Луна

Луна. Веками владела Луна воображением ученых, но хороших сведений о ней было мало вплоть до недавних космических экспедиций, которые принесли новые и захватывающие открытия. Многие из них касаются истории развития Луны в геологическом смысле и, что еще важнее, состава ее недр. Но нам необходимо обсудить прежде всего вопрос о происхождении Луны, так как данные по этому вопросу для нас полезнее всего.

Луна имеет радиус 1738 км и среднюю плотность 3340 кг/м3. Это, следовательно, один из самых крупных спутников в Солнечной системе, что позволяет выдвинуть предположение, что Луна когда-то была самостоятельной планетой. Исторические свидетельства и геологические данные, касающиеся изменения лунной орбиты, указывают на то, что Луна постепенно увеличивает свой момент количества движения (а значит, и расстояние от Земли) за счет нашей планеты. А это в свою очередь указывает на тесную связь Земли и Луны в прошлом. О происхождении Луны мнения расходятся: одни считают, что аккреция Луны происходила совместно с аккрецией Земли в пространстве, по мнению других, Луна откололась от Земли или даже была независимым «скитальцем» в Солнечной системе и затем уже была захвачена Землей.

Теория бинарной совместной аккреции завоевала наиболее широкое признание главным образом по динамическим соображениям; например, легче допустить, что Земля могла захватить много мелких обломков, чем одну крупную готовую Луну. Интересно обсудить на этом фоне данные о химических различиях между Землей и Луной.

С Земли хорошо видно, что поверхность Луны делится на светлые и темные участки, которые отождествляются с разными топографическими особенностями: более светлые участки называют возвышенностями, горами и т.п., более темные — морями (когда-то думали, что это и на самом деле океанические впадины). Возвышенности сложены анортозитами и габбро-анортозитами (70-100% кальциевого плагиоклаза), имеющими возраст 4,0-4,5 млрд. лет. По-видимому, из этих пород сформировалась древняя кора Луны, а затем, при возникновении лунных морей около 4 млрд. лет назад, она была расколота, вероятно, в результате ударов крупных планетезималей. Впадины морей заполнились после этого обширными потоками базальтовой лавы, возраст которой составляет 3,2-3,9 млрд. лет, но свидетельств более поздней вулканической деятельности не обнаружено.

Базальтовые лавы дают некоторые важнейшие сведения о составе Луны, так как, подобно земным базальтам, они образуются, по-видимому, в результате частичного плавления во внутренних областях планеты. Щелочные элементы включены на рис. 5.5 в группу летучих, и в лунных базальтах они относительно истощены, тогда как содержание тугоплавких элементов повышено. Учитывая, что никель и иридий-это два тугоплавких элемента, которые в обычном случае проявляют сидерофильные тенденции, можно считать наилучшим описанием диаграммы, следующее.

По сравнению с земными базальтами в лунных базальтах летучие и сидерофильные элементы истощены, а содержание тугоплавких литофильных элементов повышено.

Выпадающее из этой закономерности обогащение лунных базальтов летучей серой связано с кристаллизацией в них троилита (FeS), тогда как в относительно богатой кислородом земной вулканической обстановке образуется газ S02, при отгонке которого остающееся железо соединяется с кислородом в кристаллическом магнетите (Fe304).Является ли специфичная геохимия лунных базальтов характеристикой той области лунных недр, где эти базальты выплавились, или же эти геохимические особенности возникли при излиянии базальтовой лавы на лунную поверхность в условиях высокого вакуума? Два вида доказательств указывают на первое. С одной стороны, значительные потери маловероятны, поскольку элементы могут улетучиваться, только оказавшись на поверхности или очень близко к ней .