Имея среднюю плотность 3346,4 кг/м 3 , [2] Луна представляет собой дифференцированное тело , состоящее из геохимически различных коры , мантии и планетарного ядра . Считается, что эта структура возникла в результате фракционной кристаллизации океана магмы вскоре после его образования около 4,5 миллиардов лет назад. Энергию, необходимую для плавления внешней части Луны, обычно приписывают гигантскому ударному событию, которое, как предполагается, сформировало систему Земля-Луна, и последующей повторной аккрецией материала на околоземной орбите. Кристаллизация этого океана магмы привела к образованию основной мантии и коры, богатой плагиоклазом .
Геохимическое картирование с орбиты предполагает, что кора Луны имеет в основном анортозитовый состав, [3] что согласуется с гипотезой магматического океана. Что касается элементов, лунная кора состоит в основном из кислорода , кремния , магния , железа , кальция и алюминия , но важных второстепенных и микроэлементов, таких как титан , уран , торий , калий , сера , марганец , хром [4] и водород тоже присутствует. По данным геофизических методов, толщина земной коры оценивается в среднем около 50 км. [5]
Частичное плавление мантии Луны привело к извержению морских базальтов на лунную поверхность. Анализ этих базальтов показывает, что мантия состоит преимущественно из минералов оливина , ортопироксена и клинопироксена , и что лунная мантия более богата железом, чем мантия Земли. Некоторые лунные базальты содержат большое количество титана (присутствующего в минерале ильмените ), что позволяет предположить, что мантия весьма неоднородна по составу. Было обнаружено, что лунные землетрясения происходят глубоко в мантии Луны, примерно на 1000 км под поверхностью. Они происходят с ежемесячной периодичностью и связаны с приливными напряжениями, вызванными эксцентричной орбитой Луны вокруг Земли. Также было обнаружено несколько неглубоких лунных землетрясений с гипоцентрами, расположенными примерно в 100 км под поверхностью, но они происходят реже и, по-видимому, не связаны с лунными приливами. [5]
Несколько доказательств указывают на то, что лунное ядро небольшое, с радиусом около 350 км или меньше. [5] Размер лунного ядра составляет лишь около 20% размера самой Луны, в отличие от примерно 50%, как в случае с большинством других земных тел. Состав лунного ядра точно не определен, но большинство полагают, что оно состоит из металлического сплава железа с небольшим количеством серы и никеля . Анализ изменяющегося во времени вращения Луны показывает, что ядро, по крайней мере, частично расплавлено. [6] В рамках сценария формирования гигантского удара формирование ядра Луны могло произойти в течение первых 100–1000 лет с момента начала ее аккреции из спутников. [7]
В 2010 году повторный анализ старых сейсмических данных Аполлона о глубоких лунных землетрясениях с использованием современных методов обработки подтвердил, что Луна имеет богатое железом ядро радиусом 330 ± 20 км . Тот же повторный анализ установил, что твердое внутреннее ядро из чистого железа имеет радиус 240 ± 10 км . Ядро окружено частично (от 10 до 30%) расплавленным слоем нижней мантии радиусом 480 ± 20 км (мощность ~150 км). Эти результаты подразумевают, 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 ядре, вероятно, составляет около 1600–1700 К (1330–1430 °С). [8]
В 2019 году повторный анализ почти 50-летних данных, собранных в ходе эксперимента Lunar Laser Ranging, с данными лунного гравитационного поля миссии GRAIL , показывает, что для расслабленного жидкого ядра Луны с негидростатическими литосферами уплощение ядра определяется как(2,2 ± 0,6) × 10 −4 с радиусами границы ядро-мантия как381 ± 12 км . [9]
Текст и изображения доступны по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0.
{{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )