20 июля отмечается Международный день Луны. Эксперт Пермского Политеха Евгений Бурмистров рассказал о некоторых особенностях естественного спутника Земли, касающихся его температуры, физического состояния, наличия воды, магнитных аномалий и влияния на солнечные затмения.
Одной из характеристик Луны является отсутствие атмосферы, что приводит к значительным перепадам температур. В дневное время поверхность нагревается до 120–127 градусов Цельсия, а перед рассветом остывает до минус 173 градусов. На полюсах температурные показатели еще более низкие. Ось Луны имеет почти вертикальное положение, поэтому Солнце находится низко над горизонтом и не освещает глубокие кратеры. Эти области находятся в постоянной тени, и температура в них опускается до минус 240 градусов. Для сравнения, средняя температура на Нептуне составляет около минус 214 градусов.
За последние несколько сотен миллионов лет диаметр Луны уменьшился примерно на 50 метров. Причиной является постепенное остывание внутренних слоев спутника, начавшееся около 4,5 миллиардов лет назад. Поскольку у Луны отсутствуют тектонические плиты, ее кора не компенсирует сжатие плавно, а образует складки на поверхности. Этот процесс сопровождается сейсмической активностью, которая может достигать магнитуды 5,5. Масса Луны при этом не меняется, поэтому ее гравитационное воздействие на Землю остается неизменным. Сейсмическая активность рассматривается как потенциальный фактор риска для будущих лунных миссий и оборудования.
Согласно современным исследованиям, история воды на Луне включает как минимум два источника. Первый — это вода, присутствовавшая в недрах спутника с момента его формирования. Ее обнаружили в минерале апатите, входящем в состав древних пород. Доля гидроксильных групп, связанных с водой, в этих образцах может достигать 1 процента. Второй источник — вода, доставленная метеоритами и кометами. В лунных цирконах возрастом около 4,38 миллиардов лет из метеорита NWA 10049 зафиксирована граница между составом ядра и более поздним краем, содержащим воду с тяжелым водородом, характерным для метеоритов.
Наличие воды в лунных породах ставит под сомнение классическую гипотезу о формировании Луны в результате одного столкновения Земли с крупным небесным телом, при котором вода должна была испариться. Предполагается, что Луна могла сформироваться из обломков после серии более мелких столкновений. В этом случае при каждом ударе выделялось недостаточно тепла для полного испарения воды.
У Луны отсутствует общее магнитное поле, поскольку ее ядро остыло. Однако в коре сохранились локальные участки с повышенной намагниченностью. Они образовались миллиарды лет назад, когда у спутника существовала собственная магнитосфера, и частично сохранились в горных породах, содержащих металл. В зонах этих аномалий, протяженностью до нескольких десятков километров, поток солнечных частиц на поверхность может снижаться до 80 процентов.
Спутник Земли асимметричен. На обратной стороне кора почти в два раза толще и может достигать 100 километров, тогда как на видимой стороне ее толщина составляет от 20 до 60 километров. Предполагается, что тепловое излучение молодой Земли могло влиять на перемещение вещества в сторону более холодной обратной стороны. Температура на обратной стороне примерно на 70–100 градусов ниже, чем на видимой. Это связывают с неравномерным распределением теплообразующих элементов — урана, тория и калия, концентрация которых выше на видимой стороне.
Полные солнечные затмения возможны благодаря соотношению размеров и расстояний. Солнце примерно в 400 раз больше Луны по диаметру и находится от Земли примерно в 400 раз дальше, поэтому их видимые угловые размеры на небе совпадают. Это позволяет Луне перекрывать солнечный диск.
В 2026 году ожидается одно полное солнечное затмение 12 августа. Его можно будет наблюдать в Гренландии, Исландии, на севере Испании, а также частично в северных регионах России, включая Мурманск и полуостров Таймыр.
Читайте также: Китай планирует ударить по астероиду на скорости 26 Махов для изменения его орбиты.