Внутреннее строение Луны - Internal structure of the Moon

Внутреннее устройство Луны
Тепловое состояние Луны в возрасте 100 млн лет.

Имея среднюю плотность 3346,4  кг / м 3 , Луна представляет собой дифференцированное тело, состоящее из геохимически отличных коры , мантии и ядра планеты . Эта структура , как полагают, результатом фракционной кристаллизации из в океане магмы вскоре после его образования около 4,5 миллиардов лет назад. Энергия, необходимая для расплавления внешней части Луны, обычно объясняется гигантским ударным событием, которое, как предполагается, сформировало систему Земля-Луна, и последующим воссозданием материала на орбите Земли. Кристаллизация этого магматического океана привела бы к образованию основной мантии и коры, богатой плагиоклазом .

Геохимическое картирование с орбиты предполагает, что кора Луны в значительной степени анортозитовая по составу, что согласуется с гипотезой магматического океана. Что касается элементов, лунная кора состоит в основном из кислорода , кремния , магния , железа , кальция и алюминия , но также присутствуют важные второстепенные и микроэлементы, такие как титан , уран , торий , калий и водород . Согласно геофизическим методам, толщина земной коры оценивается в среднем около 50 км.

Частичное таяние мантии Луны привело к извержению морских базальтов на поверхности Луны. Анализ этих базальтов показывает, что мантия состоит преимущественно из минералов оливина , ортопироксена и клинопироксена , и что мантия Луны более богата железом, чем мантия Земли. Некоторые лунные базальты содержат большое количество титана (присутствующего в минерале ильмените ), что позволяет предположить, что мантия очень неоднородна по составу. Было обнаружено, что лунотрясения происходят глубоко в мантии Луны, примерно на 1000 км ниже поверхности. Они происходят с ежемесячной периодичностью и связаны с приливными напряжениями, вызванными эксцентрической орбитой Луны вокруг Земли. Также было обнаружено несколько неглубоких лунотрясений с гипоцентрами, расположенными примерно на 100 км ниже поверхности, но они происходят реже и, по-видимому, не связаны с лунными приливами.

Основной

Схематическое изображение внутреннего строения Луны

Несколько свидетельств указывают на то, что ядро ​​Луны маленькое, с радиусом около 350 км или меньше. Размер лунного ядра составляет всего около 20% от размера самой Луны, в отличие от примерно 50%, как в случае с большинством других земных тел. Состав лунного ядра не очень хорошо ограничен, но большинство полагает, что оно состоит из сплава металлического железа с небольшим количеством серы и никеля . Анализ изменяющихся во времени вращений Луны показывает, что ядро, по крайней мере, частично расплавлено.

В 2010 году повторный анализ старых сейсмических данных Apollo о глубоких лунотрясениях с использованием современных методов обработки подтвердил, что Луна имеет богатое железом ядро ​​с радиусом 330 ± 20 км . Тем же реанализом установлено, что твердое внутреннее ядро ​​из чистого железа имеет радиус 240 ± 10 км . Ядро окружает частично (от 10 до 30%) расплавленный слой нижней мантии радиусом 480 ± 20 км (толщина ~ 150 км). Эти результаты означают, что 40% ядра по объему затвердело. Плотность жидкого внешнего ядра составляет около 5 г / см 3, и оно может содержать до 6% серы по весу. Температура в активной зоне, вероятно, составляет около 1600–1700 К (1330–1430 ° C).

Луна - Oceanus Procellarum («Океан бурь»)
Древние рифтовые долины - прямоугольная структура (видимая - топография - гравитационные градиенты GRAIL ) (1 октября 2014 г.).
Древние рифтовые долины - контекст.
Древние рифтовые долины - крупный план (авторская концепция).

В 2019 году повторный анализ почти 50-летних данных, собранных в эксперименте Lunar Laser Ranging, с данными лунного гравитационного поля из миссии GRAIL , показывает, что для расслабленного лунного жидкого ядра с негидростатическими литосферами уплощение ядра определяется как (2.2 ± 0.6) × 10 −4 с радиусами границы ядро-мантия как 381 ± 12 км .

Смотрите также

Рекомендации

Внешние ссылки