами вчених, це відкриття змінить не лише уявлення про те, як сформувався Місяць, а й про процеси, що відбувалися у всій Сонячній системі. Однак даних все ще недостатньо, і для того, щоб сформулювати нову теорію, вчених чекає ще маса аналітичної роботи зі зразками.
Але є ще версії.
Гіпотеза відцентрового поділу
Вперше гіпотезу відокремлення Місяця від Землі під дією відцентрових сил висунув Джордж Дарвін (син Чарльза Дарвіна) у 1878 році. На думку прихильників цієї теорії, швидкість обертання планети була досить швидкою, щоб від протоземлі відокремився фрагмент речовини, який згодом сформував Місяць. Однак уже в 30-х роках XX століття вчені зі скептицизмом стали ставитись до подібної ідеї. Вони стверджували, що сумарний момент обертання недостатній для виникнення навіть у рідкій Землі «ротаційної нестійкості».
Теорія захоплення
Останнім часом набирає популярності версія, висунута в 1909 році американським астрономом Джексоном Сі згідно з якою Земля і Місяць утворилися незалежно один від одного в різних частинах Сонячної системи. У момент найближчого проходження Місяця щодо земної орбіти і відбулося захоплення гравітаційними силами небесного тіла. Це, зважаючи на все, сталося в людський період історії Землі. Легенди багатьох народів світу, зокрема наздоганяють оповідання про часи, коли на небосхилі був супутник. Цю гіпотезу також опосередковано підтверджує відносно не глибокий шар космічного пилу на поверхні Місяця.
"Штучний супутник"
Ідея штучного походження Місяця найспірніша, оскільки досі не доведено існування інопланетної чи земної цивілізації, здатної зробити подібне. Тим не менш, вона заслуговує на увагу, хоча б, тому що була висловлена вченими. У 1960 році дослідники Михайло Васін та Олександр Щербаков, вивчаючи деякі характеристики нашого супутника, дійшли думки, що він може мати штучне походження. Так, враховуючи розмір і глибину місячних кратерів, що утворилися при бомбардуванні космічними тілами, вони припустили, що кора Місяця могла бути зроблена з титану, товщина якого за попередніми розрахунками радянських учених була 32 кілометри. «Коли я вперше натрапив на шокуючу радянську теорію, яка пояснювала справжню природу Місяця, я був вражений, - пише американський дослідник Дон Вілсон. - Спочатку мені здалося це неймовірним і, звісно, я відкинув її. Коли наші експедиції Apollo привозили більше фактів, що підтверджували радянську теорію, я був змушений прийняти її».
Дивні показники
Прихильники теорії «штучного Місяця» звернули увагу на дуже високе співвідношення маси сателіту до маси Землі – 1:81, що не притаманно супутникам інших планет Сонячної системи. Вище показники лише у Харона та Плутона, хоча останній уже не вважається планетою. Цікаві порівняння розмірів супутників. Наприклад, найбільший супутник Марса Фобос у діаметрі не перевищує 20 км, тоді як у Місяця цей показник 3560 км. До речі, саме такий розмір Місяця, що збігається для земного спостерігача з діаметром Сонця, дозволяє періодично бачити сонячні затемнення. Нарешті дивує практично ідеальна кругова орбіта Місяця, тоді як в інших супутників вона еліптична.
Пустотіла Місяць
Цікавим є і той факт, що гравітаційне тяжіння Місяця є неоднорідним. Екіпаж Apollo VIII, облітаючи супутник, зазначив, що гравітація Місяця має різкі аномалії - в деяких місцях він «таємниче посилюється». Звертаючи увагу на дані американського екіпажу (які були засекречені), а також на низьку щільність супутника по відношенню до його маси ядерний інженер Вільям Браян в 1982 році заявив, що «Місяць порожній і відносний жорсткий». Ряд пізніших досліджень дозволив вченим припустити, що ця порожнина штучна. Але дослідники зробили й сміливіші висновки, якими Місяць формувалася «у напрямку» - тобто від поверхні до ядру.
Газопилова хмара
Втім, останніми роками вчені не готові серйозно розглядати версію штучного походження Місяця. Куди ближче до сучасних наукових поглядів, наприклад, «теорія випаровування». За цією гіпотезою із земної плазми були виділені значні маси речовини, які при охолодженні утворили конденсат - він і став будівельним матеріалом для протолуни. Але є й інша – схожа ідея, висунута ще у XVIII столітті. Спочатку шведський дослідник Еммануель Сведенборг, а потім французький астроном П'єр-Сімон Лаплас висловили думку, що міжзоряні туманності - хмари газу і пилу у відкритому космосі - стискуються і конденсуються в зірки і навколишні планети. Французький вчений також припускав, що з цієї речовини міг утворитися наш супутник. Російський академік Е. М. Галімов розвинув концепцію, що тимчасово вийшла з моди, в якій Місяць є результатом «фрагментації пилового згущення». В основу цієї гіпотези лягли результати радіоізотопного аналізу супутника та планети, які показують, що обидва тіла мають однаковий вік – близько 4,5 мільярдів років. Іншими словами, і Місяць, і Земля утворилися по сусідству з речовини, що знаходилася від Сонця на однаковій відстані. На думку вченого, концепція походження Місяця з первинної речовини, а не з мантії Землі, краще узгоджується з фактами, ніж прийнята досі «модель мегаімпакту».
джерела
9 219
Буває, що зв'язати в єдине ціле ряд подій, знахідки історичних відомостей, які, здавалося б, не мають між собою нічого спільного, відносяться до далекого (і дуже далекого!) минулого, належать різним народам і материкам і не отримують однозначних пояснень сучасної науки, дозволяє гіпотеза з категорії так званих божевільних, чи антинаукових. Про один із таких випадків і йтиметься нижче.
З деяких давніх міфів і хронік, що дійшли до нас, випливає, що на Землі існувала епоха, коли Місяця в небі над нею не було. 06 цьому писав у V столітті до н. е. грецький філософ і астроном Анаксагор з Клазомен, який користувався джерелами, що не дійшли до нас, де стверджувалося, що Місяць з'явився на небі пізніше виникнення Землі. У ІІІ столітті до н.е. його підтримав грецький філософ та поет, головний доглядач Олександрійської бібліотеки, Аполлоній Родоський. У творі «Аргонавтика» він наводить слова іншого філософа - Арістотеля, який століттям раніше згадував в одній зі своїх праць про давніх мешканців гірських районів Аркадії (області на півострові Пелопоннес), які «живилися жолудами, а було це в ті часи, коли на небі ще не було Місяця».
Письменник і історик Плутарх, який жив на рубежі I-II століть н.е., говорить про одного з правителів Аркадії на ім'я Проселенос, що означає «долуний», його підданих проселенітах, перших мешканців Аркадії.
Сучасні вчені не заперечують можливості «безмісячного» етапу в історії людства і наводять різні пояснення. Згідно з одним із них колись Місяць був однією з планет Сонячної системи, але потім, внаслідок якоїсь космічної катастрофи, зійшов зі своєї орбіти і перетворився на супутник нашої планети.
На півночі Болівії, в Андській області, на рівнині Альтіплано, оточеної засніженими хребтами Кордильєр, неподалік берегів високогірного озера Тітікака знаходяться руїни міста Тіауанако. Вони лежать на висоті майже 4000 метрів, де рослинність дуже мізерна, а місцевість мало придатна для проживання людини.
