Лунные аномалии. Лунный кратер На луне есть лунные кратеры

Кратеры на Луне – это удивительное для человека явление, которое пытались объяснить еще в 18 веке. Существовало две основных гипотезы происхождения кратеров – метеоритная и вулканическая. До 20-го века предпочтение отдавалось вулканической гипотезе, так как по мнению ученых того времени метеориты должны были оставлять форму эллипса, ведь они падают на поверхность под углом.

Однако новозеландский ученый Джиффорд в 1924 году впервые предоставил качественное описание падение и удара метеорита о поверхность планеты, двигающегося с космической скоростью. Из этого описания следовало, что большая часть метеорита при таком ударе испаряется, а форма кратера от угла падения не зависит.

Что такое лунный кратер?

Лунным кратером именуется чашеобразное углубление на поверхности Луны, которое окружено кольцевидным приподнятым валом и имеет сравнительно плоское дно. Большинство лунных кратеров в соответствии с действующими современными представлениями представляют кратеры ударного типа. Лишь незначительная часть из них до этого момента относится к вулканическим кальдерам.

Сегодня на поверхности Луны можно свидетельства бомбардировки ее , кометами и астероидами. Существует примерно полумиллиона кратеров, которые имеют размер свыше 1 км. Из-за того, что на Луне нет атмосферы, воды, а также не происходили значительные геологические процессы, фактически кратеры не подвергались изменениям. Поэтому даже древние кратеры находятся на поверхности Луны в практически нетронутом состоянии.

Самый большой кратер на Луне находится на обратной стороне спутника земли, его глубина равняется 13 км, а в диаметре он составляет 2240 км.

История происхождения кратеров

Название «кратер» позаимствовано из древнегреческого языка и введено Галилео Галилеем. Слово кратер обозначало сосуд, который применяли для смешивания вина и воды. В 1609 г. Галилео соорудил первый , который имел трехкратное увеличение. Он провел астрономические наблюдения Луны и выяснил, что ее форма далека от правильной сферой – у нее есть горы, а также чашеобразные углубления, которые ученый стал называть кратерами.

На протяжении веков научное мнение о появлении лунных кратеров менялось. Кроме ударного происхождения рассматривалась вулканическая теория, а также воздействие «космического льда». Однако сведения, которые были собраны в ходе изучения Луны, показали, что большинство кратеров представляют ударные кратеры.

Морфологические признаки кратеров

К морфологическим признакам кратеров можно отнести:

Кратер окружает местность с породами, которые выброшены при ударе (импакте). Как правило, они светлее старых пород вследствие меньшего воздействия солнечной радиации.
Система радиальных лучей, образованных ударными выбросами и отходящих от кратера, в некоторых случаях простираются на весьма большое расстояние.
Внешний вал с породами, которые были выброшены при ударе, однако упавшие около кратера.
Центральный пик, который характерен для кратеров, его диаметр превышает 26 км, данный процесс его появления подобен образованию капли отдачи во время падения в воду небольшого предмета.
Дно чаши кратера.
Внутренний склон.

Морфологические признаки кратера во многом связаны с его размером. Стандартный небольшой кратер в 5 км включает острый внешний вал по высоте до 1000 м, а также дно чаши, находящееся на уровне ниже 100 м местности, которая окружает ее.

Кратерам, которые имеют диаметр выше 26 км, свойственен центральный пик. Крупные кратеры диаметром примерно 100 км обладают внешним валом возвышения 1000 — 5000 м.

Классификация кратеров

Кратеры на видимой стороне луны получили классификацию в 1978 г. Ее разработали Лейф Андерссон и Чарльз Вуд.

Тип ALC — кратер сферической формы, имеет острый вал, сферическую форму дна чаши и гладкий внутренний склон. Диаметр до 10 км. (представитель – кратер Аль-Баттани C).
Тип BIO – такой же, как и ALC, однако в центральной части чаши находится плоское дно. Диаметр — 10-15 км. (представитель – кратер Био).
Тип SOS – кратер с плоским дном чаши, центральный пик и террасы внутреннего склона отсутствуют. Диаметр — 15-25 км. (представитель – кратер Созиген).
Тип TRI – кратер с центральным пиком от 26 км, гладкость внутреннего склона утрачена и есть следы обрушения. Диаметр — 15-50 км. (представитель – кратер Триснеккер).
Тип TYC – кратер с сравнительно плоским дном чаши, который имеет террасовидный внутренний склон, имеет часто центральный пик более 50 км. представитель – кратер Тихо).

Крупнейшие кратеры на Луне

Крупнейший кратер Луны – Айткен, его назвали Бассейном Южный Полюс (South Pole — Aitken basin). Это самый глубокий, старый и крупнейший бассейн на Луне. Его глубина -13 км, а в диаметре он простирается на 2500 км. Область Айткена расположена главным образом на дальней стороне Луны, вследствие чего увидеть с Земли кратер невозможно. Из-за его глубины, местоположения и высоты стен он постоянно находится в тени.

Кратер Герцшпрунг

Герцшпрунг – один из крупнейших кратеров, его диаметр равняется 591 км, располагается он на обратной стороне Луны, вследствие чего его нельзя увидеть с Земли. Данный кратер представляет многокольцевую ударную деталь. Кратер назвали в честь Эйнара Герцшпрунга, химика и астронома из Дании.

Герцшпрунг представляет огромную вмятину. Удар космического тела был колоссальным, отчего поверхность Луны пошла кольцами. В результате у кратера образовалось сразу две стены, их высота на некоторых участках превышает тысячу метров. Кратер достигает глубины до 4 500 метров. В то же время Герцшпрунг имеет повреждения стенок, которые появились вследствие образования более мелких кратеров, а также воздействия других космических катастроф.

Следует также отметить и другие крупные кратеры на Луне : это Коперник, Тихо и другие.

Но сначала фотография Луны с анонсом и местоположением тех объектов, о которых пойдёт речь с этой статье:

Наверное самый известный кратер на Луне, многие не знают его название, но точно видят его на луне. Его можно "угадать" даже невооружённом взглядом в полнолуние, потому что в полнолуние это ярчайшее пятно на Луне за счёт лучей, исходящих от кратера до 1500 км в длину

Кратер образовался на луне примерно 100 миллионов лет назад, средний диаметр 85 км и максимальна глубина почти 5 км. По Лунным меркам, кратер считается молодым. В приближении 5000 мм, отчётливо прорисовываются ступенчатая структура внутреннего вала на стенах кратера. А так же на отдельные скалы разделяется центральная горка кратера, которая достигает высоты порядка 2 км.

