Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

Текущий

2003

2002

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

31.10.2023
17:32

Станция «Юнона» нашла на поверхности Ганимеда органические молекулы

31.10.2023
14:46

Airbus заказал «корабли будущего» для своего парка судов

31.10.2023
14:35

Посмотрите на «руку Бога», которая живет благодаря антиматерии

31.10.2023
14:30

Динозавров убили силикаты

31.10.2023
14:20

Российский физик предсказал Луне вечную мерзлоту толщиной в километр

    Если его гипотеза верна, освоение спутника Земли будет выглядеть принципиально иначе, чем думалось прежде. Проверить это научное предположение получится довольно скоро — до конца десятилетия. Трудно исключить и наличие под лунной поверхностью линз с жидкой водой.

    Российский физик Николай Горькавый, живущий и работающий в США, опубликовал новую формально обзорную работу, которая, однако, содержит нетипичные для обзорных работ принципиально новые выводы. В ней он рассматривает существующие гипотезы образования Луны и то, каким образом из них вытекает ряд особенностей как земного спутника, так и других тел, образовавшихся по сходным механизмам. Он отмечает, что если мультимпактная теория образования Луны верна, ее будет достаточно просто проверить изучением изотопного состава лунной воды. Кроме того, в этом случае Селена оказывается настолько богата водным льдом, что он там будет образовывать мощную вечную мерзлоту, залегающую на глубине вплоть до километра. Статья об этом опубликована в первом номере нового рецензируемого научного журнала Earth and Planetary Science, также она доступна на сервере препринтов Корнелльского университета.

    Обзор затрагивает три основные теории образования Луны. Он начинается с аккреционной гипотезы Е. Л. Рускол (сформировалась к 1970-м). По ней Селена образовалась сходно с планетами — соударением и последующим «слипанием» на орбите вокруг Земли. Источником формирования была пыль, захваченная гравитацией Земли и типичная для внутренних областей ранней Солнечной системы. Однако при таком сценарии плотность Луны и содержание в ней тяжелых элементов должно быть сходным с земными.

    На практике, как стало окончательно ясно после полетов туда американских астронавтов, ее плотность на 40 процентов ниже земной, а содержание окислов железа почти в два с половиной раза меньше. К тому же расчеты показывали, что по аккреционному сценарию не может сформироваться спутник массой более 0,001 земной. А Луна массивнее 0,01 от той же величины.

    После программы «Аполлон» на передний план вышла гипотеза без этих недостатков — мегаимпактная, сформулированная в окончательном виде Хартманном и Дэвисом в 1975 году. По ней крупное тело (более тысячи километров), другая планета, столкнулась с ранней Землей на значительной скорости. Выбитые при этом фрагменты коры и верхней части мантии Земли могли иметь уже достаточно большую массу, чтобы образовать Луну. К тому же, верхние слои планеты содержат в пять раз меньше окислов железа, чем вся она в целом — это казалось хорошим объяснением дефицита тяжелых элементов типа железа на Луне (и ее итоговой низкой плотности).

    Наконец, энергия от удара тела подобных размеров огромна: выброшенные в космос фрагменты Земли должны были быть нагреты до полной потери воды. Зато в лунном материале должно было сохраниться много тугоплавких элементов. Это тоже казалось близким к истине: американские космонавты высадились в низких широтах Луны, поэтому однозначных данных о большом содержании воды в местных породах они не получили. Более поздние расчеты других ученых показали, что для такого события нужно было тело много крупнее, чем считали Хартманн и Дэвис, — планета, размером с Марс, которую назвали Тейя.

    Далее, отмечает Горькавый, накопление новых данных начало создавать существенные проблемы для гипотезы мегаимпакта (то есть колоссального по масштабам столкновения с другой планетой). Оказалось, что ядро Луны не должно быть моложе Земли. Однако это несовместимо с гипотезой о ее образовании от столкновения с другой планетой. Более того: ни на Селене, ни на Земле не получается выстроить геологическую историю, если предположить, что их поверхности были полностью расплавлены.

    Например, на нашей планете дифференциация по тяжелым элементам в мантии ниже, чем должна быть при расплавленной поверхности. Ведь расплавление облегчало бы уход вниз, в нижние слои мантии, тяжелых элементов и обеднение ими верхних слоев, чего на практике в таких объемах не наблюдается. Кроме того, оказалось, что поверхность Луны содержит легкие элементы, которые должны были полностью испариться при мегаимпакте.

    Селена возникла как спутники астероидов?

    В 2004 году сам автор обзора выдвинул принципиально иную гипотезу для объяснения как происхождения Луны, так и такого необычного явления, как спутники астероидов. Последние тоже имеют очень высокое соотношение массы спутника к телу-хозяину, причем объяснить это было еще сложнее, чем земную Луну. Дело не только в том, что аккреционный сценарий не позволяет создавать массивные спутники: сценарий мегаимпакта тут тоже не годился, поскольку вторая космическая скорость для астероидов ничтожна, и после столкновения с крупным телом выбитые им осколки, как и остатки самого тела, должны вылетать из окрестностей астероида, а никак не формировать там крупные спутники.

    Исходя из этого, а также из открытия Харона (тоже спутник, очень крупный относительно тела-хозяина Плутона), Горькавый предложил теорию мультимпакта, то есть образования Селены посредством множества ударов сравнительно мелких тел, от одного до 100 километров диаметром. Как отмечается, сразу после образования планеты, вокруг нее должен был быть крайне небольшой по массе аккреционный диск. Выбиваемые из Земли астероидами обломки, имеющие то же направления вращения, что и наша планета, ударялись о тела первичного аккреционного околоземного диска и теряли часть своей энергии. В итоге разницы в скоростях этой группы обломков снижались до уровня, когда гравитация позволяла им слиться воедино.

    Забытое открытие: как двойные астероиды изменили наши представления о Солнечной системе

    Те обломки, которые вращались в направлении, противоположном вращению Земли, при столкновении с мелкими телами аккреционного диска имели уже очень высокие скорости соударения и поэтому теряли так много энергии, что их части падали обратно на планету. В итоге на околоземной орбите оставались только обломки с тем же направлением вращения, что и у Земли. Постепенно сливаясь друг с другом, они и образовали Луну. Причем процесс этот был длительным и, в силу умеренной энергии ударов небольших астероидов, не сопровождался плавлением ни поверхности Земли, ни поверхности Луны. Последняя действительно получала меньше тяжелые элементов, потому что в основном формировалась из выбитых из верхнего слоя планеты обломков, а те были обеднены железом и тому подобным еще к моменту образования земной коры (благо тяжелые элементы опустились вглубь Земли).

    Сходный сценарий, только в гораздо меньшем масштабе, по Горькавому, наблюдался и у астероидов. Пока только он может объяснить массовое обнаружение спутников у астероидов: не мультимпактные гипотезы не позволяют массового образования таких тел.

    Из мультимпактной гипотезы вытекает довольно необычное следствие. В ее рамках твердые планеты с небольшой скоростью вращения не должны эффективно накапливать выбитые из их поверхности обломки на своей орбите. Следовательно, небольшие планеты с медленным вращением вокруг своей оси (длинными сутками) будут лишены крупных спутников не только в Солнечной системе (Меркурий и Венера), но и в других планетных системах тоже.

    В комментарии для Naked Science Николай Горькавый проиллюстрировал это предположение так. Ракеты стартуют с Земли в восточном направлении c чтобы вращение планеты добавило ракете скорости. Запуск спутника в западном направлении более труден. Сходным образом, чем быстрее вращается планета, тем легче достигают спутниковых орбит обломки, выброшенные с ее поверхности астероидными ударами. При этом поток обломков будет обильнее в направлении вращения основного тела, а следовательно, должны формироваться спутники с прямым обращением вокруг планеты.

    «Эти предположения было высказаны мной в 2004 году и потом подтвердились при изучении астероидов со спутниками: эти луны оказались поголовно с прямым обращением. При этом спутники образуются возле быстровращающихся астероидов, делающих оборот в среднем за 3 часа 40 минут, в то время как астероиды без спутников вращаются в два раза медленнее (день на таких астероидах длится почти 7 часов). Можно выдвинуть гипотезу, что отсутствие спутников у Меркурия и Венеры тоже связано с их медленным вращением, но чтобы твердо доказать это, нужно провести отдельное детальное моделирование», — поясняет ученый.

    Как выяснить, кто прав

    Автор обзора задается вопросом: можно ли в наши дни как-то выяснить, какая из гипотез верна? Ключевым индикатором, на его взгляд, тут должна быть вода. Теория мегаимпакта означает, что вода на Луне может быть только на поверхности, куда ее принесли либо кометы, либо солнечный ветер. Однако вода с комет содержит намного больше дейтерия, чем земная. А водород солнечного ветра, напротив, содержит намного меньше дейтерия, чем водород в молекулах земной воды.

    В гипотезе мультимпакта ситуация принципиально иная: вся Луна должна содержать воду, даже на большой глубине. И, что важно, пропорции дейтерия в атомах водорода лунной воды должны напоминать земные — весьма далекие как от кометных, так и от пропорций солнечного ветра.