Чому Тіауанако знаходиться в такому місці? Хто і коли його збудував? Такі питання ставили собі і оточуючим ще перші європейці, які опинилися у стародавньому місті. Індіанці, що жили в цих краях у пору вторгнення іспанських конкістадорів, вірили, що таке велике місто не могли побудувати звичайні люди, що його звело колись плем'я гігантів, що давно вимерло. Європейці, які відвідували Тіауанако, гігантам не вірили, проте приписували місту дуже давнє походження. Так, болівійський дослідник Артур Познанський, який півжиття присвятив вивченню Тіауанако, доводив, що місто було засноване не менше 12-17 тисяч років тому. А, на думку археолога, професора Х.С. Белламі, вік міста – 250 тисяч років. Однак навіть така неймовірна давнина Тіауанако не відповідає результатам сучасних археологічних та геодезичних розвідок.
Як уже було сказано, Тіауанако лежить над озером Тітікака в улоговині, оточеній горами. На схилах залишилися сліди древніх берегів озера. З'єднавши пряму лінію колишні протилежні береги, побачимо, що давнє дзеркало води розташовувалося похило по відношенню до нинішнього. При цьому на відстані 620 км. відхилення становить понад 300 метрів. Якщо перенести ці дані на ізогіпси (геодезичні горизонталі) поверхні Землі в даному районі Південної Америки, то вийде, що Анди на околицях Тіауанако являли собою острів в океані, рівень якого досягав рівня озера Тітікака, тобто був тоді вище майже на 4000 метрів! До того ж озеро Тітікака – солоне.
Зі сказаного вище випливає, що Тіауанако був побудований на березі моря або сполученого з ним водоймища, що підтверджують і знайдені на його території руїни портових споруд, черепашки та останки копалин морських тварин, зображення літаючих риб. А таке місто-порт могло існувати тільки до початку підйому Анд. Але підйом Анд і зниження рівня вод світового океану геологи відносять до третинного періоду (60-70 мільйонів років тому), тобто, на час, коли на Землі, як стверджує сучасна наука, жодних людей не було. Однак деякі знахідки дають привід заперечувати таке твердження.
На початку 30-х років ХХ століття за 20 кілометрів на південний схід від міста Беріа, штат Кентуккі, США, професор геології, доктор Вілбур Бурроу та його колега Вільям Фіннел, виявили на скам'янілому піщанику в шарах порід кам'яновугільного періоду відбитки людських або дуже схожих на людські) ступні. Дванадцять слідів довжиною 23 сантиметри і шириною - в області «розчепірених» пальців - 15 сантиметрів виглядали так, ніби хтось пройшовся босими ногами мокрим піском, що згодом застиг і скам'янів. А скам'янів він, за всіма геологічними мірками, не пізніше, ніж 250 мільйонів років тому.
У 1988 році радянський журнал «Навколо світу» помістив повідомлення про те, що в Кургатанському заповіднику, що знаходиться в Чарджоуській області Туркменістану виявлені подібні відбитки, що найбільше нагадують сліди босої ноги людини або якоїсь людиноподібної істоти. Довжина відбитку 26 сантиметрів. Вік слідів, на думку вчених, щонайменше 150 мільйонів років.
Траплялися подібні знахідки і в інших регіонах, зокрема у Словаччині. При цьому слід наголосити, що поряд зі слідами «ніг» слідів «рук» у жодному випадку виявлено не було.
Але відомі відбитки ще загадковіші. 1976 року в Лондоні вийшла книга Томаса Ендрюса «Ми – не перші». У ній автор повідомляє, що 1968 року якийсь Вільям Майстер побачив у штаті Юта, США, на місці зламу скельної породи два чіткі відбитки… підошв взуття. При цьому задня частина відбитка зі слідом підбора поглиблена більше, як це повинно бути відповідно до розподілу тяжкості при ходьбі. Геологи, які обстежили місце знахідки, підтвердили, що в той час, коли утворився відбиток, формація знаходилася на поверхні і згодом була похована під нашаруванням інших порід. Скельна порода, на місці зламу якої виявився слід, датується кембрійським періодом, який почався 570 мільйонів років тому і через 80 мільйонів закінчився.
Влітку 1998 року експедиція Центру «МАІ-Космопошук» займалася пошуками уламків метеорита на південному заході Калузької області. На колишньому колгоспному полі поруч із покинутим селом «Знамя» один із членів експедиції підняв з землі кам'яний уламок, що здався йому незвичайним, відтер з нього бруд, і… всі побачили на сколі шаруватого крем'яного каменю болтик, що знаходився всередині, довжиною близько сантиметра з гайкою. Як міг «болтик» потрапити усередину каменю?
Оскільки він був вмурований усередину каменю, то це могло означати тільки одне: він опинився там, коли камінь ще не був каменем, а був осадовою породою, донною глиною. Скам'яніла ця глина, як визначили геологи та палеонтологи, що досліджували знахідку, 300-320 мільйонів років тому.
Вчені геологічного факультету Університету штату Теннесі, що у місті Чаттануга, вже не один десяток років перебувають у стані цілковитого подиву після того, як у 1979 році обстежили уламок скелі віком близько 300 мільйонів років. Цей важкий шмат каміння знайшов Ден Джоунс на березі річки Телліко, коли з вудкою в руках полював за фореллю. Виявилося, що в цьому уламку гірського кристалічного сланцю щільно вмурована рибальська котушка того типу, який використовується сучасними рибалками-любителями. Пояснити походження цієї знахідки університетські геологи не можуть досі.
А тепер поставимо питання, - який процес міг викликати підйом Анд (тобто, зниження рівня океану) на чотири кілометри і збереження його таким до наших часів? І чи може бути така глобальна трансформація пов'язана з появою в нашому небі Місяця?
Дає відповідь на ці питання і, до того ж, поєднує всі згадані вище події та явища, одна з «антинаукових» гіпотез. Згідно з нею, сотні мільйонів, а може, й мільярди років тому в навколоземному просторі з'явився гігантський космічний корабель із численними представниками високорозвиненої інопланетної цивілізації. Він вийшов на геостаціонарну орбіту та нерухомо завис над Західною півкулею Землі на висоті 36 000 кілометрів. Так над нашою планетою з'явився Місяць.
Під впливом її тяжіння, що знаходилася тоді в десять разів ближче до нашої планети, ніж зараз, форма Землі стала грушоподібною або яйцеподібною, і на її «підмісячній» поверхні зосередилися величезні маси води.
Для представників космічної цивілізації, які подолали величезні відстані у Всесвіті у пошуках підходящої планети, Земля відкривала багаті можливості для активного втручання у розвиток у ньому життя. І вони почали інтенсивну роботу над удосконаленням живих істот, що живуть на Землі. В результаті з часом на планеті виникла та сама цивілізація, чиї «точкові» сліди сучасні люди, як описано вище, зрідка знаходять у верствах земної кори, вік яких обчислюється сотнями мільйонів років. Зважаючи на деякі знахідки, та цивілізація за рівнем технічного розвитку набагато перевершувала нашу нинішню.
А потім на Землі і в ближньому до неї космосі сталася якась подія, яка спричинила жахливі та незворотні наслідки. Про це розповідає давньоіндійський епос Махабхарата, де, серед іншого, розповідається про три міста в космосі та про війну богів, що призвела до загибелі цих міст:
«Коли на небосхилі з'явилися ці три міста, бог Махадева вразив їх страшним променем у формі трьох пучків… Коли міста почали горіти, туди поспішила Парваті, щоб побачити це видовище».
Перекладаючи це на сучасну мову, можна припустити, що тоді в космосі стався якийсь катаклізм, що викликав сход Місяця з геостаціонарної орбіти і початок її обертання навколо Землі, що прискорюється. Після цього наша планета стала довго і болісно набувати відомого нам нинішнього вигляду, перерозподіляти води Світового океану. Ці процеси викликали потужні землетруси та гігантські повені. Спогади про цей жах збереглися до наших днів. Якщо вважати, що знайшов своє відображення в описі Всесвітнього потопу (Біблія, Буття, гл. 7, 8), то «переродження» тривало приблизно 375 днів.
А в грецькій міфології є розповідь про Фаетона, сина бога сонця Геліоса, який, керуючи колісницею батька, не зміг стримати вогнедишних коней, і ті, наблизившись до Землі, ледь не спалили її. Щоб запобігти катастрофі, Зевс вразив Фаетона ударом блискавки, і він, палаючи, впав у річку. Внаслідок такої глобальної катастрофи на Землі було знищено сліди колишньої цивілізації, а жменьки вцілілих людей, поступово деградуючи, перетворилися на печерних жителів епохи кам'яного віку.
Так було порушено порядок, що існував у світі, прийшов кінець Золотому Віку людства, коли «боги» (тобто, космічні прибульці) жили серед людей, а в небі було повно виман - літальних апаратів, що здійснювали рейси між космічними містами та Землею з пасажирами на борту : і людьми, і богами
Після Війни Богів уціліла, окрім Місяця, і одна з тих космічних станцій, які знаходились у просторі між Землею та Місяцем і, можливо, служили «перевалочними базами». Щоб врятувати вцілілу станцію та її мешканців, залишався єдиний спосіб: відправити її на Землю, тим більше, що в умовах, коли Місяць став поступово віддалятися від нашої планети, станція і так мала приземлитися через зміну співвідношення сил, що діють на неї.
Вирішили опускатися на воду, оскільки це зменшувало небезпеку аварії. Загалом приводнення пройшло успішно, незважаючи на те, що станція – після проходження атмосфери та удару об воду – отримала серйозні пошкодження. Щоб вона не затонула, її слід поставити на твердий ґрунт. Вцілілі вімани провели повітряну розвідку і відшукали групу островів, які оточували досить глибоку затоку, відкриту в південному напрямку. Туди й направили станцію, щоби при зниженні рівня вод вона осіла на дно і з часом опинилась на суші. Саме цей космічний об'єкт і став згодом столицею Атлантиди, а його екіпаж – атлантами.
Тут доречно нагадати, що середній діаметр Місяця зараз становить понад 3400 км. Тож і габарити вцілілої космічної станції були, мабуть, відповідними, і цілком могли відповідати розмірам Атлантиди (за Платоном): діаметр понад 2000 метрів, висота близько 180 метрів.
Після того, як простір навколо станції перетворився на велику долину, оточену горами, атланти почали обстежувати поверхню Землі. Вони розшукували вцілілих людей і займалися їх навчанням та розвитком, виховували в них активність та самостійність, а також проводили роботи з їхнього генетичного вдосконалення. Результатом стала поява неандертальців, кроманьйонців і, мабуть, тих людей, у яких об'єм черепа становив до 2300 cM3 (у сучасної людини він зазвичай не перевищує 1400 cM3). І жили ці «башкові хлопці», судячи з знахідок їхніх останків на території Марокко та Алжиру, близько 12 000 років тому, тобто якраз в останній період існування Атлантиди, а потім, як і вона, назавжди зникли з поверхні землі.
Атланти стали для уцілілих мешканців Землі вчителями, наставниками та просвітителями, вони закладали основи нової цивілізації. Ну, а люди шанували їх за богів, сприймали як своїх рятівників. Саме божествами-засновниками держави та культури вони залишилися в колективній пам'яті народів – у Шумері, Стародавньому Єгипті, у первісних мешканців Американського континенту.
Ну, а що ж сучасний Місяць - справді лише мертве небесне тіло, позбавлене води та атмосфери? Схоже, це зовсім так. Справа в тому, що ще майже три сторіччя тому, коли почалися регулярні спостереження за Місяцем, астрономи стали помічати на її поверхні дивні явища. Це були проблиски світла, що з'являються і зникали, і світлові промені, що літають у різних напрямках «вогники», спонтанно виникаючі і пропадаючі елементи рельєфу, частина з яких носила явні ознаки штучного походження. «Місячні загадки» продовжуються і досі.
Коли під час польоту американської експедиції до Місяця на кораблі «Аполлон-13» у квітні 1970 року третій ступінь ракети-носія корабля був відділений і впав на Місяць, то вся його поверхня до глибини 40 кілометрів коливалася майже три з половиною години! За словами одного з наукових співробітників НАСА, Місяць поводився немов величезний порожнистий гонг. (Тут доречно нагадати, що через технічні неполадки висадка астронавтів на Місяць не відбулася, корабель лише облетів її, і лише завдяки мужності та винахідливості екіпажу зміг благополучно повернутися на Землю).
У квітні 1972 року екіпаж «Аполлона-16», заміряючи з орбіти напруженість магнітного поля Місяця (яке, загалом, слабкіше земного майже сто разів), виявив, що він дуже нерівномірна і має різко виражену підвищену величину у семи різних районах місячного кулі. Було зроблено й інше дивовижне відкриття: під місячною поверхнею на глибині близько ста кілометрів існує два пояси з якихось феромагнітних речовин завдовжки понад тисячу кілометрів кожен, немов у надрах Місяця хтось проклав дві гігантські балки зі сталі.
Здавна вважалося, що на Місяці немає води. І ніколи не було. Але прилади, встановлені на ній екіпажами Аполлонів, спростували цю непорушну істину. Вони зафіксували скупчення водяної пари, що простягається над місячною поверхнею на сотні кілометрів. Аналізуючи ці сенсаційні дані, Джон Фріман з Університету Райса дійшов ще більш сенсаційного висновку. На його думку, показання приладів говорять про те, що водяні пари просочуються на поверхню із глибини місячних надр!
Таким чином, виходить, що представлена гіпотеза про походження Місяця та його зв'язок з Тіауанако та Атлантидою не позбавлена здорового глузду і не така вже «божевільна».
|
Декілька слів з історії проблеми
З планет внутрішньої частини Сонячної системи, які включають Меркурій, Венеру, Землю та Марс, тільки Земля має масивний супутник – Місяць. Супутники мають також Марс: Фобос і Деймос, але це невеликі тіла неправильної форми. Найбільший з них, Фобос, у максимальному вимірі всього 20 км, тоді як діаметр Місяця 3560 км.
Місяць і Земля мають різну щільність. Це викликано не тільки тим, що Земля має великі розміри і, отже, її надра знаходяться під великим тиском. Середня щільність Землі, приведена до нормального тиску (1 атм) – 4.45 г/см 3 щільність Місяця – 3.3 г/см 3 . Відмінність зумовлена тим, що Земля містить масивне залізо-нікелієве ядро (з домішкою легких елементів), у якому зосереджено 32% Землі. Розмір ядра Місяця залишається нез'ясованим. Але з урахуванням низької щільності Місяця та обмеження, що накладається величиною моменту інерції (0.3931), Місяць не може містити ядро, що перевищує 5% його маси. Найімовірнішим, з інтерпретації геофізичних даних, вважається інтервал 1–3%, тобто радіус місячного ядра становить 250–450 км.
На середину минулого століття сформувалося кілька гіпотез походження Місяця: відділення Місяця від Землі; випадкове захоплення Місяця на навколоземну орбіту; коаккреція Місяця та Землі з рою твердих тіл. Ця проблема донедавна вирішувалася фахівцями в галузі небесної механіки, астрономії та планетофізики. Геологи та геохіміки в ній участі не брали, оскільки про склад Місяця до початку її вивчення космічними апаратами нічого не було відомо.
Вже в 30-х роках. минулого століття було показано, що гіпотеза відриву Місяця від Землі, що висувалась, до речі, Дж. Дарвін, сином Ч. Дарвіна, неспроможна. Сумарний обертальний момент Землі та Місяця недостатній для виникнення навіть у рідкій Землі ротаційної нестійкості (втрата речовини під дією відцентрової сили).
У 60-ті роки. фахівці в галузі небесної механіки дійшли висновку, що захоплення Місяця на навколоземну орбіту – вкрай малоймовірна подія. Залишалася гіпотеза коаккреції, розроблена вітчизняними дослідниками, учнями О.Ю. Шмідта В.С. Сафроновим та Є.Л. Рускол. Її слабка сторона - нездатність пояснити різну щільність Місяця та Землі. Винаходилися хитромудрі, але малоправдоподібні сценарії того, як Місяць міг би втратити надмірне залізо. Коли стали відомі деталі хімічної будови та складу Місяця, ця гіпотеза була остаточно відкинута. Саме в середині 1970-х років. з'явився новий сценарій освіти Місяця. Американські вчені А.Камерон і В. Уорд і одночасно В. Хартман і Д. Девіс у 1975 р. запропонували гіпотезу утворення Місяця внаслідок катастрофічного зіткнення із Землею великого космічного тіла, розміром із Марс (гіпотеза мегаімпакту). В результаті величезна маса земної матерії та частково матеріалу ударника (небесного тіла, що зіткнувся із Землею), розплавилася і була викинута на навколоземну орбіту. Цей матеріал швидко акумулювався у компактне тіло, яке стало Місяцем. Незважаючи на екзотичність ця гіпотеза стала загальноприйнятою, оскільки вона пропонувала просте вирішення цілої низки проблем. Як показало комп'ютерне моделювання, з динамічного погляду, зіткне сценарій цілком здійснимо. Понад те, він пояснює підвищеному значенню кутового моменту системи Земля – Місяць, нахилу осі Землі. Легко пояснюється і нижчий вміст заліза в Місяці, оскільки передбачається, що катастрофічне зіткнення сталося після утворення ядра Землі. Залізо виявилося переважно сконцентрованим у ядрі Землі, а Місяць утворився з кам'яної речовини земної мантії.
Рис. 1 - Зіткнення Землі з небесним тілом розміром приблизно з Марс, в результаті якого стався викид розплавленої речовини, що утворив Місяць (гіпотеза мегаімпакту).
Малюнок В.Є. Куликовського.
До середини 1970-х рр., коли на Землю доставили зразки місячного ґрунту, досить добре були вивчені геохімічні властивості Місяця, і він за рядом параметрів дійсно показував непогану подібність до складу земної мантії. Тому такі видні геохіміки, як А. Рінгвуд (Австралія) та Х. Венке (Німеччина), підтримали гіпотезу мегаімпакту. Взагалі проблема походження Місяця з розряду астрономічних перейшла швидше в розряд геолого-геохімічних, оскільки саме геохімічні аргументи стали вирішальними в системі доказів тієї чи іншої версії освіти Місяця. Ці версії відрізнялися лише деталях: відносні розміри Землі і ударника, яким був вік Землі, коли сталося зіткнення. Сама ж ударна концепція вважалася непорушною. Тим часом деякі подробиці геохімічного аналізу ставлять під сумнів гіпотезу загалом.
Проблема «летючих» та ізотопного фракціонування
Питання дефіциту заліза на Місяці відігравало вирішальну роль при обговоренні походження Місяця. Інша фундаментальна проблема - надбідненість природного супутника Землі летючими елементами - залишалася в тіні.
Місяць містить у багато разів менше K, Na та інших летких елементів порівняно з кутистими хондритами. Склад кутистих хондритів розглядається як найбільш близький до початкової космічної речовини, з якої формувалися тіла Сонячної системи. Як «летючі» ми звично сприймаємо сполуки вуглецю, азоту, сірки та воду, які легко випаровуються при прогріванні до температури 100–200 о С. При температурах 300–500 про С, особливо в умовах низьких тисків, наприклад, при контакті з космічним вакуумом, леткість властива елементам, які зазвичай спостерігаємо у складі твердих речовин. Земля теж містить мало летких елементів, але Місяць помітно збіднений ними навіть у порівнянні із Землею.
Здавалося б, у цьому немає нічого дивного. Адже відповідно до ударної гіпотези передбачається, що Місяць утворився внаслідок викиду розплавленої речовини на навколоземну орбіту. Зрозуміло, що у своїй частина речовини могла випаруватися. Все добре пояснювалося б, якби не одна деталь. Справа в тому, що при випаровуванні відбувається явище, зване фракціонування ізотопів. Наприклад, вуглець складається з двох ізотопів 12 С і 13 С, кисень має три ізотопи - 16 О, 17 Про і 18 О, елемент Mg містить стабільні ізотопи 24 Mg і 26 Mg і т.д. При випаровуванні легкий ізотоп випереджає важкий, тому залишкова речовина повинна збагатитися важким ізотопом елемента, який був втрачений. Американський вчений Р. Клейтон зі співробітниками показав експериментально, що при спостережуваній втраті калію Місяцем відношення 41 K / 39 K мало б змінитися в ній на 60 ‰ . При випаровуванні 40% розплаву ізотопне відношення магнію (26 Mg/24 Mg) змінилося б на 11–13‰, а кремнію (30 Si/28 Si) – на 8–10‰. Це дуже великі зрушення, якщо врахувати, що сучасна точність вимірювання ізотопного складу цих елементів не гірша за 0.5‰. Тим часом ніякого зсуву ізотопного складу, тобто будь-яких слідів ізотопного фракціонування летких у місячній речовині не виявлено.
Виникла драматична ситуація. З одного боку, імпактна гіпотеза була проголошена непорушною, особливо в американській науковій літературі, з іншого – вона не поєднувалася з ізотопними даними.
Р. Клейтон (1995 р.) зазначав: «Ці ізотопні дані несумісні майже з усіма запропонованими механізмами збіднення летючими елементами шляхом випаровування конденсованої речовини». Х. Джонс і Х. Палме (2000 р.) зробили висновок, що «випаровування не може розглядатися як механізм, що призводить до збіднення летючими через непереборне ізотопне фракціонування».
Модель освіти Місяця
Десять років тому я висунув гіпотезу, сенс якої полягав у тому, що Місяць сформувався не внаслідок катастрофічного удару, а як подвійна система одночасно із Землею внаслідок фрагментації хмари пилових частинок. Так утворюються подвійні зірки. Залізо, яким Місяць збіднений, було втрачено разом з іншими летючими внаслідок випаровування.
Рис. 2 – Формування Землі та Місяця із загального пилового диска відповідно до гіпотези автора про походження Землі та Місяця як подвійної системи.
Але чи може виникнути така фрагментація при тих значеннях маси, кутового моменту та іншого, які має система Земля – Місяць? Це залишалося невідомим. Декілька дослідників об'єдналися в групу для вивчення цієї проблеми. До неї увійшли відомі фахівці у галузі космічної балістики: академік Т.М. Енеєв, ще у 70-ті р.р. досліджував можливість акумуляції планетних тіл шляхом поєднання пилових згущень; відомий математик академік В.П. М'ясніков (на жаль, що вже пішов із життя); великий спеціаліст у галузі газодинаміки та суперкомп'ютерів член-кореспондент РАН А.В. Забродін; доктор фізико-математичних наук М.С. Легкоступів; доктор хімічних наук Ю.І. Сидорів. Пізніше до нас приєднався доктор фізико-математичних наук, спеціаліст у галузі комп'ютерного моделювання А.М. Кривцов із Санкт-Петербурга, який зробив істотний внесок у вирішення проблеми. Наші зусилля були спрямовані на вирішення динамічного завдання освіти Місяця та Землі.
Однак ідея втрати Місяцем заліза в результаті випаровування, здавалося б, знаходилася в такій же суперечності з відсутністю слідів ізотопного фракціонування на Місяці, як і гіпотеза імпактна. Насправді тут спостерігалася чудова відмінність. Справа в тому, що ізотопне фракціонування відбувається, коли ізотопи необоротно залишають поверхню розплаву. Тоді, внаслідок більшої рухливості легені ізотопу виникає кінетичний ізотопний ефект (наведені вище величини ізотопних зрушень зумовлені саме цим ефектом). Але можлива інша ситуація, коли випаровування відбувається в закритій системі. У цьому випадку молекула, що випарувалася, може знову повернутися в розплав. Тоді встановлюється деяка рівновага між розплавом та парою. Зрозуміло, що більш леткі компоненти накопичуються у паровій фазі. Але внаслідок того, що існує як прямий, так і зворотний перехід молекул між парою та розплавом, ізотопний ефект виявляється дуже невеликим. Це – термодинамічний ізотопний ефект. При підвищених температурах він може бути дуже малий. Ідея закритої системи не застосовна до розплаву, викинутого на навколоземну орбіту і випаровується в космічний простір. Але вона цілком відповідає процесу, що протікає у хмарі частинок. Частки, що випаровуються, оточені своєю парою, і хмара в цілому знаходиться в умовах закритої системи.
Рис. 3 – Кінетичний та термодинамічний ізотопні ефекти: а) кінетичний ізотопний ефект при випаровуванні розплаву призводить до збагачення пари легкими ізотопами летких елементів, а розплаву – важкими ізотопами; б) термодинамічний ізотопний ефект, що виникає при рівновазі між рідиною та парою. Він може бути дуже малий при підвищених температурах; в) закрита система частинок, оточених своєю парою. Частки, що випарувалися, можуть знову повертатися в розплав.
Припустимо тепер, що хмара стискується внаслідок гравітації. Відбувається його колапс. Тоді частина речовини, що перейшла в пар, вичавлюється з хмари, а частинки, що залишилися, виявляються збідненими летючими. При цьому фракціонування ізотопів майже не спостерігається!
Було розглянуто кілька версій вирішення динамічного завдання. Найбільш вдалою виявилася модель динаміки частинок (варіант моделі молекулярної динаміки), запропонована А.М. Кривцовим.
Припустимо, що є хмара частинок, кожна з яких рухається відповідно до рівняння другого закону Ньютона, як відомо, що включає масу, прискорення і силу, що викликає рух. Сила взаємодії між кожною часткою і рештою частинок f включає кілька доданків: гравітаційна взаємодія, пружну силу, що діє при зіткненні частинок (проявляється на дуже малих відстанях), і непружну частину взаємодії, в результаті якого енергія зіткнення переходить у тепло.
Потрібно було прийняти певні початкові умови. Рішення проводилося для хмари частинок, що має масу системи Земля - Місяць, і має кутовий момент, що характеризує систему цих тіл. Насправді ці параметри для початкової хмари могли дещо відрізнятися як у більшу, так і меншу сторону. З зручності комп'ютерного розрахунку, розглядалася двовимірна модель – диск з нерівномірно розподіленою поверхневою щільністю. З метою описати поведінку реально тривимірного об'єкта в параметрах двовимірної моделі запроваджувалися критерії подібності за допомогою безрозмірних коефіцієнтів. Ще одна умова: потрібно було приписати частинці, крім кутової, якусь хаотичну швидкість. Математичні викладки та деякі інші технічні подробиці тут можна опустити.
Комп'ютерний розрахунок моделі, що базується на наведених принципах та умовах, добре описує колапс хмари частинок. У цьому формувалося центральне тіло підвищеної температури. Однак, не було головного. Не відбувалася фрагментація хмари частинок, тобто виникало одне тіло, а чи не подвійна система Земля – Місяць. Загалом кажучи, в цьому нічого несподіваного не було. Як уже згадувалося, спроби змоделювати утворення Місяця шляхом відриву від Землі, що швидко обертається, і раніше виявлялися безуспішними. Кутовий момент системи Земля-Місяць був недостатній для поділу загального тіла на два фрагменти. Те саме вийшло і з хмарою частинок.
Проте ситуація докорінно змінилася, коли взяли до уваги явище випаровування.
Процес випаровування з поверхні частки викликає ефект відштовхування. Сила цього відштовхування назад пропорційна квадрату відстані від частки, що випаровується: 
де - коефіцієнт пропорційності, що враховує величину потоку, що випаровується з поверхні частинки; m – маса частки.
Структура формули, що характеризує газодинамічний відштовхування, виглядає аналогічно виразу для гравітаційної сили, якщо замість λ підставити γ - гравітаційну постійну. Строго кажучи, повної подібності цих сил немає, тому що гравітаційна взаємодія є далекодіючою, а сила випаровування, що відштовхує, - локальною. Тим не менш, у першому наближенні їх можна об'єднати: 
Звідси виходить якась ефективна стала γ", менша, ніж γ.
Зрозуміло, зменшення коефіцієнта γ призведе до появи ротаційної нестійкості при менших значеннях кутового моменту. Питання в тому, яким має бути потік випаровування, щоб вимоги до початкової кутової швидкості хмари знизилися настільки, щоб реальний кутовий момент системи Земля – Місяць виявився достатнім для появи фрагментації.
Виконані оцінки показали, що потік має бути зовсім невеликим і вписуватись у цілком правдоподібні значення часу та маси. А саме, для хондр (сферичних частинок, з яких складаються метеорити хондрити) розміром приблизно 1мм, з температурою близько 1000 К і щільністю ~ 2 г/см 3 потік повинен становити величину приблизно 10-13 кг/м 2 с. У цьому випадку зменшення маси частки, що випаровується, на 40% займе час порядку (3 - 7) 10 4 років, що узгоджується з можливим порядком 10 5 років для тимчасової шкали початкової акумуляції планетних тіл. Комп'ютерне моделювання з використанням реальних параметрів виразно показало появу ротаційної нестійкості, що завершується формуванням двох нагрітих тіл, одному з яких належить стати Землею, а іншому – Місяцем.
Рис. 4 - Комп'ютерна модель колапсу хмари частинок, що випаровуються. Показано послідовні фази фрагментації хмари (а – г) та утворення подвійної системи (д – е). У розрахунку використовувалися реальні параметри, що характеризують систему Земля - Місяць: кінетичний момент K = 3.45 1034 кг м 2 с -1; загальна маса Землі та Місяця M = 6.05 10 24 кг, радіус твердого тіла із загальною масою Землі та Місяця Rc = 6.41 10 6 м; гравітаційна постійна "гама" = 6.67 10 -11 кг -1 м 3 с -2; початковий радіус хмари R0 = 5.51 Rc; число розрахункових частинок N = 10 4 значення потоку випаровування 10 -13 кг м -2 с -1 відповідає приблизно 40% випаровування маси частинок з розміром хондри порядку 1 мм протягом 10 4 - 10 5 років. Зростання температури умовно показане зміною кольору від синього до червоного.
Таким чином, запропонована динамічна модель пояснює можливість виникнення подвійної системи Земля – Місяць. При цьому випаровування призводить до втрати летких елементів за умов практично закритої системи, що забезпечує відсутність помітного ізотопного ефекту.
Проблема дефіциту заліза
Пояснення дефіциту заліза на Місяці порівняно із Землею (і первинною космічною речовиною – кутистими хондритами) свого часу стало найпереконливішим аргументом на користь імпактної гіпотези. Щоправда, і тут у імпактної гіпотези є труднощі. Справді, Місяць містить менше заліза, ніж Земля, але більше, ніж земна мантія, з якої, як вважається, вона утворилася. Можливо, Місяць успадкував додатково залізо ударника. Але тоді вона має бути збагачена не тільки залізом щодо земної мантії, а й сидерофільними елементами (W, P, Mo, Co, Cd, Ni, Pt, Re, Os та ін), що супроводжують залізо. У розплавах залізо-силікат вони приєднуються до залізної фази. Тим часом Місяць збіднений сидерофільними елементами, хоча в ньому більше заліза, ніж у земній мантії. В останніх моделях, щоб узгодити ударну гіпотезу зі спостереженнями, все більше збільшують масу ударника, що зіткнувся із Землею, і робиться висновок про його переважний внесок до складу речовини Місяця. Але тут виникає нове ускладнення імпактної гіпотези. Речовина Місяця, як випливає з ізотопних даних, строго споріднена з речовиною Землі. Дійсно, ізотопні склади зразків Місяця і Землі лежать на одній лінії в координатах 18 Про і 17 Про (ставлення ізотопів кисню 17 O і 18 O до 16 O). Так поводяться зразки, що належать одному й тому ж космічному тілу. Зразки інших космічних тіл займають інші лінії. Доки Місяць вважався мантії, що утворилася з речовини, збіг ізотопних характеристик свідчив на користь цієї гіпотези. Однак, якщо речовина Місяця істотно утворена з речовини невідомого небесного тіла, збіг ізотопних характеристик вже не підтримує ударну гіпотезу.
Рис. 5 – Порівняльний вміст заліза (Fe) та окису заліза (FeO) у Землі та Місяці.
Рис. 6 - Діаграма відносин ізотопів кисню 17 Про і 18 Про (δ 17 Про і 18 Про - величини, що характеризують зрушення ізотопних відносин кисню 17 Про/ 16 Про і 18 Про/ 16 Про відносно прийнятого стандарту SMOW). На цій діаграмі зразки Місяця та Землі лягають на загальну лінію фракціонування, що вказує на генетичну спорідненість їх складу.
Надбідненість Місяця летючими елементами та роль випаровування в динаміці формування системи Земля – Місяць дозволяють зовсім інакше витлумачити проблеми дефіциту заліза.
На підставі нашої моделі потрібно з'ясувати, як виникає збідненість Місяця залізом, і чому Місяць збіднений залізом, а Земля – ні, при тому, що в результаті фрагментації виникають два аналогічні за умов утворення тіла.
Лабораторні експерименти показали, що залізо теж відносно летючий елемент. Якщо випаровувати розплав, який має первинний хондритовий склад, то після випаровування найлегше летючих компонентів (з'єднань вуглецю, сірки та ряду інших) почнуть випаровуватися лужні елементи (K, Na), а потім настане черга заліза. Подальше випаровування призведе до випаровування Si, за ним Mg. Зрештою, розплав збагатиться найбільш важко летючими елементами Al, Ca, Ti. Перелічені речовини належать до породоутворюючих елементів. Вони входять до складу мінералів, що становлять основну масу (99%) порід. Інші елементи утворюють домішки та другорядні мінерали.
Рис. 7 – Після утворення двох гарячих зародків (червоні плями), значна частина холоднішого (зелений та синій колір) матеріалу вихідної хмари частинок залишається в навколишньому просторі (розміри частинок збільшені).
Примітка: Ядро Землі (врахована його маса, що становить 32% маси планети) містить, крім заліза, нікель та інші сидерофільні елементи, а також до 10% домішки легких елементів. Це можуть бути кисень, сірка, кремній, з меншою ймовірністю – домішки інших елементів. Дані для Місяця взяті за С. Тейлор (1979). Оцінки складу Місяця сильно варіюють у різних авторів. Нам видається, що оцінки С. Тейлора найбільш обґрунтовані (Галімов, 2004).
Місяць збіднений Fe і збагачений важко летючими елементами: Al, Ca, Ti. Вищий вміст Si і Mg у складі Місяця – це ілюзія, викликана дефіцитом заліза. Якщо втрата летких обумовлена процесом випаровування, то лише найважче летких елементів залишиться незмінним стосовно вихідному складу. Тому, щоб порівняти між хондритами (CI), Землею і Місяцем, слід віднести всі концентрації до елемента, зміст якого передбачається незмінним.
Тоді чітко виявляється збідненість Місяця як залізом, а й кремнієм і магнієм. Виходячи з експериментальних даних, цього слід очікувати при суттєвій втраті заліза у процесі випаровування.
А. Хашимото (1983) випаровував розплав, який спочатку мав хондритовий склад. Аналіз його експерименту виявляє, що при 40% випаровування залишковий розплав набуває складу, майже аналогічний місячному. Таким чином, склад Місяця, у тому числі дефіцит заліза, що спостерігається, можуть бути отримані при утворенні супутника Землі з первинної хондритової речовини. І тоді немає потреби в гіпотезі катастрофічного удару.
Асиметрія зростання зародків Землі та Місяця
Залишається друге із заданих вище питань – чому Земля не збіднена залізом, а також кремнієм і магнієм так само, як і Місяць. Відповідь на нього вимагала вирішення ще одного комп'ютерного завдання. Насамперед, зазначимо, що після фрагментації і утворення в хмарі двох гарячих тіл, що колапсує, залишається велика кількість речовини в навколишній хмарі частинок. Навколишня маса речовини залишається холодною порівняно з високотемпературними консолідованими зародками.