Думаю, что вторым по узнаваемости, является кратер Коперник. Он отчётливо виден, как в полнолуние, так и в другие фазы Луны, когда освещается светом Солнца. Его хорошая видимость обусловлена, тем, что кратер находится посередине океана Бурь, в тёмной вулканической породе, а те выбросы, которые появились в результате столкновения имеют более светлый цвет, за счёт этого он и контрастирует на поверхности Луны.

На мой взгляд, очень интересный кратер. При различных фазах Луны, выглядит совершенно по разному, за счёт игры света и теней. В этот раз он был почти полностью освещён, и кажется немного плоским, но зато тени не скрывают всей его внутренней террасовидной структуры. Возраст оценивается в 800 миллионов лет, глубиной почти 4 км и в диаметре около 96 км. Вокруг Коперника можно наблюдать огромную сеть вторичных мелких кратеров, образованных осколками горных пород в результате взрыва при падении метеорита, создавшего Коперник. Занимательная деталь, заключается в том, что астронавты "Аполлона-12" брали пробы грунта из лучевой структуры этого кратера.

По своей видимой природе очень похож на Коперник, да и расположены они по соседству.

Кратер относительно не большой, в диаметре порядка 30 км и глубиной 2,5 км. Но за счёт тёмного базальтового плато океана Бурь и моря Островов, он сильно выделяется на поверхности Луны своей светлой лучевой системой.

4) Кратер Клавий
Красивейший кратер на Луне. Красив именно из-за своей структуры вторичных кратеров, легко узнаваем, напоминает мне забавное мультяшное лицо.

Находится на южном полюсе Луны, под кратером Тихо. Является очень древним кратером с возрастом порядка 4 миллиардов лет, диаметром 230 км и средней глубиной около 2 км, а максимальной около 5. Два кратера, которые ударили по Луне позже и разбили стены Клавия, называются Портер (верхний) и Резерфорд (нижний). У них почти одинаковые размеры по 50 км в диаметре.
Интересной особенностью Клавия является его дно. Оно достаточно плоское не считая падений более молодых метеоритов. Немного левее от центра кратера расположена "центральная горка", которая почему-то смещенная от центра. Предполагается, что дно кратера формировалось много позже его образования.

Кратер с очень интересным дном, с многочисленными бороздами и разломами

Расположен на северном крае Моря Влажности. Древний разрушенный кратер с диаметром 110 км. и сравнительно небольшой глубиной: 1,5 км. На этом фоне центральная горка выглядит выше стен кратера, хотя на самом деле её высота чуть менее 1400 метров. Структурированное дно кратера обязано своим видом формированию Моря Влажности. В этот период кратер подвергся лавовой коррозии.

Небольшое круглое лунное море с диаметром 420 км.

Возраст оценивается примерно в 4 миллиарда лет. Затоплено заставшей лавой, глубина которой достигает 3 км. Интересными кратерами на южной стороне моря являются кратер Вителло (на фото немного ниже и правее от центра), центральная часть которого напоминает подиум, на котором находится пика кратера. И почти полностью разрушенный кратер Доппельмаейр, с центральной пикой с ровными треугольными сторонами.

Древний кратер, находится чуть левее и выше от кратера Клавий

Диаметр почти 150 км, глубина 4,5 км. По природе напоминает Клавий. Так же смещена центральная горка левее от центра. Предположительно дно кратера формировалось так же после образования самого кратера.

Необычное Лунной образование. Множество гипотез об искусственном происхождении данной стены ходило в интернете.

На самом же деле это тектонический разлом на Луне. В длину стена достигает 120 км. Предположительно высота стены от 200 до 400 метров. Лучше всего стену наблюдать на 8-й или 22-й день возрастания Луны.
Другие объекты на снимке: левее от стены можно видеть трещину в виде червя, длинной около 50 км, имеет закруглённые концы. Трещина образовалась, скорее всего, от лавовых потоков. И крупнейшие кратеры: сверху Арзахель, ниже двойной кратер Фебит и древний кратер внизу фотографии - Пурбах.

9) Борозды Гигина и Ариадеус
Образования загадочного происхождения - длинные борозды на поверхности Луны, а так же цепочки лунных кратеров. Особенно загадочно, когда цепочки лунных кратеров точно совпадают с бороздой, как видно на этой фотографии

Борозда Ариадеус (правая полоса на снимке) в длину достигает 250 км. Является одной их самых известных борозд на видимой части лунной поверхности. Происхождение борозды не известно. Предположительно - результат лавовых потоков.
Борозда Гигина, находится на левой части фотографии. Не менее длинная борозда - 203 км в длину. Интересна тем, что цепочка кратеров точь в точь совпала с направлением самой борозды. По теории вероятности такое событие ничтожно мало, а вернее сказать невозможно. Мало того, что цепочки кратеров являются редким и загадочным явлением (могут образовываться от хвоста комет), так чтобы эта цепочка попала на борозду и поворачивала по направлению точно, как борозда, это действительно не объяснимо на данный момент.

Романтичная гавань на Луне. Жаль, вместо моря засохшая и отвердевшая лава.

Изначально это был огромный ударный кратер диаметром 250 км. Сейчас Юго-восточная часть залива соединена с морем дождей. Края радужного залива образуют мыс Лапласа на севере, высотой 2,5 км и мыс Гераклида на юге, высотой 1,3 км. А валы бывшего кратера называют Юрскими Горами или Горы Юра. Высота этих гор достигает трёх километров. Образование залива соизмеряют с образованием моря дождей, это примерно составляет 3,5-4 миллиарда лет назад. Однако, у берегов залива находится более древняя магма, отличающееся по цвету от основной застывшей магмы моря Дождей, что может говорить о более раннем происхождении залива Радуги. Залив находится на северном полушарии Луны и виден даже невооружённым глазом. В заливе побывал советский Луноход-1 в 1970 году и китайский луноход Чаньэ-3 в 2013 году.

