Большие, темные, базальтовые равнины на Луне Земли
Лунные моря ( / ˈ m ær i . ə / MARR -ee -ə ; ед. ч. mare / ˈ m ɑːr eɪ , - i / MAR -ay, MAR -ee ) [1] — большие, темные, базальтовые равнины на Луне , образованные лавой , стекающей в древние ударные бассейны. Их окрестили maria ( лат. «моря») ранние астрономы, которые ошибочно принимали их за настоящие моря . [ необходима цитата ] Они менее отражающие , чем «нагорья», из-за своего богатого железом состава и, следовательно, кажутся темными невооруженным глазом . Моря покрывают около 16% лунной поверхности, в основном на стороне, видимой с Земли . Несколько морей на обратной стороне намного меньше и находятся в основном в очень больших кратерах. Традиционная номенклатура Луны также включает один oceanus (океан), а также объекты с названиями lacus (озеро), palus (болото) и sinus (залив). Последние три меньше, чем maria, но имеют ту же природу и характеристики.
Возраст морских базальтов был определен как прямым радиометрическим датированием , так и методом подсчета кратеров . Радиометрический возраст составляет от 3,16 до 4,2 млрд лет (Ga), [4] тогда как самый молодой возраст, определенный с помощью подсчета кратеров, составляет около 1,2 млрд лет. [5] Обновленные измерения образцов, собранных миссией Чанъэ-5, показывают, что некоторые лунные базальты могут быть моложе 2,03 млрд лет. [6] Тем не менее, большинство морских базальтов, по-видимому, извергались между 3 и 3,5 млрд лет. Несколько базальтовых извержений, которые произошли на дальней стороне, являются старыми, тогда как самые молодые потоки обнаружены в Океане Бурь на ближней стороне. Хотя многие базальты либо извергались внутри низколежащих ударных бассейнов, либо стекали в них, крупнейшая область вулканических образований, Океан Бурь, не соответствует ни одному известному ударному бассейну.
Существует много распространенных заблуждений относительно пространственного распределения морских базальтов.
Поскольку многие морские базальты заполняют низколежащие ударные впадины, когда-то предполагалось, что само ударное событие каким-то образом вызвало извержение вулкана. Примечание: текущие данные на самом деле не могут исключить этого, хотя время и продолжительность морского вулканизма в ряде впадин вызывают некоторые сомнения в этом. Первоначальный морской вулканизм, как правило, начался в течение 100 миллионов лет с момента образования впадины. [7] Хотя эти авторы считали, что 100 миллионов лет было достаточно долго, чтобы корреляция между ударом и вулканизмом казалась маловероятной, с этим аргументом есть проблемы. [ необходима цитата ] Авторы также указывают, что самые старые и самые глубокие базальты в каждой впадине, вероятно, захоронены и недоступны, что приводит к смещению выборки.
Иногда предполагается, что гравитационное поле Земли может преимущественно допускать извержения на ближней стороне , но не на дальней . Однако в системе отсчета, вращающейся вместе с Луной, центробежное ускорение, которое испытывает Луна, в точности равно и противоположно гравитационному ускорению Земли. Таким образом, нет чистой силы, направленной к Земле. Земные приливы действительно деформируют форму Луны, но эта форма представляет собой вытянутый эллипсоид с высокими точками как в суб-, так и в антиземной точках. В качестве аналогии, на Земле в день бывает два прилива, а не один.
Поскольку морские базальтовые магмы плотнее, чем верхнекоровые анортозитовые материалы, базальтовые извержения могут быть предпочтительны в местах с низкой высотой, где кора тонкая. Однако дальняя сторона бассейна Южный полюс-Эйткен содержит самые низкие высоты Луны и, тем не менее, лишь в незначительной степени заполнена базальтовыми лавами. Кроме того, толщина коры под этим бассейном, как прогнозируется, будет намного меньше, чем под Океаном Бурь . Хотя толщина коры может модулировать количество базальтовых лав, которые в конечном итоге достигают поверхности, толщина коры сама по себе не может быть единственным фактором, контролирующим распределение морских базальтов. [8]
Обычно предполагается, что существует некая форма связи между синхронным вращением Луны вокруг Земли и морскими базальтами. Однако гравитационные моменты, которые приводят к приливному деспиннингу, возникают только из моментов инерции тела (они напрямую связаны с терминами сферической гармоники степени 2 гравитационного поля), а морские базальты вряд ли вносят в это вклад (см. также приливное запирание ). (Полушарные структуры соответствуют сферической гармонике степени 1 и не вносят вклад в моменты инерции.) Более того, предсказывается, что приливное деспиннинг произошло быстро (порядка тысяч лет), тогда как большинство морских базальтов изверглось примерно через миллиард лет.
