Мистерия Луны

Последним человеком, ходившим по Луне, был Юджин Кернан в декабре 1972 г. Информация, собранная за эти три года, а также впоследствии, после запуска русских беспилотных аппаратов, не только значительно расширила наши знания о Луне, но и поставила много новых вопросов.

Ожидалось, что образцы, доставленные с Луны, докажут одну из существующих теорий о системе Земля – Луна. Если образцы пород с лунной поверхности значительно отличаются от земных пород, то это может подтвердить предположение о том, что Луна возникла в другой части Солнечной системы и была захвачена молодой Землей. Если же Луна во всех отношениях идентична Земле, тогда можно считать, что они возникли вместе и примерно в одно и то же время. Однако вскоре стало ясно, что обе теории ошибочны, и даже сейчас не существует логического объяснения происхождения Луны и ее нынешнего положения.

Запутанная теория «двойного большого столкновения» кое-как заполняет пустоту, чтобы мы не слишком беспокоились по поводу этого пробела в наших знаниях о Земле и ее ближайшей соседке. Хотя большинство людей считают эту довольно неуклюжую гипотезу правильной, даже те, кто разрабатывал ее, признают существование значительных неувязок. Все теории о происхождении Луны изобилуют проблемами, и ученые из Висконсинского университета указали на основные проблемы теории «большого столкновения»:

– Эта теория требует, чтобы вся Луна первоначально находилась в расплавленном состоянии и прирастала за счет дегазованного материала, то есть не объясняет недифференцированный состав нижней мантии Луны.

– Она требует, чтобы аккреция Луны происходила с участием того же источника кислорода, что и на Земле (предыдущий спутник Земли?).

– Она не объясняет уменьшения плотности под верхней мантией Луны.

– Она требует того, чтобы разделение Земли и ее будущего спутника, а также их столкновение произошло за 55 млн. лет, что соответствует расчетной модели лунного магматического океана.

– Она не учитывает кумулятивное воздействие многих крупных столкновений на ось вращения Луны.

Существует еще одна крупная проблема, связанная с продолжающимся замедлением вращения Земли. Очень точные астрономические измерения показывают, что продолжительность дня увеличивается примерно на одну-две тысячных секунды в день за 100 лет. Ранее считалось, что это увеличение полностью зависит от фрикционного воздействия приливов, вызываемых Солнцем и Луной. Но когда были предприняты попытки предсказать изменения позиции Луны на основе только этого эффекта, исследователи обнаружили, что расчеты вообще не согласуются с наблюдениями, здесь действовал какой-то другой фактор.

Этим фактором является железо, опускающееся к ядру Земли и таким образом изменяющее момент инерции и продолжительность дня. Когда этот фактор был принят во внимание и расчеты были проведены на основе приливного воздействия и изменения момента инерции из-за опускающегося железа, результаты совпали с наблюдениями. Но для согласования результатов было необходимо выдвинуть постулат о том, что из мантии к ядру каждую секунду опускается 50 000 тонн железа!

Несмотря на такой огромный объем, образование металлического ядра Земли все равно должно было продолжаться 500 млн. лет, а некоторые расчеты показывают, что оно могло длиться до 2 млрд. лет. Если этот вывод правилен (а у нас нет основания для сомнений), на первоначальном этапе существования Земли в ее внешних слоях было много железа. Поскольку Луна сформировалась на очень раннем этапе существования Земли, а возможно и раньше, любой материал, выброшенный с поверхности при мощном столкновении, должен был содержать большое количество железа, но на самом деле мы наблюдаем совсем иную картину.

Существует общее понимание, что, несмотря на интенсивное исследование природы Луны и все то, что известно о ее поверхности и составе ее пород, мы по-прежнему пребываем в неведении относительно ее происхождения, как было в то время, когда первый космический аппарат вышел за пределы земной атмосферы.

Как уже обсуждалось, анализ изотопов кислорода Доказал, что лунные и земные породы образовались на одинаковом расстоянии от Солнца, поэтому Луна определенно не является захваченным астероидом. Лунные породы содержат такие же элементы, как и земные, но в иных пропорциях. По сравнению с Землей Луна значительно обеднена тяжелыми металлами, что объясняет ее небольшую массу по сравнению с размером.

Полеты «Аполлона» выявили еще более странные обстоятельства.

«Хьюстон, у нас есть проблема»

Первые две команды «Аполлонов» высадились на гладкой поверхности лавовых морей, сравнительно молодых по лунным меркам, но теперь в НАСА хотели совершить посадку в более пересеченной местности на одной из возвышенностей, где астронавты могли бы изучить более древние районы Луны. Хотя специалисты не были готовы подвергать лунный модуль опасности при посадке в скалистой местности, отборочную комиссию заинтересовало место под названием холмы Фрамаура посреди Океана Бурь, образовавшие довольно ровную часть возвышенности.