11) Кратер Платон и Альпийская долина
Фотография ещё одного интересного участка поверхности Луны (по клику доступен оригинал 1214 пикселей по ширине)

Данный участок интересен как кратером Платон так и горной сетью лунных Альп.
Кратер Платон с возрастом почти 4 миллиарда лет, диаметром 100 км и глубиной 2 км, имеет очень плоское дно, залитое магмой. Не осталось даже и следа от центральной горки кратера, а его стены подверглись обрушению из-за лавового воздействия. Удивительно, что на дно кратера в более поздние периоды не падали крупные метеориты. В 5000 мм можно различить только несколько мелких кратеров на его площади. От северной стороны кратера можно видеть "борозду Платона", напоминающие извилистое русло реки. Предположительно, метеорит, образовавший кратер упал в горный массив, тем самым полностью разрушив их.
Альпы и Альпийская долина, которые находятся правее Платона образуют лунные горы, разделяющие огромным каньоном. Этот каньон и есть Альпийская долина.
Как предполагают, Альпы образовались в результате падения астероида. Самую высокую гору лунных Альп назвали Монблан, по аналогии с земными Альпами. На Луне высота горы Монблан более трёх километров. А вся горная сеть в длину занимает около 260 км со средней высотой гор 2,5 км. Но главной достопримечательностью Альп, конечно же, является Альпийская долина. Эта долина простирается на 160 км со средней шириной 10 км. Учёные объясняют образование долины как грабен, образовавшийся в результате оседания лунной коры вдоль разлома, который возник при формировании бассейна Моря Дождей, и впоследствии впадина была залита лавой. На дне долины имеется узкая борозда шириной не более 1 км (на фото зафиксировалась, только центральная часть этой борозды), она тянется почти на 140 км.

12) Северный полюс Луны
Северный полюс Луны полностью покрыт кратерами различного диаметра.

Но что интересного в северном полюсе? А то, что специалисты NASA обнаружили в 40 кратерах северного полюса Луны замёрзшую воду, то есть лёд. Образцов пока нет и доказательство существования льда основано на анализах орбитальной станции LRO и российского прибора LEND, а так же станций LCROSS и "Чандраян-1".
Узнаваемыми кратерами на северном полюсе являются Анаксагор и Гольдшмидт. Последний, это древний разрушенный кратер размером 115 км и глубиной 3,5 км. Анаксагор относительно молодой кратер, возрастом 1 миллиард лет, размером 50 км и глубиной в три километра. На фотографии они ниже и левее от центра, узнаваемы тем, что метеорит, образовавший Анаксагор, упал на западную стену Гольдшмидта.

13) Кратер Гершель Дж. и Гарпал
Два хорошо заметных кратера вблизи северного полюса. Находятся над заливом радуги.

Кратер Гершель Дж. (на фото в правой части) почти разрушился и исчез. Его стены уже не такие чёткие как у молодых кратеров. Сегодня глубина кратера составляет всего 900 метров, а диаметр 155 км.
Кратер Гарпал (на фото слева) - молодой ударный кратер. Диаметром 40 км, глубиной 3,5 км. и центральной горкой всего 350 метров.

14) Кратеры Архимед, Автолик и Аристилл
Три известных лунных кратера.

Самый нижний кратер на фотографии это Архимед. Возраст 3,5 миллиарда лет, диаметр 81 км и глубина 1,5 км. Находится в море Дождей. Как и у кратера Платон, его дно наполняет лава, и поэтому является довольно плоским с несколькими мелкими кратерами. Архимед имеет систему борозд, на фотографии видны, как еле заметные линии идущие на север более чем на 150 км.
Средний кратер - Автолик. 40 км в диаметре и 3,5 км в глубину. Возраст оценивается от 1 до 2 миллиардов лет
Верхний кратер - Аристилл. Примерно такого же возраста, как и Автолик, немного пошире, примерно 55 км в диаметре, а глубина чуть поменьше - 3,3 км.
Интересной деталью снимка является система борозд в нижней правой части. Это борозды Хедли, граничащие с горными массивами Апеннин. Борозда имеет длину 116 км и ширину около 1,2 км. с глубиной 300 метров. Предполагается, что борозда образовалась в результате подземных лавовых потоков с последующим обрушением потолка.

На этом всё. В завершении хочу показать, как эти объекты располагаются в полнолуние для большей узнаваемости:

по клику доступен размер побольше. Фотография полнолуния сделана ещё в 2011 году

Очень надеюсь, что теперь вам будет ещё интереснее смотреть на Луну, особенно тёплыми вечерами и ночами. И может быть вы поделитесь с кем-нибудь о том, что сегодня узнали:)

Немного о технической стороне съёмок. Все фотографии получены на зеркально линзовый объектив Celestron SCT 8" c апертурой 203 мм и светосилой F/10. Фокусной расстояние 5000 мм достигалось при помощи телекэтендера Televue Powermate 2,5x. Видеоролики записывались на чёрнобелую камеру VAC-136 в инфракрасном спектре с фильтром Astronomic IR-pass 742.
Обработка осуществлялась в программах:
1) стекинг кадров - AutoStakkert 2. Registax 6
2) доводка резкости (деконволюция и вейвлеты) - AstroImage 3 Pro
3) финальная цветокорреция гистограммы - Photoshop CS
П.С.: почему не одиночные кадры и не "зеркалка" можно почитать

Самый полный из существующих, на данный момент, каталогов лунных кратеров насчитывает 5185 штук (c диаметром в 20 км и более). Экстраполяция их числа до размеров порядка 50 м (размеров метеорита, который может достигнуть поверхности не разрушившись) даёт оценочную величину порядка нескольких миллионов кратеров. Это число невероятно огромно относительно 190 штук кратеров, обнаруженных на Земле. Но в такой ситуации нет ничего удивительного: кроме того, что атмосфера Земли хорошо защищает её от мелких объектов, геологическая активность Земли быстро скрывает следы столкновений астероидов с её поверхностью. же является геологически мёртвым объектом, на котором сохраняются даже самые мелкие кратеры возрастом в миллиарды лет.

Наблюдение

Наблюдать любые особенности лунного рельефа лучше всего, когда эти объекты находятся вблизи терминатора – линии отделяющей освещённую часть небесного тела от находящейся в тени. В это время солнце располагается вблизи лунного горизонта и любые неровности поверхности отбрасывают длинную тень. А так как у Луны нет атмосферы, которая могла бы рассеивать свет – все они сохраняют чёткую форму. Некоторые из нижеописанных кратеров местами имеют весьма разрушенную, за их длинную историю, структуру и под определённым углом освещения могут быть практически не видны. Поэтому если вы не смогли обнаружить интересующий вас кратер с первого раза – это не повод отчаиваться. Возможно через несколько дней и при другом угле освещения контрастность объекта окажется достаточной для его различения на фоне лунной поверхности.

Невооружённым глазом на Луне можно обнаружить только 4 кратера из нижеприведённого списка: это кратеры Аристарх, Коперник, Кеплер и Тихо. Они не являются самыми крупными, а видны они благодаря тому, что от них на сотни километров простираются радиальные лучи. В противоположность остальным, эти кратеры лучше всего наблюдать, когда они находятся вдали от терминатора (когда Солнце располагается высоко над этими территориями) так как эти лучи образованы выбросами породы со светлым оттенком весьма контрастной к тёмно-серой поверхности Луны, а не разломами коры как могло бы показаться.

Именованные кратеры на видимой стороне Луны

Кратер Байи – со своим диаметром в 300 км и глубиной 4,13 км он является крупнейшим лунным кратером, примерно равняясь по размерам крупнейшему земному кратеру Вредефорт. Он имеет возраст около 3,85 млрд лет и располагается к юго-западу от кратера Тихо в юго-юго-западной части лимба (видимого края) Луны. По этой причине он не всегда виден в ходе лунных либраций, а также сильно искажён из-за наблюдения его под большим углом.
Кратер Шиккард – имеет диаметр в 227 км при глубине в 1,5 км. Имеет возраст около 3,65 млрд лет и расположен в юго-западной области лунного лимба к северо-востоку от кратера Байи.
Кратер Клавий – имеет диаметр в 225 км при глубине в 3,5 км. Возраст составляет около 3,9 млрд лет. Располагается на юго-юго-западной области лунного лимба против часовой стрелки относительно предыдущего кратера, и по часовой стрелке относительно кратера Байи.
Кратер Гумбольдт – имеет диаметр в 207 км при глубине, достигающей целых 5,16 км. Возраст около 3,5 млрд лет. Располагается на юго-востоке у лимба Луны и к юго-востоку от Моря Изобилия.
Кратер Жансен – имеет диаметр 190 км при глубине 2,9 км. За свою историю в более чем 4 млрд лет этот кратер оказался испещрён множеством других более мелких кратеров, что усложняет его обнаружение на лунной поверхности. Расположен на юго-юго-востоке вблизи лунного лимба довольно далеко на юг от Моря Нектара.
Кратер Петавий – имеет диаметр 184 км при глубине 3,33 км и по размеру является ближайшим аналогом земного кратера Чиксулуб приведшего к вымиранию динозавров. Он имеет высокие края и центральную возвышенность, достигающую 5 км. Наблюдать лучше всего на 3 день новолуния, когда стенки кратера отбрасывают максимальную тень, на 4 день новолуния кратер полностью скрывается в тени.
Кратер Маджини – имеет диаметр 156 км при глубине до 5,05 км. Со своим возрастом около 4,3 млрд лет относится к группе самых древних кратеров, сохранившихся до наших дней. Находится на юго-юго-западе лунного лимба, а также на северо-западе относительно кратера Тихо и к востоку от кратера Лонгомонтан.
Кратер Венделин – имеет диаметр в 147 км и глубину в 2,6 км. Также относится к группе старых кратеров. Стенки кратера значительно разрушены, что затрудняет его наблюдение. Располагается он на западо-юго-западе вблизи лунного лимба и к востоку от края Моря Изобилия.
Кратер Лонгомонтан – имеет диаметр в 145,5 км и глубину до 4,81 км. Возраст составляет около 3,9 млрд лет. Находится на юго-юго-западе лимба, на юго-запад от кратера Тихо и на запад относительно кратера Маджини.
Кратер Лангрен – имеет диаметр в 132 км и глубину в 4,5 км. Образовался около 3,2 млрд лет назад. Располагается в восточно-юго-восточной области лунного лимба у восточного побережья Моря Изобилия.
Кратер Аль-Баттани – имеет диаметр в 131 км при глубине 3,2 км и возрасте около 3,9 млрд лет. Располагается к югу от центра Луны и Центрального Залива Океана Бурь.
Кратер Стофлер – имеет диаметр в 126 км при глубине 2,8 км и возраст около 4 млрд лет. Кратер находится в южной части Луны вблизи её лимба и к востоку от кратера Тихо.
Кратер Морет – имеет диаметр 114,5 км при глубине, достигающей 5,24 км. Возраст оценивается в 2-3 млрд лет. Расположен в южной области лунного лимба к юго-востоку от кратеров Тихо и Маджини.
Кратер Расселл – имеет диаметр 103,4 км и глубину только 0,85 км. Расположен в западо-северо-западной области лимба вблизи центра Океана Бурь.
Кратер Питат – имеет диаметр 100,6 км и глубину всего 680 м при возрасте 3,9 млрд лет. Расположен на юго-юго-востоке лимба у основания Моря Облаков и к северо-востоку от кратера Тихо.
Кратер Теофил – имеет диаметр в 98,6 км при глубине, достигающей 4,1 км. Благодаря возрасту порядка 2-3 млрд лет кратер хорошо сохранился. Находится к юго-востоку от центра Луны примерно на полпути к её краю и непосредственно к югу от Залива Суровости, который, в свою очередь, располагается в основании Моря Спокойствия.
Кратер Фра Мауро – имеет диаметр в 96,8 км и глубину 0,83 км. Являлся целью для неудачной миссии Аполлона-13 и последующей удачной миссии Аполлона-14. Из-за того, что кратер был залит лавой после его образования, сохранились только южная и северо-восточная стенки кратера, что затрудняет его обнаружение. Располагается на выступающей части материка, окружённого Морем Познания, являющегося частью Океана Бурь. Находится к югу от кратера Коперник.
Кратер Коперник – имеет диаметр в 96,1 км и глубину, достигающую 3,8 км. Имеет возраст около 800 млн лет и всё ещё сохранил яркие концентрические лучи, представляющие собой выбросы породы в процессе удара, по которым этот кратер можно обнаружить на лунной поверхности даже невооружённым глазом. Располагается посередине между центром Луны и её западным лимбом, а также в восточной области Моря Островов, которое, в свою очередь, располагается посреди Океана Бурь.
Кратер Аристотель – имеет диаметр в 88 км при глубине до 3,5 км. Располагается к северу от центра Луны на 2/3 пути к её лимбу в основании Моря Холода.
Кратер Пикколомини – имеет диаметр в 87,6 км и глубину до 4,2 км с возрастом около 3,5 млрд лет. Находится на юго-востоке недалеко от лунного лимба, к югу от Моря Нектара и к северу от кратера Жансен.
Кратер Тихо – имеет диаметр в 86 км и глубину достигающую 4,8 км. Согласно исследования образцов Аполлона-17 этот кратер является самым молодым из крупнейших лунных кратеров, имея возраст всего в 108 млн лет. Благодаря этому у него сохранились выбросы массы, выглядящие как расходящиеся от кратера лучи. Кратер располагается на юго-юго-востоке у лимба Луны и вблизи основания Моря Облаков.
Кратер Варгентин – имеет диаметр в 84,7 км и глубину всего 300 м. Такой необычной формой кратер обязан своему возрасту: он формировался около 4 млрд лет назад, когда Луна ещё была геологически активной, так что кратер после удара быстро заполнился лавой. Кроме этого за время его существования он был значительно завален обломками выброшенных из других ударных кратеров. Кратер находится на юго-востоке лунного лимба слегка против часовой стрелки от кратера Шиккард.
Кратер Метий – имеет диаметр в 83,8 км и глубину, достигающую 4,12 км. Имеет возраст порядка 3,9 млрд лет. Находится на юго-востоке Луны вблизи её лимба и к востоку относительно кратера Жансен.
Кратер Рейта – имеет диаметр 70,8 км и глубину 2,73 км при возрасте 3,9 млрд лет. Расположен к юго-востоку от Моря Нектара и к юго-западу от кратера Петавий.
Кратер Стадий – имеет диаметр 68,5 км при глубине не более 650 м. Имеет возраст 3,8 млрд лет. Был полностью затоплен лавой после формирования и практически не различим на лунной поверхности. Расположен к западу от центра Луны у западного побережья Моря Островов в районе Залива Зноя.
Кратер Табит – имеет диаметр 54,6 км и глубину до 3,27 км с возрастом около 3,5 млрд лет. Находится к юго-западу от центра Луны на полпути к её лимбу, а также к востоку от основания Моря Облаков.
Кратер Селевк – имеет диаметр в 45 км и глубину до 2,87 км. Имеет возраст примерно 3,5 млрд лет, но благодаря хорошо сохранившимся стенкам кратера хорошо различим. Находится в западно-северо-западной области лунного лимба у западного побережья Океана Бурь.
Кратер Плиний – имеет диаметр в 41,3 км и глубину 3,7 км. Возраст составляет 2-3 млрд лет. Расположен к востоку от центра Луны между Морем Ясности и морем Спокойствия.
Кратер Аристарх – имеет диаметр в 40 км и глубину 3,15 км. Не смотря на его малый размер, он может быть различим даже невооружённым глазом благодаря ярким расходящимся лучам, всё ещё сохранившимся на лунной поверхности. Находится на западе-юго-западе Луны вблизи лимба, в месте впадения Моря Дождей в Океан Бурь.
Кратер Пикар – имеет диаметр всего 22,4 км и глубину 2,32 км при возрасте порядка 1-3 млрд лет. Находится у западного побережья Моря Кризисов далеко на север от кратера Лангрен и на восток от кратера Плиний.

История исследования

Как легко заметить большинство из кратеров в этом списке были образованы в период вскоре после формирования Солнечной системы. Такая ситуация связана с тем что небесные тела Солнечной системы формировались посредством постепенного столкновения всё более крупных метеоритов и астероидов до тех пор, пока не сформировались планеты и их спутники. Этот процесс в своей основе был закончен в течении первых 100 млн лет существования Солнечной системы и частота столкновений небесных тел быстро упала почти до нуля, но от части продолжается до сих пор – примером этого является комета Шумейкеров-Леви 9, столкнувшаяся с Юпитером 19 июля 2009 года. Выделенная при этом энергия составила около 6 млн мегатонн в тротиловом эквиваленте. Не столь разрушительные события происходят до сих пор со всеми телами Солнечной системы: так на Землю по подсчётам выпадает около 5-6 тонн метеоритов в день.

Ради исследования плотности распределения таких мелких объектов в пространстве между Луной и Землёй (которые могут угрожать пилотируемым лунным миссиям и МКС) NASA организовала в 2006 году программу Lunar Impact Monitoring для наблюдения за столкновениями метеоритов с Луной. Из-за малого финансирования для этих исследований в разное время использовались телескопы всего 3х обсерваторий, из которых сейчас используется всего одна – AlaMO. Это ограничило эффективное время наблюдения в среднем в 10-12 ночей в месяц, при этом область наблюдения ограничивалась ещё областью Луны, находящейся в данный момент в тени. Тем не менее за 7 лет исследований было обнаружено более 300 столкновений метеоритов массой более 5 кг с лунной поверхностью, крупнейшим из которых стал 40-килограммовый метеорит, имевший скорость относительно Луны в 25 км/с и приведший к выделению энергии составляющую 5 тонн в тротиловом эквиваленте. По оценкам его яркости, это событие можно было бы наблюдать с Земли невооружённым глазом.

Есть пара основных теорий относительно того, что является причиной образования кратеров на Луне. Одна из них основана на ударах метеоритов о поверхность спутника. Вторая базируется на том, что внутри этого небесного тела происходят некие процессы, схожие по своей сути с извержениями вулканов. И вот именно они и есть настоящая причина. Обе теории достаточно спорные, и ниже будет рассказано, почему именно могло произойти такое образование кратеров. Луне свойственны загадки, большую часть которых человечество не решило до сих пор. И это - одна из них.

Кратко о Луне

Как известно, этот спутник вращается вокруг планеты Земля в относительно стабильном режиме, периодически немного приближаясь или отдаляясь. По современным данным, попутно Луна постепенно улетает от нас все дальше в космос. Примерно такое движение оценивают в 4 сантиметра за год. То есть ждать, пока она улетит достаточно далеко, можно очень долго. Луна влияет на приливы и отливы, точнее – провоцирует их. То есть если бы спутника не было, то и такой активности океанов и морей тоже не было бы. С тех пор, когда люди впервые начали пристально вглядываться в небо и изучать это небесное тело, встал вопрос о том, что собой представляют кратеры на Луне. Прошло уже очень много времени с тех первых попыток понять неизведанное, но и по сей день существуют только теории, которые пока ещё не были ничем фактически подтверждены.

Возраст и цвет кратеров

Особенностью таких образований на поверхности спутника является их расцветка. Кратеры на Луне, которые были образованы несколько миллионов лет назад, считаются молодыми. Они выглядят более светлыми по сравнению с остальной поверхностью. Другие их виды, возраст которых вообще не поддается исчислению, уже потемнели. Это все объясняется достаточно просто. Внешняя поверхность спутника достаточно темная за счет постоянного воздействия радиации. А вот внутри Луна светлая. Как следствие, при ударе метеорита выбрасывается наружу светлый грунт, тем самым образуя сравнительно белое пятно на ее поверхности.

Самые большие кратеры Луны

С древних времен возникла традиция давать различные названия небесным телам. В данном случае это касается самих кратеров. Так, каждый из них носит имя одного из ученых, которые так или иначе, но двигали науку о космосе вперед. Наиболее заметным из сравнительно молодых кратеров является тот, который зовется Тихо. Визуально он похож на некий «пупок» нашего спутника. Образование кратеров на Луне такого типа, скорее всего, действительно произошло из-за столкновения с ее поверхностью очень крупного метеорита. В данном случае название произошло от Тихо Браге, который был в свое время очень известным астрономом. Это молодой кратер, диаметр которого - 85 километров, а возраст - около 108 миллионов лет. Другое заметное образование подобного рода имеет диаметр «всего» 32 км и носит имя Кеплера. По степени заметности дальше идут: Коперник, Аристарх, Манилий, Менелай, Гримальди и Лангрен. Все эти люди в той или иной мере относились к развитию науки, а потому по праву запечатлены в истории таким образом.

"Ударная" теория

Итак, вернемся к теориям о том, что является причиной образования кратеров на Луне. Самая распространенная и достоверная из них подразумевает, что в далекие времена на поверхность нашего спутника падали огромные метеориты. В целом, судя по различным данным, это действительно было именно так, однако тут встает другой вопрос. Если такое происходило, то как настолько большие метеориты облетали нашу планету и врезались целенаправленно именно в спутник? То есть если бы шел разговор о той стороне небесного тела, которая направлена в космос, то все было бы понятно. А вот с повернутой к планете частью получается, что бомбардировка спутника шла напрямую с поверхности Земли, чего по официальной истории быть просто не могло.

Теория внутренней активности

Это вторая вероятная причина образования кратеров на Луне. Учитывая, насколько мало мы знаем даже о самом ближайшем к нам космическом теле, она также вполне реальна. Подразумевается, что в древние времена (те же многие миллионы лет назад) внутри спутника происходила вулканическая активность. Или что-то, что может быть на нее похоже. И кратеры являются как раз следствием подобных событий, что в целом тоже похоже на правду. Непонятно, происходит ли нечто подобное там сейчас, и если да, то почему человечество это не наблюдает. А если нет – то почему прекратилось. Как и в любой другой ситуации с космосом, всегда возникает больше вопросов, чем ответов. В целом, можно предположить, что Луна в свое время переживала примерно такой же период вулканической активности, который был и на нашей планете. Постепенно ситуация стабилизировалась, а сейчас практически незаметна или вообще отсутствует. Если брать такую аналогию, то это тоже вполне возможно. К сожалению, получить однозначный ответ можно будет только тогда, когда люди, наконец, приступят к изучению космоса более детально и подробно.

Необъяснимые особенности

В принципе, все понятно с тем, какие могли быть причины. Кратеров на Луне настолько много, что, возможно, верны обе теории. Однако есть некие особенности, которые не укладываются ни в одну из них. К ним относятся различные необъяснимые явления, регулярно возникающие на поверхности нашего спутника, в частности именно в кратерах. Из них то начинает исходить странное излучение, то возникают необъяснимые цветные пятна и так далее. До сих пор никто даже не может предположить, что это такое. Возможно, дело в том материале, из которого состоял метеорит, или же в том, что вырвалось наружу из внутренней части спутника.

Кратеры на Луне и причина их образования

А теперь вернемся к самой теории возникновения этого небесного тела. Официальная версия, если можно так выразиться, гласит о том, что Луна образовалась в результате столкновения спутника с поверхностью Земли. Потом она как бы отскочила обратно в космос и там зависла, зафиксированная притяжением планеты. Возможно, что-то подобное действительно происходило, но, скорее всего, объект, который врезался в Землю, был полностью разрушен. От удара поднялось огромное количество пыли, скорость движения которой была настолько высока, что она вышла на орбиту планеты. Постепенно этот материал спрессовывался друг с другом, и в конечном варианте сформировал спутник.

Это объясняет то, как действительно были образованы кратеры на Луне, на той ее части, которая повернута к нашей планете. Так, сначала пыль сформировала небольшие объекты, которые постепенно сталкивались друг с другом и соединялись, становились все больше и больше. Со временем была создана некая основа самого большого размера из всех возможных в такой ситуации. Уже в нее летающее на орбите огромное количество других, более мелких частиц и начало врезаться, реагируя на образовавшуюся силу притяжения. Естественно, среди таких элементов были и настолько большие, которые создали известные нам сейчас кратеры.

Итог

Космос представляет собой сплошную загадку. Люди пока не имеют возможности изучить все настолько тщательно, чтобы вопросы отпали. Это касается как других галактик или звездных систем, так и самого ближайшего к нам небесного тела. Возможно, в ближайшем будущем ситуация изменится, ведь сейчас активно ведется подготовка к строительству базы на Луне, изучению Марса и так далее.

Государственное казённое

общеобразовательное учреждение Калужской области

«Калужская общеобразовательная школа – интернат № 5 имени

для обучающихся с ограниченными возможностями здоровья»

Как образовались кратеры на Луне?

Работа выполнена учениками 6 «а» класса:

Руководители:

Калуга, 2017

Введение................................................................................. 3

Глава I. Теоретическая часть..................................................5

Типы кратеров …....................................................................5

Ударные кратеры.....................................................................5

Формирование кратеров……….............................................6

Глава II. Практическая часть…………………………….....10

Эксперимент............................................................................10

Основные выводы.................................................................13

Использованная литература…………………………..……14

Введение

Галилео Галлилей в 1609 году направил телескоп на Луну и обнаружил, что поверхность Луны не гладкая. На Луне есть горы, кратеры: лунная поверхность рельефна. Последующие исследования показали, что «поверхность Луны можно разделить на два типа: очень старая гористая местность (лунный материк) и относительно гладкие и более молодые лунные моря. Лунные «моря», которые составляют приблизительно 16 % всей поверхности Луны,- это огромные кратеры, возникшие в результате столкновений с небесными телами, которые были позже затоплены жидкой лавой» .

С конца 1780-х годов для объяснения происхождение кратеров, были выдвинуты две основные гипотезы - вулканическая и метеоритная.

Согласно постулатам вулканической теории, выдвинутой в 80-х годах XVIII века немецким астрономом Иоганном Шрётером, лунные кратеры были образованы вследствие мощных извержений на поверхности. Но в 1824 году также немецкий астроном Франц фон Груйтуйзен сформулировал метеоритную теорию, согласно которой при столкновении небесного тела с Луной происходит продавливание поверхности спутника и образование кратера.

Долгое время сторонники двух теорий происхождения кратеров ожесточенно спорили, но последующие исследования и особенно полеты к спутнику Земли с 1964 года подвели итог этому спору о происхождении кратеров на Луне: лунные кратеры образовались в результате столкновения с небесными телами.

Цель работы:

Проверить правильность метеоритной теории происхождения кратеров. Узнать, каким образом образуются кратеры, от чего зависят размеры и глубина кратеров.

Задачи работы:

1. Изучить типы кратеров и принципы их образования.

2. Провести эксперимент, из наблюдений сделать вывод.

Методы работы:

опытно-экспериментальные.

Оборудование:

мука, какао, предметы разных размеров и с разным объемом, фотоаппарат.

I Теоретическая часть

Типы кратеров

Слово «кратер» имеет разное значение. Это и сосуд, и название созвездия, и имя полководца. Но кратер также обозначает углубление на поверхности.

Кратер - форма рельефа, углубление в поверхности земли или на вершине горы.

Кратеры могут быть вулканическими, ударными, эрозийными, взрывными, лунными.

Вулканический кратер - углубление на вершине или склоне вулканического конуса (см. также: кальдера).

Ударный кратер (метеоритный кратер) - углубление на поверхности космического тела, результат падения другого тела меньшего размера.

Эрозийный кратер - углубление эрозийного происхождения.

Взрывная воронка - углубление в земле от взрыва обычного или ядерного боеприпаса . Лунный кратер - углубление на поверхности Луны.

Ударные (лунные) кратеры

«Лунным кратером называется чашеобразное углубление на поверхности Луны, имеющее сравнительно плоское дно и окруженное кольцевидным приподнятым валом. В соответствии с современными представлениями абсолютное большинство лунных кратеров являются кратерами ударного типа.»

Такое определение лунного кратера дает современная наука. Лунный кратер - это ударный кратер. А ударный кратер возникает в результате падения тел меньшего размера на поверхность.

Космические исследования показали, что ударные кратеры - самая распространённая геологическая структура в Солнечной системе. Такие образования встречаются не только на луне, но и на Земле, Меркурии, Марсе.

Геологическое строение

Структура кратеров определяется энергией соударения метеорита с поверхностью (зависящая, в свою очередь, от массы и скорости космического тела, плотности атмосферы), углом встречи с поверхностью и твёрдостью веществ, образующих метеорит и поверхность.

При касательном ударе возникают бороздообразные кратеры небольшой глубины со слабым разрушением подстилающих пород, такие кратеры достаточно быстро разрушаются вследствие эрозии. Примером может служить кратерное поле Рио Кварта в Аргентине, возраст которого составляет около 10 тысяч лет: самый крупный кратер поля имеет длину 4,5 км и ширину 1,1 км при глубине 7-8 м.

Структура обычного и крупного кратеров.

Когда направление столкновения вертикальное, возникают округлые кратеры, структура которых зависит от их диаметра. Небольшие кратеры (диаметром 3-4 км) имеют простую чашеобразную форму, их воронка окружена валом, образованным задранными пластами подстилающих пород (цокольный вал), перекрытый выброшенными из кратера обломками (насыпной вал, аллогенная брекчия). Под дном кратера залегают аутигенные брекчии - породы, раздробленные и частично метаморфизированные при столкновении; под брекчией расположены трещиноватые горные породы. Отношение глубины к диаметру у таких кратеров близко к 1⁄3, что отличает их от кратерообразных структур вулканического происхождения, у которых отношение глубины к диаметру составляет около 0,4.

При больших диаметрах возникает центральная горка над точкой удара (в месте максимального сжатия пород). При ещё больших диаметрах кратера (более 14-15 км) образуются кольцевые поднятия. Эти структуры связаны с волновыми эффектами (подобно капле, падающей на поверхность воды). С ростом диаметра кратеры быстро уплощаются: отношение глубина/диаметр падает до 0,05-0,02.

Размер кратера может зависеть от мягкости поверхностных пород (чем мягче, тем, как правило, меньше кратер).

На космических телах, не обладающих плотной атмосферой, вокруг кратеров могут сохраняться длинные «лучи» (образовавшиеся в результате выброса вещества в момент удара).

При падении крупного метеорита в море могут возникать мощные цунами (например, юкатанский метеорит, согласно расчётам, вызвал цунами высотой 50-100 м).

Метеориты массой свыше 1000 тонн практически не задерживаются земной атмосферой; метеориты меньшей массы могут существенно тормозиться и даже полностью испаряться, не достигая поверхности.

У старых астроблем видимая структура кратера (горка и вал) зачастую разрушена эрозией и погребена под наносным материалом, однако по изменениям свойств подстилающих и перенесённых горных пород такие структуры достаточно чётко определяются сейсмическими и магнитными методами.

Формирование кратера

Средняя скорость, с которой метеориты врезаются в поверхность Земли, составляет около 20 км/с, а максимальная - около 70 км/с. Их кинетическая энергия превышает энергию, выделяющуюся при детонации обычной взрывчатки той же массы. Энергия, выделяющаяся при падении метеорита массой свыше 1 тыс. тонн, сравнима с энергией ядерного взрыва. Метеориты такой массы падают на Землю довольно редко.

При встрече метеорита с твёрдой поверхностью его движение резко замедляется, а вот породы мишени (места, куда он упал), наоборот, начинают ускоренное движение под воздействием ударной волны. Она расходится во все стороны от точки соприкосновения: охватывает полусферическую область под поверхностью планеты, а также движется в обратную сторону по самому метеориту (ударнику). Достигнув его тыльной поверхности, волна отражается и бежит обратно. Растяжения и сжатия при таком двойном пробеге обычно полностью разрушают метеорит. Ударная волна создает колоссальное давление - свыше 5 миллионов атмосфер. Под её воздействием горные породы мишени и ударника сильно сжимаются, что приводит к взрывному росту температуры и давления, в результате чего в окрестностях соударения горные породы нагреваются и частично плавятся, а в самом центре, где температура достигает 15 000 °C, - даже испаряются. В этот расплав попадают и твердые обломки метеорита. В результате после остывания и затвердевания на днище кратера образуется слой импактита (от англ. impact - «удар») - горной породы с весьма необычными геохимическими свойствами. В частности, она весьма сильно обогащена крайне редкими на Земле, но более характерными для метеоритов химическими элементами - иридием, осмием, платиной, палладием. Это так называемые сидерофильные элементы, то есть относящиеся к группе железа (греч. σίδηρος).

При мгновенном испарении части вещества происходит образование плазмы, что приводит к взрыву, при котором породы мишени разлетаются во все стороны, а дно вдавливается. На дне кратера возникает круглая впадина с довольно крутыми бортами, но существует она какие-то доли секунды - затем борта немедленно начинают обрушиваться и оползать. Сверху на эту массу грунта выпадает и каменный град из вещества, выброшенного вертикально вверх и теперь возвращающегося на место, но уже в раздробленном виде. Так на дне кратера образуется брекчия - слой обломков горных пород, сцементированных тем же материалом, но измельчённым до песчинок и пылинок. Столкновение, сжатие пород и проход взрывной волны длятся десятые доли секунды. Формирование выемки кратера занимает на порядок больше времени. А ещё через несколько минут ударный расплав, скрытый под слоем брекчии, остывает и начинает быстро затвердевать. На этом формирование кратера заканчивается.

При сильных столкновениях твёрдые породы ведут себя подобно жидкости. В них возникают сложные волновые гидродинамические процессы, один из характерных следов которых - центральные горки в крупных кратерах. Процесс их образования подобен появлению капли отдачи при падении в воду небольшого предмета. При крупных столкновениях сила взрыва столь велика, что выброшенный из кратера материал может даже улететь в космос. Именно так на Землю попали метеориты с Луны и с Марса, десятки которых обнаружены за последние годы.

Пиковые значения давлений и температур при столкновении зависят от энерговыделения, то есть скорости небесного тела, при этом часть выделившейся энергии преобразуется в механическую форму (ударная волна), часть - в тепловую (разогрев пород вплоть до их испарения); плотность энергии падает при удалении от центра соударения. Соответственно, при образовании астроблемы диаметром 10 км в граните соотношение испарённого, расплавленного и раздробленного материала составляет примерно 1:110:100; в процессе образования астроблемы происходит частичное перемешивание этих преобразованных материалов, что обуславливает большое разнообразие пород, образующихся в ходе ударного метаморфизма.

Согласно международной классификации импактитов (International Union of Geological Sciences, 1994 г.), импактиты, локализованные в кратере и его окрестностях, делятся на три группы (по составу, строению и степени ударного метаморфизма):

Импактированные породы - горные породы мишени, слабо преобразованные ударной волной и сохранившие благодаря этому свои характерные признаки;

Расплавные породы - продукты застывания импактного расплава;

Импактные брекчии - обломочные породы, сформированные без участия импактного расплава или с очень небольшим его количеством.

Образование ударного кратера

II Практическая часть

Эксперимент

Наша группа решила экспериментально проверить, как образуются кратеры на поверхности Луны. Действительно ли, как утверждает теория, кратеры на поверхности образуются в результате столкновения метеоритов с поверхностью Луны.

Для решения этой задачи необходимо провести эксперимент . Основная идея состоит в том, что нам необходима поверхность, похожая на поверхность Луны, и твердые предметы, которые будут играть роль метеоритов. Таким образом, мы сможем смоделировать процессы, происходящие во время столкновения. Конечно, необходимо учесть, что во время попадания метеоритов в атмосферу земли они нагреваются. Но насколько мы знаем, у Луны нет атмосферы, и, следовательно, метеориты при падении не нагреваются, а энергия выделяется только при столкновении с поверхностью Луны. Эксперимент мы проводим на Земле в присутствии воздуха, но нам кажется, что влияние воздуха на процесс незначительное. Поэтому в нашем эксперименте мы сопротивление воздуха не учитываем.

Для этого эксперимента необходимы речной песок, мука, какао-порошок и предметы разных размеров.

Муку необходимо высыпать горочкой на поднос, подровнять поверхность. С помощью ситечка необходимо высыпать какао-порошок по всей поверхность муки. Далее необходимо кидать вертикально или под углом предметы с разной высоты и с разной начальной скоростью. Во втором варианте эксперимента муку необходимо горкой высыпать на песок и проделать те же самые действия, что и в первом случае.

Результаты эксперимента были сфотографированы.

Основные выводы

Согласно проведенному эксперименту можно сделать следующие выводы:

· Размеры кратеров зависят от размеров падающих тел.

· Глубина кратера зависит от массы падающего тела, а также от его скорости.

· Ну и мы можем дать утвердительный ответ на наш поставленный вопрос: кратеры на Луне возникают в результате столкновения небесных тел с поверхностью Луны. Лунные кратеры относятся к ударному типу кратеров.

Конечно, необходимо признать, что проведенный эксперимент дает ответ на общие вопросы, и для уяснения всех причин и механизмов кратерообразования необходимо провести еще дополнительные эксперименты.

Использованная литература:

1. ru. wikipedia. org

2. cse. ssl. berkeley. edu