Причина, по которой морские базальты преимущественно расположены на ближнем полушарии Луны, все еще обсуждается научным сообществом. На основании данных, полученных в ходе миссии Lunar Prospector , представляется, что большая часть запасов теплопроизводящих элементов Луны (в форме KREEP ) находится в регионах Океана Бурь и бассейна Дождей , уникальной геохимической провинции, которая теперь называется Террейном Бурь KREEP . [9] [10] [11] Хотя увеличение производства тепла в Террейне Бурь KREEP, несомненно, связано с продолжительностью и интенсивностью вулканизма, обнаруженного там, механизм, посредством которого KREEP сконцентрировался в этом регионе, не согласован. [12]
Химический состав
Используя схемы земной классификации, все морские базальты классифицируются как толеитовые , но были изобретены специальные подклассы для дальнейшего описания популяции лунных базальтов. Морские базальты обычно группируются в три серии на основе их основной элементной химии: высокотитанистые базальты , низкотитанистые базальты и очень низкотитанистые (VLT) базальты . Хотя эти группы когда-то считались отдельными на основе образцов Apollo, глобальные данные дистанционного зондирования с миссии Clementine теперь показывают, что между этими конечными членами существует континуум концентраций титана, и что высокотитанистые концентрации являются наименее распространенными. Содержание TiO 2 может достигать до 15 мас.% для морских базальтов, тогда как большинство земных базальтов имеют содержание намного меньше 4 мас.%. Особая группа лунных базальтов — это базальты KREEP, которые аномально богаты калием (K), редкоземельными элементами (REE) и фосфором (P). Главное различие между земными и лунными базальтами — почти полное отсутствие воды в любой форме в лунных базальтах. Лунные базальты не содержат водородсодержащих минералов, таких как амфиболы и филлосиликаты , которые распространены в земных базальтах из-за изменений или метаморфизма. [ необходима цитата ]
^ "XIth General Assembly" (PDF) (на французском и английском языках). Международный астрономический союз . 1961. Получено 26 июля 2015 г.
^ "Игра в имена". Nature Magazine . 488 (7412): 429. 22 августа 2012. Bibcode : 2012Natur.488R.429.. doi : 10.1038/488429b . PMID 22914129.
^ Джеймс Папайк; Грэм Райдер; Чарльз Ширер (1998). «Лунные образцы». Обзоры по минералогии и геохимии . 36 : 5.1–5.234.
^ Х. Хизингер; JW Глава; У. Вольф; Р. Яуманм; Г. Нойкум (2003). «Возраст и стратиграфия морских базальтов в Oceanus Procellarum, Mare Numbium, Mare Cognitum и Mare Insularum». Дж. Геофиз. Рез . 108 (E7): 5065. Бибкод : 2003JGRE..108.5065H. дои : 10.1029/2002JE001985 . S2CID 9570915.
^ Ли, Цю-Ли (19 октября 2021 г.). «Двухмиллиардный вулканизм на Луне из базальтов Чанъэ-5». Nature . 600 . doi :10.1038/s41586-021-04100-2. PMC 8636262 . Получено 21 июля 2024 г. .
^ Харальд Хейзингер; Ральф Яуманн; Герхард Нойкум; Джеймс В. Хед III (2000). «Возраст морских базальтов на ближней стороне Луны». Дж. Геофиз. Рез . 105 (Е12): 29, 239–29,275. Бибкод : 2000JGR...10529239H. дои : 10.1029/2000je001244 . S2CID 127501718.
^ Марк Вичорек; Мария Зубер; Роджер Филлипс (2001). «Роль плавучести магмы в извержении лунных базальтов». Earth Planet. Sci. Lett . 185 (1–2): 71–83. Bibcode :2001E&PSL.185...71W. CiteSeerX 10.1.1.536.1951 . doi :10.1016/S0012-821X(00)00355-1.
^ Марк А. Вичорек и др. (2006). «Состав и структура недр Луны». Обзоры по минералогии и геохимии . 60 (1): 221–364. Bibcode : 2006RvMG...60..221W. doi : 10.2138/rmg.2006.60.3. S2CID 130734866.
^ G. Jeffrey Taylor (31 августа 2000 г.). «Новая Луна для XXI века». Планетарные научные исследования. Открытия.
^ Брэдли. Джоллифф; Джеффри Гиллис; Ларри Хаскин; Рэнди Коротев; Марк Вичорек (2000). "Основные лунные коровые террейны" (PDF) . J. Geophys. Res . 105 (E2): 4197–4216. Bibcode :2000JGR...105.4197J. doi : 10.1029/1999je001103 .
^ Чарльз К. Ширер и др. (2006). «Термическая и магматическая эволюция Луны». Обзоры по минералогии и геохимии . 60 (1): 365–518. Bibcode :2006RvMG...60..365S. doi :10.2138/rmg.2006.60.4.
Дальнейшее чтение
Пол Д. Спудис, «Бывшая и будущая луна» , Smithsonian Institution Press, 1996, ISBN 1-56098-634-4 .
G. Jeffrey Taylor (30 апреля 2006 г.). «В поисках базальтовых осколков с Далекой Марии». Планетарные научные исследования. Открытия.
G. Jeffrey Taylor (5 декабря 2000 г.). «Рецепт высокотитанистых лунных магм». Планетарные научные исследования. Открытия.
G. Jeffrey Taylor (23 июня 2000 г.). «Удивительная лунная Мария». Планетарные научные исследования. Открытия.
Кэтрин Вайц (12 февраля 1997 г.). «Взрывные вулканические извержения на Луне». Планетарные научные исследования. Открытия.
Внешние ссылки
На Викискладе есть медиафайлы по теме Лунные моря .
Гугл Луна
Институт Луны и Планет: Исследование Луны
Институт Луны и Планет: Лунные Атласы
Ральф Эшлиман Планетарная картография и графика: Лунные карты Архивировано 2004-02-06 на Wayback Machine
Статьи о Луне в Planetary Science Research Discoveries