Рис. 8 – Комп'ютерне моделювання показує, що більший із зародків (червоний колір), що утворилися, розвивається набагато швидше і акумулює велику частину залишилася вихідної хмари частинок (синій колір).
Спочатку обидва фрагменти, як той, який мав стати Місяцем, так і той, який мав стати Землею, були збіднені летючими і залізом практично однаковою мірою. Однак комп'ютерне моделювання показало, що якщо один із фрагментів виявився (випадково) дещо більшою масою, ніж інший, то подальша акумуляція речовини протікає вкрай асиметрично. Зародок більшого розміру росте набагато швидше. Зі збільшенням різниці в розмірах лавиноподібно зростає відмінність швидкостей акумуляції речовини з частини хмари, що залишилася. В результаті зародок меншого розміру лише трохи змінює свій склад, у той час як зародок більшого розміру (майбутня Земля), акумулює практично всю первинну речовину хмари і в кінцевому рахунку набуває склад, дуже близький до складу первинної хондритової речовини, за винятком найбільш летких компонентів, безповоротно залишають хмару, що колапсує. Зауважимо вкотре, що втрата летких елементів у разі відбувається за рахунок випаровування у просторі, а й за рахунок вичавлювання залишкового пара колапсуючим хмарою.
Таким чином, запропонована модель пояснює надзбідненість Місяця летючими і дефіцит заліза в ньому. Головна особливість моделі - введення в розгляд фактора випаровування, причому в умовах, що виключають або зводять до малих величин фракціонування ізотопів. Цим долається фундаментальна складність, з якою стикається гіпотеза мегаімпакту. Фактор випаровування вперше дозволив отримати математичне рішення розвитку подвійної системи Земля – Місяць за реальних фізичних параметрів. Ми вважаємо, що запропонована нами нова концепція походження Місяця з первинної речовини, а не з мантії Землі, краще узгоджується з фактами, ніж американська гіпотеза мегаімпакту.
Майбутні завдання
Хоча відповіді на багато питань було отримано, ще чимало їх залишається, і постає нова велика проблема. Вона полягає у наступному. Ми у своїх розрахунках виходили з того, що Земля та Місяць, принаймні їхні зародки розміром 2–3 тис. км, виникли з хмар частинок. Тим часом існуюча теорія акумуляції планет визначає освіту планетних тіл як результат зіткнення твердих тіл (планетезималей) спочатку метрового, потім кілометрового, стокілометрового і т.д. розмірів. Отже, наша модель вимагає, щоб протягом ранньої стадії розвитку протопланетного диска в ньому виникали і росли майже планетарні маси великі згущення пилу, а не ансамбль твердих тіл. Якщо це дійсно так, то йдеться не лише про модель походження системи Земля – Місяць, а й необхідність перегляду теорії акумуляції планет в цілому.
Залишаються питання щодо наступних аспектів гіпотези:
- необхідний більш детальний розрахунок температурного профілю в хмарі, що колапсує, суміщений з термодинамічним аналізом розподілу елементів в системі частка - пара на різних рівнях цього профілю (поки це не зроблено, модель залишається швидше якісною гіпотезою);
- слід отримати суворіший вираз для газодинамічного відштовхування з урахуванням локального характеру дії цієї сили на відміну гравітаційного взаємодії.
- в моделі залишено осторонь питання про вплив Сонця, довільно обраний радіус диска та не розглянуто деформуючий вплив зіткнення згущень при формуванні диска.
- для отримання суворішого рішення важливо було б перейти до тривимірної постановки завдання і збільшити число модельних частинок;
- необхідно розглянути випадки формування подвійної системи з протодиску меншої маси, ніж сумарна маса Землі та Місяця, оскільки цілком ймовірно, що процес акумуляції відбувався у дві стадії – на ранній стадії – колапс пилового згущення з утворенням подвійної системи, а на пізній стадії – додаткове зростання за рахунок зіткнення твердих тіл, що утворилися на той час у Сонячній системі;
- у динамічній частині нашої моделі залишається не розробленим питання про причину високого значення початкового моменту обертання системи Земля – Місяць та помітного нахилу осі Землі до площини екліптики, тоді як гіпотеза мегаімпакту таке рішення пропонує.
Відповіді на ці питання значною мірою залежать від загального вирішення згаданої вище проблеми еволюції згущень у протопланетному навколосонячному газопиловому диску.
Нарешті, слід пам'ятати, що гіпотеза передбачає деякі елементи гетерогенної акреції (пошарове формування небесного тіла), щоправда у сенсі, протилежному прийнятому. Прибічники гетерогенної акреції припускали, що з планет спочатку тим чи іншим способом утворюється залізне ядро, та був вже наростає переважно силікатна оболонка мантії. У нашій моделі спочатку виникає зародок, збіднений залізом, і лише наступна акумуляція приносить збагачений залізом матеріал. Зрозуміло, це істотно видозмінює процес формування ядра і пов'язані з ним умови фракціонування сидерофільних елементів та інші геохімічні параметри. Таким чином, запропонована концепція відкриває нові аспекти дослідження в динаміці формування сонячної системи та геохімії.
Питання про походження Місяця, що має другу назву Селена* хвилювало і хвилювало уми з незапам'ятних часів, причому уми всіх. І простих обивателів, і особливо вчених чоловіків. Звідки у Землі взявся її супутник – Місяць? З цього приводу було висловлено багато гіпотез. І вони поділялися на два розділи...
Гіпотези природного та штучного походження
Існують дві групи, розділи, гіпотез походження Місяця: природна та штучна. Так от, природних гіпотез не так вже й мало, а штучних ще більше. Це все говорить про загадковість Селени.
Природні теорії виникнення Місяця
Перша теорія, основна з них, свідчить, що Місяць був захоплений гравітаційним полем Землі. Відповідно до теорії англійського астронома Літлтона, при утворенні небесних тіл, планет та супутників із загального «будівельного матеріалу» співвідношення маси планети із супутником має бути: 9:1. Однак співвідношення мас Землі та Місяця 81:1, а Марса та Місяця якраз 9:1! Звідси і виникла гіпотеза у тому, що раніше, до Землі, Місяць був супутником Марса. Хоча у нашій Сонячної системивсі тіла розташовані всупереч законам, за якими створено інші зіркові системи.
За другою теорією природного виникнення Місяця, так званої гіпотези відцентрового відділення, висунутої в XIX столітті. Місяць вирвало з надр нашої планети від удару великого космічного тіла в місці Тихого океану, де залишився так званий «слід» у вигляді западини.
Однак найбільш імовірною серед наукової спільноти вважається теорія, згідно з якою велике космічне тіло, можливо планета, врізалася в Землю, зі швидкістю кілька тисяч кілометрів, ударивши по дотичній, від чого Земля почала обертатися, завдавши колосальних руйнувань. Після такого удару частина Землі у вигляді уламків та пилу відкололась і відлетіла на деяку відстань. А потім силою гравітації вона притягла до себе всі уламки, які оберталися по орбіті і зіштовхуючись між собою протягом десятків мільйонів років, поступово збиралися в одну планету. Яка стала супутником.
Нижче наведено короткий ролик екранізація події.
Опис події з глибини давнини
Мартін Мартінус, який провів у Китаї кілька років, вивчаючи при цьому давньокитайські літописи, записав те, що сталося до потопу і яким чином все це сталося: «Опора неба обрушилася. Земля була вражена аж до свого заснування. Небо почало падати на північ. Сонце та зірки змінили напрямок свого руху. Вся система Всесвіту прийшла в безладдя. Сонце опинилося в затемненні, і планети згорнули зі свого шляху.
Виходить, орбіта Землі змінилася, почала проходити подалі від Сонця.
Що сталося?
Очевидно, Земля зіштовхнулася з кометою, траєкторія якої перетнулася з орбітою Землі. Чому саме комета, а не астероїд чи планета? Та тому, що геологічні дослідження свідчать, що в доісторичні часи рівень океану був значно нижчим, ніж сьогодні. Як відомо, комета складається з льоду, який розтанув і поповнив води світового океану.
Великий сумнів у всі версії, пов'язані зі зіткненням та утворенням Місяця від уламків викинутих вибухом під час зіткнення, поставив експеримент фахівців із Колорадського університету під керівництвом Робіна Кенапа, які спробували змоделювати цей катаклізм упродовж кількох років на комп'ютері. І на початку експерименту в кінці виходило, що довкола Землі крутився не один супутник, а цілий рій маленьких супутників. І лише істотно ускладнивши модель і уточнивши опис процесів, що відбувалися, ученим все-таки вдалося домогтися того, що у Землі утворювався всього один природний супутник. Що потім відразу взялося на озброєння прихильників виникнення Місяця після зіткнення планети з якимось тілом.
1998 року наукову громадськість приголомшив факт знаходження величезної кількості льоду в затінених районах біля місячних полюсів. Це відкриття зробили на американському апараті "Лунар Проспектор". Крім того, при обертанні навколо Місяця, апарат зазнавав незначних змін у швидкості. Розрахунки за цими показниками виявили наявність у Місяця ядра. Математично вчені визначили його радіус. На їхню думку, радіус ядра повинен становити від 220 до 450 км, при радіусі Місяця 1738 км. Цей показник був отриманий виходячи з передумови, що ядро Місяця складається з таких матеріалів, як і ядро Землі.Використовуючи магнітометри "Лунар Проспектора", вчені виявили у Місяця слабке магнітне поле. Завдяки якому змогли уточнити радіус місячного ядра, що становить 300-425 км. На Землю також було доставлено 31 пробу ґрунту, вивчення якого показали, що вміст ізотопів у пробах місячного ґрунту повністю ідентичні земним пробам. За словами Уве Віхерта: «Ми вже знали, що у Землі та Місяця дуже схожі комплекси ізотопів, але ми не очікували, що вони абсолютно однакові».
Звідси і висувалася низка гіпотез, що утворення Місяця походить від удару з іншим космічним тілом.
Автор наступної теорії широко відомий Кант, на чию думку Місяць утворився разом із Землею з космічного пилу. Однак вона виявилася неспроможною. Зважаючи на невідповідність законам космічної механіки, за якою співвідношення мас планети та супутника мають становити 9:1, а не 81:1 як Землі з Місяцем. Проте суперечить законам космічної механіки як Місяць, а й вся Сонячна система.
Проте до цього ми розглядали лише офіційні версії. А точніше природні, дійшла черга до неприродної, штучної появи Місяця. Яке перекреслює всі відкриття, згадані в цій статті вище. Виходить, що астронавти з «Лунар Проспектор» так грубо помилилися, чи влада ввела весь світ в оману? Нічого не можу сказати із цього приводу, сам на Місяці не був. Найкраще розглянути інші гіпотези.
Штучні теорії походження Місяця
Народні перекази
Прихильники катастрофи вважають, що події цієї катстрофи сталися 4,5 мільярда років тому. Однак деякі факти, перекази та легенди говорять про інше. Слово легенда у багатьох асоціюється, як вигадано, не було насправді такого. Але ж і Трою колись уважали вигадкою, легендою. А виявилося історія, буваль. Легенди часто, як показує досвід, мають під собою основу подій, що дійсно відбуваються.
У переказах різних народів стверджується, що до потопу на небі не було Місяця. У переказах стародавніх майя небо освітлювала Венера, але не Місяць. Міфи бушменів також стверджують, що Місяць з'явився на небі після всесвітнього потопу. Про це ж у III столітті до н. писав Аполлоній Родоський, колишній доглядачем Олександрійської бібліотеки. У зв'язку з чим мав можливість користуватися найдавнішими рукописами та текстами.
Прихильники теорії штучного походження Місяця кажуть, що цей супутник чужий нашій планеті.
На сьогоднішній день ще є питання до природної теорії. А саме, з ґрунту, взятого з місячної поверхні, встановили, що поверхня складена з порід багатих на титан. А товщина цих порід складає 68 км. Виходить, що помиляються наші дослідники щодо товщини чи під породою порожнеча. Саме звідси походять теорії про порожній Місяць.
Місяць космічний корабель?
Теорія порожнього Місяця також підтверджує теорію космічного корабля. Більше того, поверхня «цариці ночі» є сумішшю космічного пилу та уламків скель (по-науковому це називається реголітом). Як відомо, атмосфера на нашому супутнику відсутня і тому перепади температур на поверхні досягають 300 градусів за шкалою Цельсія. Так ось, цей реголить прекрасний ізолятор! Вже на глибині кількох метрів температура постійна, хоч і негативна, якщо не гріти. Що також відіграло роль для висунення версії про космічний корабель.
База інопланетян
Один дослідник Джордж Леонард вважав, що Місяць був проміжною сировинною та й паливною базою інопланетян. І після зіткнення з кометою цій базі був потрібний ремонт, для чого і відбуксували її на орбіту Землі.
Те, що раптово згорнули місячну програму, також грає на користь теорії, що там, навіть якщо не космічний корабель, є хтось або щось таке, що злякало всіх дослідників. Дослідити об'єкт і потім різко втратити інтерес до нього можна тільки за наявності вичерпної інформації про нього. Чого нам про неї нічого не відомо? Адже з усіх боків одразу розтрубили б про всі відкриття. Або зіткнувшись з неможливістю вивчення. Зважаючи на те, що науково-технічний прогрес завжди рухається вперед, стає очевидним, що перешкоди виникають не через технічну нестачу. А швидше за все попередили хтось! Або побачили щось!
Є ще безліч версій освіти Місяця, особливо штучних. А за наявності такої кількості загадок і таємниць навколо, навіть низка зафіксованих фактівдослідниками супутника, схиляють до думки про те, що на Місяці знаходяться хтось або щось для нас поки що незрозуміле та незрозуміле. І її походження стає не менш загадковим.
Селена*(ін.-грец. Σελήνη, лат. Luna) - одне з божеств грецької міфології, відоме також під ім'ям Мена (Мене). «Титаніда», дочка Гіперіона та Тейї, сестра Геліоса та Еос. Богиня місяця.; ототожнювалася з Артемідою, іноді також з богинею Гекатою, яка вважалася покровителькою чарівництва та ворожіння. У поезії (у Сапфо) С. зображувалася прекрасною жінкою зі смолоскипом у руці, що веде за собою зірки.
Схожі матеріали:
Завантаження...