7 років тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

Отелло. Какое упущение Луны!

Она с Землею сблизилась сверх меры…

У. Шекспир. Отелло.

Известно, что геофизики, изучавшие структуру и тектонику нашей планеты, всегда жаловались на то, что Земля — единственная в своем роде, поэтому очень трудно установить, является ли открытие чисто земным или характерно для всех планет Солнечной системы и поэтому имеет особую важность. С тех пор как в ноябре 1969 г. американская экспедиция «Аполло» успешно установила сейсмограф на лунной поверхности, положение несколько изменилось к лучшему. Сейчас на Луне функционируют пять станций (рис. 137, 138).

Схематическая карта расположения лунных сейсмографических станций и "лунотрясений"

Схематическая карта расположения лунных сейсмографических станций и “лунотрясений”

Космический корабль "Аполло-П" с сейсмографами

Космический корабль “Аполло-П” с сейсмографами

Перед тем как был установлен первый инструмент, мнение сейсмологов о возможности лунотрясений (или селеносейсм, если пользоваться классической терминологией) разделились, однако все согласились с тем, что установка сейсмографа на Луне может дать интересную информацию. Возможно, удалось бы записать удары метеоритов или толчок при посадке космического корабля на лунную поверхность, а если бы эти попытки кончились неудачей — прибегнуть к взрыву зарядов. Так или иначе возможность изучения внутреннего строения Луны сейс­мическими методами стала вполне реальной.

В этом плане первая проблема заключалась в разработке портативного сейсмометра, который смог бы выдержать сильный толчок при посадке на Луну. Сейсмологи принялись сбрасывать сейсмометры с вертолетов и даже выстреливали ими, как в цирке, из небольших пушек. К сожалению, первые попытки установить инструмент на Луне кончились неудачей. Однажды даже космонавт, находившийся рядом с прибором, был обвинен в том, что он споткнулся о какое-то препятствие, настолько необычно выглядела полученная запись, однако позднее все разъяснилось.

Бесспорно, имеются весьма интересные различия между землетрясениями и «лунотрясениями». Оказалось, что внутреннее строение Луны и волнопроводящие свойства пород сильно отличаются от того, что ожидалось. По сравнению с Землей Луна сейсмически спокойна. Почти все фиксируемые толчки очень слабы, и общего количества энергии, выделяемой за год, едва хватило бы для толчка с М 2, но в то же время они весьма многочисленны, а записывающие устройства достаточно чувствительны, чтобы регистрировать на разных участках от 600 до 2 000 толчков в год. Сюда не включены очень слабые «температурные лунотрясения», сопровождающие резкие перепады температур при восходе и закате солнца. Такие очень слабые толчки являются, по-видимому, результатом растрескивания и оседания лунной поверхности.

Регистрируются также три типа более сильных возмущений. Во-первых, удары от падения метеоритов, хотя оказалось, что число крупных метеоритов существенно меньше, чем это наблюдается на Земле. Во-вторых, нормальные лунотрясения, вызываемые волнами, приходящими, как оказалось, с глубин от 600 до 900 км, поэтому их нельзя было бы считать «нормальными» для земных условий. Создается впечатление, что они приходят из ограниченного числа фокусов, по-видимому, не более 50.

Записи сотрясений, связанные с разными фокусами, почти идентичны, и каждый фокус активизируется в определенный момент лунного месяца. Ответственны за них, вероятно, приливные силы. Пики активности повторяются каждые 14 сут., и, кроме того, наблюдаются пики второго порядка с интервалом 206 сут., которые могут соответствовать ходу солнечного воздействия на приливные силы.

В-третьих, очень мелкофокусные возмущения, которые могут быть связаны, как и на Земле, с высвобождением коровых напряжений. До сих пор таких лунотрясений зафиксировано около 12, при этом не установлено какой-либо ясной закономерности в их распределении во времени или пространстве (см. рис. 137).

Лунные сейсмограммы по внешнему виду заметно отличаются от земных (рис. 139). Частота колебаний значительно выше, а реверберация продолжается гораздо дольше. При этом трудно выделить отдельные фазы, и нет чистых поверхностных волн. Полагают, что это объясняется очень большой сухостью лунных пород, но, несомненно, нам предстоит узнать еще многое об условиях распространения волн на Луне.

Сейсмограммы

Сейсмограммы

Внутри Луна, как и Земля, делится на три главные сферы, но свойства этих сфер существенно иные, чем на Земле. Используя записи искусственных сотрясений, метеоритных ударов и наиболее сильных лунотрясений, оказалось возможным построить кривую времени пробега Р-волн для расстояния до 1000 км. Были выделены также волны РР и РРР (рис. 140).

Разрез внутреннего строения Луны

Разрез внутреннего строения Луны

По сравнению с земными лунные сферы имеют менее правильную форму и характеризуются значительной пространственной неоднородностью. Толщина коры составляет около 60 км, а средняя скорость Р-волн в ней около 6,7 км/с. Более высокие скорости наблюдаются только в базальтах, слагающих поверхность обширных лунных морей, а также в основании коры, где в некоторых местах они могут достигать величин, соответствующих слоям повышенных скоростей. Ниже коры скорость возрастает до 8 км/с и остается постоянной вплоть до основания мантии, которая простирается до глубины 700 км.

Ядро не похоже на земное. Астрономические измерения показали, что средняя плотность вещества Луны не превышает 3,3, так что содержание металлов в нем не может быть большим. Лунное ядро, по-видимому, не проводит волны, или, по крайней мере, проводит их плохо, тем не менее оно находится в твердом состоянии, и объяснение этому явлению следует, очевидно, искать в его недостаточной жесткости. Таким образом, его следовало бы считать лунной астеносферой, а мантию над ним — литосферой. Условия на границе между ними весьма сложны, поэтому сама граница должна быть очень неровной.

Исследование Луны — первый небольшой вклад сейсмологов в планетарную астрономию. К тому времени, когда эта книга выйдет из печати, две американские станции «Викинг» должны доставить сейсмографы на Марс. Передача информации с Марса на Землю — более сложная задача, чем передача ее с Луны, однако считается, что и эта проблема в настоящее время решена. Каждая из двух станций, доставленных на Марс, будет функционировать 90 дней, а вместе они будут работать половину этого срока. То, что мы уже знаем о Марсе, позволяет предположить, что его структура и тектоника имеют большее сходство с Землей, чем с Луной, и недалеко то время, когда «марсотрясения» (или ареосейсмы?) вместе с землетрясениями и лунотрясениями составят предмет сейсмологии.

В ноябре 1976 г. сейсмометром, доставленным космическим кораблем «Викинг» на равнину Утопии, был записан толчок, магнитуда которого оказалась равной 6.