    Изотопное соотношение означает, что первые же изучения воды у южного полюса Луны будут необъяснимы с точки зрения теории мегаимпакта, но подтвердят гипотезу мультимпакта. При этом формально первый аппарат с такими возможностями достигнет Луны уже в 2024 году: это VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover, робот для полярных исследований и изучения легких элементов) NASA. Кроме того, ожидаемое возвращения человека на Луну в 2020-х позволит решить вопрос с изотопным составом лунной воды окончательно.

    Практические результаты из дискуссии о природе лунной воды кажутся весомыми. Как отмечает автор обзора, в случае правоты мультимпактной гипотезы слой, насыщенный водным льдом (лунная вечная мерзлота), должен простираться вглубь Луны на километры. Причем приполярные регионы будут иметь другой рельеф (на фото у них действительно куда более «гладкие» формы). И, что немаловажно, строительство баз и посадочных площадок в таком районе надо будет вести совсем иначе: учитывая вечномерзлотный фактор и соответствующим образом рассчитывая несущие свойства грунта.

    В рамках гипотезы мегаимпакта вода на Луне должна быть на несколько порядков более редкой. Следовательно, при подтверждении мультимпактной гипетзы, строительство баз на Селене окажется намного более простой задачей, чем считали ранее. По крайней мере, в смысле добыче ресурсов для получения воздуха и питья. А вот процесс создания фундаментов и оснований придется несколько пересмотреть. «Потечет» от тепла обитаемых модулей, но вечномерзлотный грунт близ полюсов вполне может преподнести такой неприятный сюрприз.

    Как бы сильно ни влияла мультимпактная гипотеза на лунные базы, наиболее интригующие последствия она дает все же природе самого спутника. В комментарии для Naked Science Николай Горькавый отметил, что залежи льда в виде вечной мерзлоты возможны и в низких широтах Луны, поскольку реголит защитит их от вакуума и воздействия Солнца.

    Ученый напоминает: «Как показывают данные наблюдений поверхности Луны во время метеорных потоков, микрометеоритная бомбардировка вызывает всплеск в спектре, ассоциированном с водой. Возможно, этот слой мерзлоты не сплошной и зависит от рельефа. Главный неясный момент — существует ли перенос воды из частично расплавленных лунных недр [где она содержится в оливинах и других минералах] в поверхностный слой? Если да, то слой вечной мерзлоты будет более мощным и непрерывным».

    На наш вопрос о том, возможны ли поверхностные области с жидкое водой в глубинах Луны (где теплее, чем на поверхности), исследователь ответил так: «Отмечу, что воду нашли в вулканических стеклах в образцах „Аполлона” — в лаве, которая была извергнута из лунных недр. Значит, там есть вода, как и в земной мантии. Подземная мерзлота тоже сохранится, защищенная от вакуума слоем грунта. Также останутся глубинные очаги магматической воды. Так что я бы не отвергал идею глубинных водных линз на Луне».

    По информации https://naked-science.ru/article/astronomy/predskazal-lune-vechnuyu

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

31.10.2023
14:09

Фотоиспарение атмосфер назвали основной причиной появления «пустыни нептунов»

31.10.2023
14:06

Глубокое обучение ускоряет галактические вычисления

31.10.2023
14:01

Астрономы обнаружили расширенное звездное гало, окружающее галактику Ark 227

31.10.2023
13:58

Могли бы мы остановить астероид, приближающийся к Земле?

30.10.2023
21:15

Астрономы отыскали рекордно тяжелую почти темную галактику

30.10.2023
21:06

Посмотрите, как по-разному видят Крабовидную туманность «Уэбб» и «Хаббл»

30.10.2023
13:51

НАСА запустило на край космоса ракету для исследования останков сверхновой

30.10.2023
13:41

Крупнейший дирижабль современности скоро отправится в полет

30.10.2023
13:09

"Я обиделся за поэтессу, предательницу России" - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

30.10.2023
12:54

Откуда ИИ знает то, что никто ему не говорил

30.10.2023
12:25

Бастер Бентон Жизнь это долг, который ты берёшь у родителей, а возвращаешь детям

29.10.2023
22:38

"Что меня смущает в стихах иного предателя России" - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

29.10.2023
20:47

Астрономы показали последствия столкновения галактик

29.10.2023
19:05

JWST исследует спутник Юпитера Ганимед

29.10.2023
19:02

Ученые рассмотрели методы борьбы с космическим мусором

<< 121|122|123|124|125|126|127|128|129|130 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

2000-2002
Научно-популярный журнал Урания в русском переплете
(1999-200)

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList