月の引力：地図を読む。こんにちは学生太陽と月の光

地震は頻繁に発生する現象ですが、最も説明が難しく神秘的な自然災害の一つでもあります。科学者は、タイムリーな予測や予防策は言うまでもなく、正確に何が原因であるかを常に確信を持って言うことはできません。

月の重力場

私たちは、月の引力が、太陽の重力場および地球の自転による慣性とともに、潮汐の形成に影響を与えることをよく知っています。太陽系の他の地域では、惑星と衛星の重力関係により、強い地殻変動が引き起こされます。

地震学者たちは、私たち自身の衛星の過小評価された重力場の影響の可能性について長い間疑問を抱いてきました。もちろん、月の潮汐ロックは地球上の岩石を熱い溶岩に変えるほど強力ではありませんが、プレート構造接合部の弱点に影響を与えるには十分かもしれません。

地殻断層

地球の地殻には、沈み込み帯、つまり構造プレートの一部がマントルに突入し、地殻の別の部分の下に潜り込む場所があります。これらの沈み込み帯は地殻活動の一種の「弱点」であり、強い地震が最も頻繁に発生するのはその近くです。

これらのデータに基づいて、東京大学の科学者グループは次の仮説を提案しました。沈み込み帯はほとんどの場合深い断層であるため、おそらく月の重力は構造プレートの発散に影響を与えるのに十分であると考えられます。月の潮汐ロックは、プレート全体の動きを開始するのに十分ではないかもしれませんが、小さな亀裂を引き起こす可能性があり、それが今度は雪だるま効果を引き起こし、強い揺れを引き起こします。

月の周期

この仮説を確認するために、日本の科学者たちは過去20年間の地震の測定値を調べ、それらを朔望、つまり月、地球、太陽が一直線に並ぶことと比較した。月の経度が太陽の経度と一致すると、地球上で新月が観察され、月と太陽の重力場が結合して、地球の半球の 1 つがそれ自体に向かって「引っ張られ」ます。月の経度が太陽の経度と反対である場合、満月が観察され、衛星の重力場が地球の半球をそれ自体に向かって「引っ張り」、太陽の重力場が地球を引き寄せます。もう一方。どちらの場合も、地表に対する外部重力の影響は最大に達し、地殻変動を引き起こす可能性があります。

地震に関するデータをシジジーと比較することで、科学者たちは興味深いデータを入手しました。 2004 年には満月の時期にインド洋で壊滅的な地震が発生し、2010 年 2 月にはチリで歴史上最も強力な地震の 1 つが発生しました。

新月の間、月と太陽の重力場が結合すると、2011年3月に東北地方に壊滅的な影響を与えた東日本大震災の原因が説明できる可能性がある。

結論

この研究は、シジジーと地震の関係を決定的に証明するには十分ではありません。しかし、間接的な証拠は、潮の干満に伴って、月がどのように時折水だけでなく地表も引き寄せることができるのかについて、完全に説得力のある絵を描いています。

ここ数十年、月と太陽が地球上で起こり、地震発生のメカニズムを引き起こす地殻変動に影響を与える可能性についての問題がますます高まっています。例えば、有名なサンアンドレアス断層は、月の朔望に関連した約8万回の小さな揺れの発生場所となった。

7.3 月の重力場

質量分布の不均一性は重力異常に反映されます。重力異常、つまり、重力値の「自然な」正常値からの逸脱。月とボールの差はほとんどないため、通常の電位は一定の値と考えることができます。このボールのパラメータ: 平均半径は 1738 km、平均密度 3.3440.004 グラム/センチメートル、無次元慣性モーメント .

月の重力ポテンシャルは通常、3 つの項の形式で表されます。

ここで、は引力ポテンシャル、は遠心ポテンシャル、は潮汐ポテンシャルです。後者は、月の重力の可能性に大きく貢献します。潮汐擾乱の影響による惑星の水平面の変形をテーマにした講義では、水平面が引力のある天体に向かって「伸ばされる」ことを示しました。月は、半軸、、を備えた 3 軸楕円体で近似できます。 メートル長半径が地球の方向を向くように配置されています。

月の姿を詳しく調べることができるようになったのは、人工月衛星（ALS）が打ち上げられてからです。しかし、月の研究はISLの打ち上げよりもずっと前に行われていました。 SAIスタッフのM.U.サギトフとN.P.グルーシンスキーは、天文観測を用いて、月の三軸楕円体上の重力が法則に従って変化することを発見した。

どこ , 。この式は、地球の場合のように、極に向かう重力は増加せず、減少することを示しています。これは直観に反します。さらに、幾何学的圧縮はポジティブです。

クレローの定理によれば、月が平衡体である場合、。異常に値が小さいのではないでしょうか？おそらく、月は平衡天体ではありません。静水圧圧縮を受けて硬化した後、回転を停止しました。これらすべての疑問は、地球と月のシステムの宇宙論の中にあります。

衛星時代には、月の重力ポテンシャルは何度か決定されました。フェラーリの結果のみを記載します

見てわかるように、やはり極に向かう重力は増加せず、減少します。

フェラーリのセレノイドの地図は、地球に向かってボール上の水平面の高さが 400 メートル増加し、月の裏側では 300 メートル以上増加していることを明確に示しています。つまり、ソレノイドが地球に向かって伸びていることが明らかです。確かに、計算によれば、地球の潮汐力は一桁小さいことがわかります。少し想像してみましょう。地球の潮汐作用により、月が私たちから遠ざかっていることがわかっています。かつて、月は私たちにもっと近かったため、潮汐の影響は現在よりもはるかに大きかった。もし月が 2.7 倍近ければ、潮汐の影響により、観測された地球に向かってのセレノイドの伸びが説明できる可能性があります。しかし、その後、それでも月の自転と地球の周りの公転は同期していたという結論が得られます。

ISL の観測により、月の重力場と、そこからの地域的な (広い領域をカバーする) 異常を決定することが可能になりました。局所的な異常を特定するには、物理実験を実行する必要があります。すでに述べたように、アメリカの宇宙飛行士は特別な月の重力計を使用して重力測定を行いましたが、そのような測定は非常に少数でした。普遍的な測定方法の 1 つは、自由落下物体の観察です。この方法を実装する際の主な困難は、自由落下体の加速度を決定する精度を確保することです。

人類が月面に着陸する前年の 1968 年、アメリカの科学者 P. ミュラーと U. シェーグレンは ISL の半径方向の加速度を研究しました。 月周回船 5。彼らは海で自分たちがいるはずの場所を見つけた ネガティブ重力異常、実際には大きな異常が存在する ポジティブ重い質量の集中以外では説明できない異常。彼らはこのような構造をマスコン（質量集中）と呼びました。衛星飛行高度（100 km) 重力異常が200に達しました ミリガルもっと。特に雨の海では重力異常が250 ミリガル、透明の海の向こう - 220 ミリガル、危機の海を越えて - 130 ミリガル。これらの異常の形成については、さまざまな「シナリオ」が提案されています。ミュラーとシェーグレン自身は、この正の異常は月に落下し、月の地殻に残った鉄ニッケル隕石によって引き起こされたと信じていました。その後、この仮説が有力になりました。小惑星ほどの大きさの天体が月に落下し、「海の窪地」が形成される。この落ち込みにより、小さな負の異常が生じます。その時間になると、溶岩の噴出が上昇し、完全に静水圧が補償されるまで亀裂を埋めます。樹皮は硬化し、高い強度を獲得し、変形することなく追加の負荷に耐えることができます。プールは物質で満たされ、過剰な質量が生成され、正の重力異常が生じます。確かに、最新のデータによると、溶岩の噴出はすぐには発生せず、5億年後に発生しました。最初に現れた負の異常は消失し、地殻は等方的に補償されます。かなり強力な地殻は、その結果として生じる溶岩の噴出に耐えることができ、30 億年間にわたり、等方性が補償されていない地殻は、月の腸からのより高密度の塊の導入により、正の異常を示してきました。

月の重力場は大きな不快感をもたらしますが、おそらくそれが進化の原因でした。地球上のすべての進化のプロセスにおいて決定的な役割を果たしたのは月の歴史である可能性が非常に高いです。また、私たちは、かつても現在も最大の不快感を感じているのは赤道帯ゾーンであるという結論に達しました。これは、ここが生物進化が始まるべき場所であることを意味します。

31.3。月の重力場

人間を含む地球上の物体に対する月の重力場の影響によって引き起こされる相互作用を考えてみましょう。この場合、月とその重力の影響を受けている天体との間には直接の接触はありません。月が海水に及ぼす重力の影響から始めましょう。この効果は、潮汐力の性質、つまり、月からさまざまな距離にある水分子の重力によって決まります。当然のことながら、これらの距離の差が顕著な場合、潮汐力はより顕著になります。つまり、潮汐力は深さが深い海洋で最も顕著に現れます。さらに、潮汐力は、大量の水が存在するとよりよく働きます。これは、重力相互作用の力とエネルギーの両方が相互作用する物体の質量に比例するという事実によって説明できます。一方では月がこの相互作用に参加し、他方では貯水池の水の塊もそれに参加します。貯留部の体積が小さい場合、力は小さいため、力は現れにくくなります。水の質量が大きい場合、重力相互作用の力とエネルギーの両方が顕著になり、観察可能になることさえあります。

この問題は視覚的なモデルを使用して考えることができます。地球が重力場を持つ月の上に浮いていると想像してみましょう。地球上の水は地球から離れることができず、吊り下げられた地球の下部に流れ込みます。水のほとんどは、月と地球の重心を結ぶ直線上にある点に流れます。地球の表面の水に対する月の重力の影響が最も重要になるのはここであり、海の水位の最大の上昇が観察されるべきであるのはここです。また、地球儀は自転するため、水が流れる場所は常に変化します。そして、水量が多いほど潮の干満が顕著になる理由が明らかになります。これが、月の重力の影響により引き起こされる満潮時に海水位の大幅な上昇が起こる理由であると私たちは考えています。

潮汐力の影響を受けるのは硬いシステムではなく、より容易に変形するシステムです。たとえば、路面電車は非常に硬い物体であり、大まかに言えば、ブレーキや加速の瞬間に容易に耐えることができるため、路面電車は変形に弱い剛性構造を備えたシステムです。これにより、真空の変形はシステムの剛性に依存し、システムの剛性はこのシステムが真空を成層状態にどのように維持するかに依存すると結論付けることができました。そして、剛直なシステムはその構造、その構造に不必要な変更を許さないことがわかります。重力場にあるこのようなシステムは、変形の変化をほとんど受けません。また、変形しやすいシステムもあります。そして、これらのシステムは変形可能なシステムと呼ぶことができます。そして、これらのシステムは重力場の影響を受けやすいです。地球の水の覆いは最も変形しやすいことが判明しました。人間の場合、最も硬い構造は骨格であり、最も変形しやすいのはおそらく脳と神経細胞です。細胞は大部分が水で構成されており、体の中で最も動きやすく変化しやすい細胞は神経細胞、つまり脳細胞です。ここに超心理学の現象、そしておそらくは心霊現象の物理的基礎がある。そして、おそらく、重要なのはまさにシステムの可動性と変形可能性にあると推測できます。つまり、システムの変形可能性の程度は、特定の人の身体の個々の特性に依存する可能性があると考えられます。もし人がそのような能力を持っているなら、彼は超能力者になることができます。

人間の快適さの状態は、地球、月、太陽の影響を受けます。地球の重力場は常に不快な状態を引き起こしますが、人は生まれるずっと前からそれに慣れてしまいます。しかし、正確に言えば、月は常に変化する不快感をこの状態にもたらします。不快感の状態は、地球、太陽、月の相対的な位置によって異なります。それらの相対的な位置を知ると、月と太陽は赤道帯、または赤道に近い帯の領域でより大きな不快状態をもたらすと想定できます。しかし、ここは地理的に非常に広いベルトであり、災害にとって最も好ましい場所であると考えています。そして、災害は赤道地帯、つまり地球と太陽の軸上にある地帯で最も頻繁に発生します。

月とその重力特性は、太陽よりも地球に大きな影響を与えており、遠く離れた黄道帯の星座よりもさらに大きな影響を与えています。海洋や外洋での潮の満ち引きの原因は、月の重力場です。太陽も潮の干満を引き起こしますが、太陽は地球から遠く離れているため、この影響は重要ではありません。したがって、月の重力場は人間の状態に最も強い影響を与えるはずです。そして、月の軌道面は黄道面に対してわずか約の角度で傾いているので、赤道帯の不安定性と不快感についての私たちの推論は依然として有効です。この不安定性の原因は太陽ではなく月だけであることが判明しました。したがって、私たちは、月の重力場が大きな不快感をもたらし、おそらくそれが進化の原因であるという結論に達しました。地球上のすべての進化のプロセスにおいて決定的な役割を果たしたのは月の歴史である可能性が非常に高いです。また、私たちは、かつても現在も最大の不快感を感じているのは赤道帯ゾーンであるという結論に達しました。これは、ここが生物進化が始まるべき場所であることを意味します。

以下のこのページには、Rabchevskaya O.V. による本のセクションがあります。」 虚無から生まれる世界 ».

本の中で « 虚無から生まれる世界 » 著者は、宇宙がどのように機能するかを理解する最初の試みを行いました。

この本には、著者が 2 冊目の本で排除しようとした不正確な点が含まれています。「」というサイト内にあります。本のすべてのセクション 「真空状態としての宇宙」 サイトの各ページの最後にあるリンクからアクセスできます。

本 « 虚無から生まれる世界 »

このサイトには、書籍『空から生まれる世界』の一部が掲載されています。

月と、地球と太陽との関係は、古代から現代に至るまで人類によってますます集中的に研究され、成功を収めてきました。近年までのこの研究の成果は、多くの単行本や教科書に掲載されています。過去の研究をレビューすることはこの文書の範囲を超えており、この議論では詳細には触れず、最新のデータについて議論する場合にのみ、読者にそれらの研究を参照することにします。月の表面は主に、巨大隕石の衝突によってできた多数のクレーターで構成されています。これは特に月の見えない側と見える側の大陸地域に当てはまります。大きな円形の海、雨の海、透明の海、危機の海、蜜の海、湿気の海、東の海は、巨大な隕石との衝突、そして浅くて不規則な海は、現代の大陸の領域に似た原大陸を覆う火成物質で浸水した領域で構成されています。これらの浅い海には、暗く滑らかな素材を通して現れる山脈があり、その後の出来事によってその輪郭が消去された「影響」海である領域を覆っている可能性があります。このような衝突が地球上で起こった場合（これは避けられないと思われますが）、衝突前に存在していた地球上の岩石はすべて砕屑物に変わるでしょう。火成岩と堆積岩は 3.5 永年にわたって地表に保存されてきたため、このような多数の衝突は、より早い時期に発生したに違いありません。放射状のクレーター (多くの場合、サイズは小さい) と光線のない多数の大きなクレーターは、間違いなく、あらゆる地質時代に形成されました。大きな海は、溶岩流、火山灰、または水の湖の形をとります。

もちろん、これは真実ではありません。月の岩石には水が存在しないことからもわかりますが、他の可能性の中から選択する余地は残されています。内因性の爆発クレーターもあり、月にはカルデラが存在すると信じている科学者もいます。この章の著者は、月に大きなカルデラが存在することに疑問を抱いています。月とその軌道の物理定数はよく知られています。それらの一部を表に示します。

月の重力場

月の重力場は、月軌道衛星を使用して詳細に研究されています。この場は、多数の項を使用する場合にのみ、球面調和関数の通常級数で表現できることが確立されています。 Michael とその同僚は、式 1 に含まれる定数の最も詳細な表を作成しました。

著者らは、重力場の数学的記述には13次までの項が必要であり、この場合でも定数は減少しないと指摘しており、これは月の重力場が私たちが予想していたものからかけ離れていることを示していると指摘している。回転の遠心力を考慮して、地球、月、太陽の重力の場で小天体の運動を研究することによって得られます。後者の場合、C 2.0 に続く項はゼロに等しいはずですが、これは当てはまりません。このことから、月内部の質量の分布は非常に不均一であることがわかります。

ここで、A、B、C は慣性モーメントです。A - 地球に向かう軸を基準としたもの、B - 東西軸を基準としたもの、C - 極軸を基準としたものは、Koziel によって注意深く研究されました。月の天秤に当てはめると、それらはそれぞれ 3.984 * 10 -4 、6.294*10 -4 、および 2.310*10 -4 に等しいことがわかりました。 Kopal は、同じ定数に対して非常に類似した値を取得しました。潮汐力と遠心力の影響下にあるプラスチックの月の理論値は、0.94 * 10 -5、3.75 * 10 -5 および 2.81 * 10 -5 に等しいことが判明しました。これは、月が非常に固体であり、太古の昔からそうであったことを再度示しています。慣性モーメントの値を推定すると、それらは 0.4 Ma 2 に近いことがわかります。ここで、M と a は月の質量と半径です。この値は、均一な密度のボールの場合の一般的な値です。もちろん、一定の深さまでの月の表面領域は低密度の物質で構成されており、慣性モーメントの値は多少減少するはずです。これらの低密度領域は主に裏側（厚さ 30 km の可能性がある）に位置しており、月の不規則な形状、慣性モーメント、質量中心の中心に対する 2 ～ 3 km の変位の原因となっています。図。

月の三軸楕円体の非平衡形状は、科学者にとって長い間謎でした。この現象についてはさまざまな説明が提案されています。

1) 月は非平衡形状を維持できるかなり固体である可能性がありますが、これはその起源を説明するものではありません。

2) 極の温度が低いと、これらの領域の物質の密度が高まり、半径が小さくなりますが、これは慣性モーメント A と B の違いを説明しません。

3) 月の対流は、極で上昇し、赤道で下降し、極で質量が減少し、赤道で質量が増加するはずですが、この場合も慣性モーメント A と B等しいはずです。非常に特殊なタイプの 2 番目と 3 番目の仮説の特定の組み合わせが実現している可能性があります。

4) 月は異なる密度の天体から蓄積されており、これが慣性モーメントの違いを説明しています。チャンドラセカール氏によると、2セル対流は小さな核でのみ可能であるため、対流プロセスが起こっていた場合、月はその形成過程のある時点でほぼ完全に溶けていたに違いありません。月では対流が非常に深いため、地球とは異なり、褶曲した山は形成されないはずです。ブッカー氏は、上昇気流が目に見える半球にある場合、月の見えない側の高度が高くなるという単細胞対流を主張しています。

ミュラーとシェーグレンは、月の見える側のさまざまな領域に、マスコンと呼ばれる質量の顕著な蓄積が存在し、そのほとんどの場合、衝突起源の円形のマリアに関連しており、おそらくすべての場合、特定の局所的な質量の存在に関連していることを示しました。。これらのマスコンは、人工月衛星の観測に基づいて、またその速度を直接測定することによって発見され、マッピングされました。ミュラーとシェーグレンは、経度 100 ～ -100 度、緯度 -50 ～ 50 度の観測結果は信頼できると考えています。雨、透明度、危機、蜜、湿度の海における顕著な正の重力異常は信頼できるものであり、月円盤の中心のわずかに北西で確認された正の異常と同様です。東海は、部分的にはプラスであり、部分的にはマイナスである異常の一例です。他の正および負の異常は、観測誤差の範囲内である可能性があります。レインボー湾の負の異常は、著者らによって現実の現象であると考えられています。彼らはまた、アポロ12号宇宙船が着陸地点に接近した際に観測された、プトレマイオス圏谷とアル・バタニ圏域で87ミリガルの負の異常を検出した。ブッカーらは、得るために必要な過剰質量の量を 100 bar 程度と見積もりました。これらの地層は古代のものであるため、月では重力異常が数永年にわたって存続するはずで、これは月が現在、そしてかつて非常に硬度の高い天体であったことを示しています。これらの現象を説明する 2 つの方法が提案されています。

1) 月の内部の物質は、さまざまなプロセスにより、海の形成に関与する物体との相互作用の結果として形成された凹部で表面に浮上したと考えられています。

2) マスコンは衝突した異物自体の残骸と主物質からなり、衝撃衝突の結果形成された凹部を埋めていると考えられます。

マスコンの形成の基礎が月の深部からの溶岩流であると考えられる場合、そのような堆積物を作成するには約50〜100バールの過剰な圧力が必要であることに留意する必要があります。月にはそのような圧力の発生源はありません。周辺地域からの大規模な衝突によって形成された巨大な掘削跡に物質が流入した可能性がある。高度に砕かれた月の表層のヴァン・ドーン波がそのような過程を引き起こす可能性はあるが、その場合、単位表面当たりの過剰質量を説明するには特別な仮定が必要となる。溶岩が近隣地域の下から海域に流れ込んだ場合、過剰な質量は説明できます。最近、シェーグレン博士は、静寂の海の追加の質量は、そのような溶岩流によって形成された可能性のある表面近くのプレートに含まれていると結論付けました。

別の仮説によると、月の内部の岩石は、海が現れた瞬間に形成された巨大な空洞に固体として移動したという。この岩石は、ほとんどの表面の岩石よりも密度が高かった。等静平衡が生じるまでそれらが移動した場合、重力異常は存在しないでしょう。アイソスタティック平衡が達成されない場合、負の異常が発生します。上昇する物質の大量の移動の結果として等方平衡の境界を越えたり、溶岩や岩石の破片の流れによって質量が増加した場合、正の異常が発生します。この場合、非常に断片化されていると想定する必要があります。

巨大な応力が下層の岩石に発生する可能性があります。この説明は可能ですが、可能性は低いです。

月の外側部分はかなりの応力にさらされており、月内部の加熱により溶融塊が生成され、それが海盆に押し出されるということが一般に受け入れられています。地球上でのこの部分的な融解により、固化した状態での密度が元の岩石よりも低い (液体状態ではさらに密度が低い) 岩石が生成されます。地球では、溶岩流が正の重力異常のある山脈を形成します。月では、海の低地が埋まってきています。おそらく、高密度のチタン鉄玄武岩がそのような物質である可能性があります。しかし、月の表面にある多数の亀裂や溝は、月の外殻が大きな応力に耐えられるという仮説を裏付けるものではありません。

月の表面での岩石の形成のためのそのようなメカニズムは、深さ約50 kmの海の面積の積に等しい体積の岩石の正味の放出を想定しており、これは必然的に地層の形成につながるはずです。マーレ・モンシムと静けさの海の面積の10倍の面積に、この厚さの1/10の噴出した岩石の層。この章の著者は、入手可能な月面の写真に基づいて、この観点の妥当性を疑っています。

マスコンが月に衝突した異物の残骸であるという仮説は、多くの仮定に基づいています。つまり、衝突は月の脱出速度よりわずかに速い速度で発生するということ、衝突の特徴は次のとおりである可能性があるということです。核爆発と月マリアの場合のエネルギーパラメータに基づいて外挿され、月の岩石の正味の「放出」の体積は、月に衝突する物体の体積に等しいと推定されています。この説明は、一種の「穴埋め」を意味します。マスコンの保存は難しいため、月の内部が岩石の融点にある場合、衝突時にヴァン・ドーン氏が説明したプロセスを通じて充填が起こったと考えられる。マスコンを形成するのに必要な質量と海を形成するのに必要な質量との間におおよその対応関係があることが重要である。マーレ・モンス・マスコンと他の海のマスコンの過剰な質量と、それらが永劫（おそらく 4.0 * 10 9 年）にわたって存在し続けたことは、月が地球よりも固体であり、温度が低いこと、およびそうであったことを示しています。この等方性平衡は約 10 7 年以内に確立されます。月の内側ゾーンからの巨大な溶岩流と非常に大規模な物質移動の仮説は、これらの巨大な構造が数永年にわたって保存されてきたことと矛盾しているようです。

興味深いことに、アポロ 15 号宇宙船のレーザー高度計は、月面のさまざまな部分で高度に大きな差があることを示しました。一般に、目に見える半球の領域は約 2 km 低く位置し、目に見えない半球は重心を中心とする球と比べて高くなります。さらに、これまでに特定されたより深い地点は円形の海に位置しており、これは当然、これらの領域の表面下に高密度物質の塊が存在するに違いないことを意味します。月の見えない側には、不規則な輪郭を持つ非常に深いヴァン・デ・グラーフ・クレーターもあり、この地域にマスコンが存在するのではないかという疑問が当然生じます。

月の表面

月の表面はクレーターと広大な平坦な領域で覆われています。クレーターは主に衝突によるものですが、もちろん火山性のクレーターもあります。衝突クレーターの大きさは、微視的なものから直径数百キロメートルの巨大な月のマリア領域までさまざまです。エリアにはさまざまな年齢層がいます。古い、非常に密集したクレーター領域は、おそらく 40 億年から 46 億年の間のものです。孤立した珍しいクレーターは、地質時代を通じて形成された領域を覆っています。これらのクレーターは多くの研究者によって細心の注意を払って研究されてきました。しかし、それらはほとんどがランダムな出来事を表しており、月の歴史についてはほとんど明らかにされていません。プトレマイオスとアルバタニには約 87 ミリガルの負の重力異常があり、これらの古いクレーターが月の歴史の初期に固体の月に発生し、固体の状態が現在まで存続していることを示しています。残念ながら、どのような温度体制がこの事実と一致するかを正確に言うことは困難です。大きなクレーターには中央に頂点があり、物質の「跳ね返り」があったこと、または月に衝突した異物の破片があることを示しています。おそらく最初の説明の方が正しいでしょう。

月には火山のようなクレーターもあります。これらには、暗い領域に囲まれたクレーターや、曲がりくねった溝に沿った一連のクレーターが含まれます。デイビーの溝はほぼ真っ直ぐに連なったクレーターで構成されており、これは内因性クレーターか、月の重力場の影響で多くの破片に砕けた彗星の頭部などの物体との衝突によって生じた衝突クレーターである可能性があります。多くの場合、他の小さなクレーターがこのクラスに属するかどうかを判断するのは困難です。この問題を解決するには多大な努力が必要でした。これらのクレーターの多くは、あたかもガスの流出によってできたかのように、広い口を持っています。 (水蒸気は地球上で最も特徴的な火山ガスです。非常に乾燥した月にあるこれらのガスは何ですか?内部ゾーンのどこかで水が鉄と反応して水素を放出したのでしょうか、それとも一酸化炭素か何か他のものでしょうか?)特にマーレ・モンシムと静寂の海では、溶岩流の溶岩流が所々で観察されています。さらに、西赤道地域に位置するマリアヒルズには火山活動の兆候があるようです。

大海は広大な噴出孔であり、一般に溶岩であると考えられていますが、火山灰または発熱岩である可能性があります。地球の表面に現れる溶岩流は通常泡状であり、少なくとも現時点では深い真空である月の表面に現れる溶岩流は、たとえ溶融塊に含まれる揮発性物質が少なくても、同じであるはずです。現在観察されているのは、細かく砕かれた結晶質とガラス質の粒子からなる土壌で、その中に結晶質の岩石の破片が浸み込んでいます。これらの破片には、滑らかな壁を備えた空洞が存在することがありますが、これは巨視的な気泡を含む溶融塊の結晶化中に形成されるはずです。表面絶縁層の下のある深さで硬化したかのように見えます。微小隕石と土壌や石の衝突は土壌の形成に役割を果たしましたが、おそらく部分的には発熱によるものと考えられます。

嵐の海、静けさの海、豊穣の海、雲海などの大きな浅い海には、それらに一致する顕著な重力異常はありません。したがって、流れは等方平衡の状態にあり、流れの物質がおそらくそれが横たわっている地表の下から来たか、または等方平衡が地表の広い領域では確立されているが、一部の上に横たわっているマスコンでは確立されていないことを示しています。表面下の深さ。この暗い岩石の層は数キロメートル程度と非常に厚いはずです。なぜなら、もともとこれらの地域に位置していた衝突起源の山々は、前述の流れによってほとんど覆われているからです。これらの岩層は、大きな海の出現につながった強力な衝撃プロセスの結果として部分的に破壊された可能性がありますが、浅い海には深い「ポケット」と浅い領域も存在するはずです。長年にわたり、これらの暗い海は月の内部からの溶岩流によって形成されたというのが一般的な仮説でした。この仮説は今日でも人気があります。しかし、地震データは地球上で記録されたデータとは大きく異なるため、これらの不一致を説明するには、表面構造の顕著な違いを仮定する必要があります。これを書いている時点で提案されている最良の説明は、月の表面は非常に断片化された物質で構成されており、その中に岩石が点在する土壌で構成されているというものです (以下の議論を参照)。

レゴリスの厚さの推定値は大きく異なります。 Shoemakerらは、この値が小さいことを示しており、アポロ11号の月面区画の着陸地点近くのクレーターの深さは3～6メートルの範囲にあるとしている。コパールは溝の深さに基づいて数百メートルの厚さを主張し、シーガーはデービークレーターの構造の研究に基づいて、この時点での層の厚さは1キロメートルであると考えています。ゴールドとスーターは、断片化された物質の層の深さは6〜9 kmであると示唆しています。これらの推定値は海の表層を指します。大陸の表面での激しい衝突プロセスも、高度に断片化された物質の形成をもたらしたはずであり、当然のことながら、大陸の表面は（地球の表面と同じように）微小隕石および巨大隕石の衝突にさらされた。海）が形成された瞬間から。

巨大な物体が衝突した結果、大きな大きな海が形成されました。ヴァン・ドーンは、このような衝突衝突を研究するために波動理論を適用し、特に東海の場合、液体層の存在を条件に、この海と他の海を取り囲む波のような構造の計算された半径と実際の半径がよく一致していることに注目した。厚さは50km。しかし、深さ 50 km の液体層の存在と、既存の山脈を支える固体の地殻の存在を同時に仮定することは不可能です。高度に断片化された固体材料の層が不完全な液体のように振る舞い、高エネルギープロセス下で波を形成し、エネルギー密度が低い値まで低下すると凝固する可能性があります。

Kaulaらは、月の裏側が目に見える側より約3～4km高く、図の中心が東経25度から2～3kmずれていることを示した。これはおそらく、裏側の地殻の厚さが約 30 km であり、その地殻が CaO、Al2O3、SiO2 に富んだ鉱物で構成されており、多少の FeO を含んでいることを示しています。

月の表面の物理データは、海と大陸の表面には高度に断片化されたケイ酸塩の層があり、月の本体はかなりの深さまで非常に固体であり、その存在期間のほとんどにわたってそうであったことを示しています。

地震観測

アポロ宇宙船の乗組員によって月面に地震計器が設置され、彼らの助けを借りて得られた情報は、月の内部構造を理解する上で非常に価値があります。最初の最も驚くべき発見は、月での地震信号の減衰率が地球での減衰率よりもはるかに小さいということでした。アポロ 12 号宇宙船の月面コンパートメントは、秒速 1.68 km の速度で月面に落下しました。衝撃エネルギーは 3.36 * 10 16 erg でした。墜落現場から最寄りの地震計までの距離は73キロ。約 7 分後に最大に達する信号が記録されました。衝撃後、ゆっくりと消えていきます

54分間アポロ 13 号宇宙船の打ち上げロケットが月面に投下されたとき (衝突時の速度 2.58 km/秒、衝撃エネルギー 4.63 * 10 17 erg、地震計からの距離 135 km)、同様の現象が記録され、それは 2 年間続いた。 200分音速が秒速 6 km の場合、音波は 1 時間で 21,600 km、つまり月の直径の 6 倍を伝わることになります。 P 波と S 波の両方 (圧縮波とせん断波) が記録されました。同様の現象は最近の飛行でも記録されています。

これらの結果は、信号が数分以内に消える地球上の観測とは大きく異なります。他にも、おそらく月面に落下した隕石の結果として、ほぼ同様のタイプの弱い信号が観測されました。さらに、登録パターンが非常に正確に繰り返された他の信号グループも受信されました。これは、信号グループのメンバーが同じ発生源から発信され、同じ経路に沿って地震計に到達したことを示しています。長周期振動の波とエネルギーは、主に震源のすぐ近くの表層の非常に小さな体積に集中します。このようなゆっくりとした信号の減衰は地球では観察されないため、2 つの惑星の物理的特性には大きな違いがあるに違いありません。これらの中で最も明白なのは、月面のより断片的な性質です。おそらく、嵐の海と静けさの海の両方には、海の暗い土壌と岩の層の下にある大陸の一部で見られるものと同様の、高度に断片化された層があるはずです。レイサムらはその構造について議論し、ゴールドとザウターは音速が深さとともに直線的に増加し、海面の外層からの反射を伴う数キロメートルの厚さの塵の層のモデルを使用して計算を実行した。波長より小さい岩石は音波の伝播と反射にほとんど影響を与えないことを思い出せば、2 つのモデルは似ています。固体のケイ酸塩層は異なる挙動を示す可能性があります。

多くの信号は高精度で再現されており、隕石に起因するものではないため、内因性の性質を持っています。それらは近地点で記録されることが多く、どうやら潮汐効果によって「オン」になるようです。さまざまな質量や表面からの反射が発生するはずです。したがって、広範な構造的不均質性も存在するはずです。これらの「月震」は、多くの発生源からの機械的エネルギーまたは位置エネルギーが振動エネルギーと熱として散逸することを意味します。そのようなエネルギー源はいくつか想像できます。

1) マスコンはより深い層に潜ります。

2) 不規則な月の形が、より規則的な球形に変わります。

3) 楕円体の月の軌道は、長軸が減少するにつれて円形になります。この効果は、他の理由による他の軌道変化の上に重ねられる可能性があります。

4) 月の腸内の対流プロセスや溶岩流は、「地球に似た」月地震を引き起こします。

5) 潮汐の影響により月が地球から遠ざかると、半球が地球に面したままの状態で自転速度が低下するため、おそらく月地震が発生し、その回転エネルギーが地震エネルギーの源となる。

6) 月では温度変化によりわずかな収縮と膨張が発生します。

7) 石の滑り台。ただし、このプロセスが完了するまでに数十億年かかった可能性があります。

「月地震」は深さ約800kmで発生しているようで、そのような深さで起こる反射は、その深さに何らかの層状構造が存在することを示しています。しかし、金属コアの存在を示す信頼できる証拠はまだありません。玄武岩質の 20 km のレゴリス層がある可能性があります。深さ60kmまで - 斜長岩の音速に等しい圧縮波速度を持つ層。より深い、無限の深さは、ダナイトの特徴的な音速を持つ材料です。したがって、この層状構造は、おそらく20 kmの断片化した玄武岩の層、40 kmの斜長岩の層、そして約800 kmの深さで月震源とかすかな反射を伴う深さ不明のダナイトの層で構成されていると考えられます。金属コアの存在を示す証拠はありません。最近のデータは、S 波を伝導しない中心領域があることを示しています

そしておそらく部分的に溶融したケイ酸塩で構成されています。この中心「核」の半径は約700kmです。

月は地球よりもはるかに静かで、無尽蔵のエネルギー源があり、そのうち最も重要なものは放射性加熱によって引き起こされるマントル内の対流です。これが、巨大な山脈、正および負の重力異常を生み出し、巨大な火山や溶岩流を引き起こし、大陸を移動させるのです。月に対流が存在する、または存在したとしても、その影響は地球上で観察されるものと比較して非常に小さいはずです。

地表の断片化した層の結果としての地震現象の説明は、地表の下に固まった溶岩の層があるという考えと根本的に矛盾します。対照的に、月の土壌には溶けて形成された岩石が含まれており、慎重に研究された「月地震」の複雑なパターンは、月の表面の下に複雑な構造が存在することを示しています。

化学組成

月の半径の最新の測定により、月の土壌の平均密度が 3.36 g/cm 3 であると確立することができました。また、表面層の鋭く断片化された性質は、月全体の物質の密度を推定する場合、次のことを示しています。ボイドの影響を考慮する必要があります。さらに、下層土の密度は、高圧による増加よりも、高温による大幅な減少の可能性があります。これは再び、鉱物密度が実験室条件下でより高い可能性があることを示しています。おそらく、3.4 g/cm 3 という値が、このパラメータの平均値として許容できる推定値となります。低圧条件下での L 型および H 型コンドライトの平均密度は、3.57 ～ 3.76 g/cm 3 の範囲、または重鉱物が存在する場合は 3.68 ～ 3.85 g/cm 3 の範囲にあります。低温低圧における地球の土壌の密度は約 4 g/cm3 になることがあります。その結果、月には地球の岩石よりも鉄が少ないか、または多量の水と炭素化合物が含まれています。表面材料中の水と炭素化合物の含有量が低いことは、2 番目の仮説に矛盾します。鉄含有量が 10 重量パーセント以下の隕石の分析によって示されているように、ケイ酸塩は必要な密度を提供できる可能性があります。タイプ III 炭素質コンドライトもこの密度を持っています。これらの隕石のカリウム濃度は他のコンドライトよりも低く、850 ppm ではなく約 360 ppm です。このようにカリウムの相対存在量が低く、ウランとトリウムの濃度が同程度だったことにより、最初は低温だった月が地質時代を通してケイ酸塩の融点以下に留まることができたであろう。

ウェンケは、月の化学を非常に完全に検討し、月の表面物質は 2 つの成分の混合物であると考えることができるという結論に達しました。1 つは高温で凝縮し、もう 1 つは平均的な隕石組成を持っています。 K と U の比率は約 2,000 ですが、コンドライト隕石では 6 万または 8 万に達します。これは、高温で凝縮する U およびその他の元素の濃度が大幅に増加するためです。興味深いことに、地球上の岩石のこの比率は約 10,000 であり、地球内の高温凝縮物の割合が増加していることを示しています。

サーベイヤー5号からサーベイヤー7号による観測に基づいてトゥルケビッチらによって得られた、月の岩石の化学組成に関する最初のデータは、海の表面にはチタン含有量の高い玄武岩が含まれており、大陸には高濃度の玄武岩が含まれていることを示している。アルミニウムとカルシウム、低濃度の鉄。これらの結果は、後にアポロ宇宙船の乗組員によって地球に届けられた月の岩石サンプルの組成のより詳細な研究によって完全に確認されました。月の表面にはさまざまな種類の岩石があります。海洋域は主に玄武岩タイプの岩石と細かく砕かれた物質で構成されているようです。大陸地域は、高濃度のカルシウム長石、斜長石などの物質を特徴とする岩石でできています。さらに、アポロ 14 号宇宙船の乗組員が「着陸」したフラマウロクレーター付近の地域は、いわゆる KREEP、つまりカリウム、レアアースの含有量が高いことを特徴とする物質で構成されています。

元素とリン。斜長石またはクリープ型隕石はこれまでに観察されたことがなく、隕石の中に他の月の岩石も発見されていません。明らかに珍しい他の種類の岩石も発見されています。

月、地球、隕石の物質の化学組成には、いくつかの顕著な違いがあります。

ユウロピウムに関する化学組成の非常に興味深い違いがあります。この元素は、還元性の高い環境では 2 価となり、還元性の低い環境では 3 価になります。月の表面の岩石では、ユウロピウムは 2 価のストロンチウムに従う傾向が明らかであり、他の 3 価の希土類元素のように振る舞う傾向は弱くなっています。これは、月表面の岩石が高度な還元条件下で形成されたことを示しています。鉄とニッケルの小さな金属含有物のみが検出されており、それらが月起源のものなのか、隕石の破片なのかはまだ不明です。硫化鉄は少量しか見つかりません。最も驚くべきことは、一部の月の玄武岩では、地球の玄武岩よりもチタンの濃度がはるかに高いという事実である。

これらのケイ酸塩岩の物理的性質は興味深いものです。玄武岩質土壌は、非常に小さな結晶質とガラス質の破片で構成されています。角礫岩は焼結した土壌のように見えます。液体の溶融物から結晶化した岩石があり、時には滑らかな泡を含んでおり、凝固過程で気泡が存在したことを示しています。「創造標本」15,415 は完全にガラス化したカルシウム長石の小球で構成されています。月の石には丸いケイ酸塩の内包物が含まれることが多く、これは隕石コンドリュールと同様の物理的性質を持っていますが、化学組成は異なります。しかし、特定の隕石の破片は発見されず、月に衝突した隕石は非常に小さな破片に砕けていることがわかりました。さらに、月の石は隕石とは化学組成が異なります。

月には大気がないため、月面上の高高度では放射性元素から放出される高エネルギー放射線が観測されます。このような観測は、月への飛行計画を作成する際にアーノルドによって計画され、最近ではアポロ 15 号からアポロ 17 号宇宙船の乗組員によって成功裏に実施されました。これらの研究は、海洋地域では大陸地域よりもカリウム、ウラン、トリウムの濃度が高く、海面の広い範囲でこれらの元素の異なる濃度が記録されていることが示されています。さらに、カリウム/ウランの濃度比は常に地上の岩石よりも低くなります。これらのデータは、地球にもたらされた月の岩石の分析によって確認されており、月の表面の広い範囲が化学的な違いによって特徴付けられていることが示されています。アドラーらは、太陽X線で照らされたときの月の岩石の蛍光X線を研究し、一般に大陸地域には斜長岩に特徴的な元素がより多く含まれていることを示した。残念ながら、月の表面全体を対象としたこの種のより詳細かつ広範な研究はまだ行われていません。

おそらく月の存在の初期段階から、限られた規模で継続的な融解があったと考えられます。これは、月のサンプルの研究が拡大するにつれて確認されているようです。さまざまな場所で見つかった小さな溶岩流は、より最近に発生したものである可能性があります。それらが月の深部から出現すれば、深部内部の化学組成に関する情報が得られるため、非常に貴重なものとなる。デカルト・クレーター近くに着陸したアポロ16号宇宙船の乗組員は、より新しい火山岩を発見すると考えられていたが、その場所は古代の斜長岩で覆われていたことが判明した。アポロ 17 号宇宙船の乗組員は、リトロウクレーター近くのマーレセレニティの暗い湾に着陸しなければなりません。そこには溶岩流の痕跡がはっきりと残っています。この流れが浅い深さから来た場合、疑問が生じます。この場合、月の腸は地元の温度から始めて高温になっているはずであるため、大きなマスコンはどのようにして透明の海で生き残ることができますか？指定された暗い岩の源と深層? つまり、火山流があるとすれば、それは深部から来たものであり、月には非常に硬い外殻があるということになります。このサイトから届けられる岩石サンプルは、月内部の組成に関する情報を提供します。

炭素物質

月に生物や化石生物が存在することを裏付ける証拠は見つかっていない。研究されたすべての月の岩石サンプルの総炭素濃度は 30 ～ 230 ppm の範囲であり、土壌中の炭素濃度は結晶岩中の炭素濃度よりも高いです。窒素の濃度は炭素の濃度よりわずかに低くなります。

化学分析により、炭素、水素、酸素、窒素の化合物である炭化水素の存在が確認されましたが、一般に濃度が非常に低いため、それらが内因性の物質であり、地球汚染の結果ではないことを確信するのは困難です。ガスクロマトグラフと質量分析計は非常に感度が高いため、10 -9 という低い濃度範囲の一部の汚染物質を検出できます。研究者全員が、最大 6 個以上の炭素原子を含むさまざまな炭化水素化合物と、炭素と酸素、水素、窒素とのより一般的で単純な化合物を発見しました。物質の生物学的形態の存在の観点から最も興味深い化合物が、数人の研究者によって特定されています。 Nagy らは、尿素とアンモニアに加えて、グリシン、アラニン、エタノールアミンを発見しました。 Foxらは、加水分解されていない水性抽出物中にグリシンとアラニンを発見し、さらに加水分解後の抽出物中にグルタミン酸、アスパラギン酸、セリンおよびスレオニンが存在することを発見した。これらの物質の濃度は 10 9 当たり約 50 部でした。 Hodgson らはポルフィリンを特定しましたが、その存在はロケットエンジンのノズルのガスによる月の岩石の汚染と関連付けられていました。検出された物質の量が非常に微量であることを念頭に置き、月の土壌の他のサンプルにこれらの化合物が含まれていることを証明し、分析用のサンプルを採取する際には汚染を避ける必要がある。月の岩石には、太陽風によって月の表面に降り注いだ炭素やその他の元素の活性化原子が含まれているため、研究された月の岩石のサンプルに化学溶液を加えることによって多くの化合物が形成された可能性があります。特に、Abellらは、通常の水H 2 0の代わりに重水素水D 2 0を使用すると、重水素メタンCD 4 が生成することを証明した。

土壌は非常に低濃度で含まれているため、内因性の水と陸地汚染を区別することは非常に困難です。

月齢

月の岩石の年齢を研究する場合、2 つの決定方法が使用されます。月の岩石の起源が隕石型物質であると仮定すると、月表面の岩石が隕石型物質から分離した時期が特定されます。この時期を「モデル年齢」といいます。 Rb 87 - Sr 87 の年代、またはウラン鉛とトリウム鉛の年代を計算する場合、ルビジウムとストロンチウムの濃度比、またはウランとトリウムと鉛の濃度比が分離以来変化していないと仮定します。岩石の年代を決定する 2 番目の方法では、研究対象のサンプルが最後に溶融状態にあった時期、または元素の同位体が最後に研究対象の岩石サンプルの鉱物間に均等に分布した時期を決定します。これは「等時の時代」です。研究された月の土壌サンプルのほとんどの Rb 87 - Sr 87 モデル年齢は約 4.6 イオン (4.6 10 9 年) です。玄武岩質エーコンドライト隕石の研究によると、これは原始ストロンチウムからのほとんどのサンプルで Sr 87 が形成されるのに 4.6 イオンかかる時間です。岩石の等時年代は 3.3 年から 4.1 年まで変化します。これは、ルビジウムとストロンチウムに関連する岩石の一般的な組成が 4.6 イオン前にこの形で形成され、その後の等時的な瞬間に起こった繰り返しの加熱の過程で変化しなかったことを意味します。これらの後期の灰の流れは、液体溶融物と固体残留物の分離に至らなかったが、これはおそらく月の弱い重力場によるものであり、部分的に溶融した塊のポケットが液体相と固体相からなる層に分離しなかったためである。、または玄武岩ポケットの完全な融解によって引き起こされたため、分別は発生しませんでした。最後の加熱段階でアルゴンが消失するため、40 -Ar 40 までの年齢は一般に Rb 87 - Sr 87 の等時年齢と一致します。岩石のウラン鉛とトリウム鉛の年代はより複雑な状況を示しており、Rb 87 - Sr 87 の年代とは一致していません。これは、おそらく揮発による鉛の周囲空間への損失によるものと思われます。興味深いのは、研究された多数の土壌サンプルと多くの結晶サンプルの等時年代が4.3〜4.6ゾーンの範囲の値を持っていることです。

土壌サンプルと岩石の組成は異なるため、孤立したポケットから噴出した火山流は、流れが形成される前の 4.6 イオン前からの期間、つまり 3.3 ～ 4.0 イオン前には互いに混合しなかったはずです。噴出が 4.0 イオン以前に発生したのか、3.3 イオン以降に発生したのかは不明です。反対の仮説は、玄武岩質の成分は通常の陸地の流れによって形成され、その中で玄武岩質の溶融物が深部に残っている固体部分から分離し、ウラン鉛、トリウム鉛、ルビジウム、ストロンチウムが原始的な物質から後からさまざまな量で添加されたものであるというものである。物質は4.6永年前に形成されました。この場合、これらの元素の含有量が低い元の玄武岩は、溶融プロセスの結果として形成されたと想定する必要があり、陸生岩の場合、原則として、その過程で上記の元素を含む玄武岩が形成されます。しかし、これはまったく信じられないことであり、より信頼できる説明は、明らかに、矛盾の原因は、弱い重力場の存在下での限られた系の溶解であるというものです。

2 つの年齢指標が興味深いです。K 40 - Ar 40 の比率によって決定される (Turner によって開発された方法)、および Rb 87 - Sr 87 の比率によって決定される (Schaefer et al. によって開発された方法)。創造サンプル 15415 とアポロ 16 号宇宙船の乗組員が持ち帰った斜長岩は、約 4.1 イオン年前のものです。最も初期の融解期間がその時期に起こり、その時に斜長岩が現れたことに基づいて、いくつかの斜長岩の年齢は 4.6 イオンであるべきであることが示唆されている。何がサイクルK 40 - Ar 40のクロックをシフトさせたのでしょうか? 熱い太陽、小惑星帯での衝突、あるいはその両方、あるいはその他の未知の何か?

月の歴史

現在、月の大陸領域は斜長岩タイプの岩石で構成されており、これらの岩石とチタン鉄玄武岩は 4.6 ± 0.1 イオン前の溶融過程の結果としてその組成を獲得したことが知られています。その後融解が起こり、静けさの海と嵐の海の岩石が形成されました。この時期のいくつかのプロセスの結果としてマスコンが形成され、岩の硬さのために今日まで保存されています。マスコンを保存するために必要な最高地下温度は不明ですが、地球の地下温度は高すぎるようです。地球の重力場が大きくなり、外層の圧力が高くなるため、正確な比較は困難になります。融解の証拠がなければ、月は歴史を通じて冷たいものであったと考える人もいるかもしれません。マスコンを無視することが可能であれば、当然、慣性モーメントを無視するか、別の説明を見つけることにより、高温仮説が受け入れられることになります。あらゆる状況を考慮すると、月の複雑な歴史の必要性を認識することは避けられなくなります。磁性石はどちらかというと神秘的です。

月がもともと完全に溶けていたのであれば、4.5～4.7アオン前に固まって分化したはずだ。斜長石の層は硬化して表面に浮かび上がり、輝石-カンラン石の層は深部に沈み、チタン-鉄玄武岩の層はそれらの間に存在するか、他の層と混合して、その後の個々の体積の融解中に解放されます。外側の部分は、プトレマイオスとの負の重力異常が確実に持続する程度まで冷却されているに違いありません。

アルバタニ、そしておそらく地表全体のそのようなクレーターにもあります。これは放射性元素の濃度が最大レベルに達したときに起こりました。月の地質学的歴史を通じて、月の熱状態について多くの研究が行われてきました。このような研究は、放射性元素が存在しない場合でも、溶けた月の体を永年以内に冷却することがいかに難しいかを示しています。おそらくトーザー氏が強調するように、対流が最も大きな役割を果たしたのだろう。地球の場合、4.6 イオンの間、冷却は起こらず、正の重力異常は巨大な対流細胞によってのみ維持されます。溶岩流が出現している間、月の内部は高温を維持していたはずで、地球の場合と同様に、固い岩石が存在できたのは外殻のみでした。まったく不可能ではないにしても、観察をこの方法で説明することは可能性が低いように思えます。たとえマスコンに頼らなくても、そのような仮説的な月の歴史は、実際に観測されているよりも多くの溶岩流を生成するだろうし、特にそのような高温仮説では、はるかに広範な月表面の融解が含まれるだろう。海洋型地域が存在しないことは、融解プロセスがほんのわずかな範囲でしかなかったことを示しています。

人工月衛星と天体観測を使用して確立された慣性モーメントの値が正しい場合、月の内部に広がる低密度斜長岩の層、小さな鉄心、高密度のシリコン岩は、表面近くに高密度物質の層が存在すること。そして、月がその存在の初期段階で完全に溶融した天体であったならば、このような高密度の物質を含む岩石の層が形成され、保存されていたであろうということは信じられないことのように思えます。しかし、もしかしたら慣性モーメントのデータが間違っているかもしれません。

4.5〜4.7アオン前の最初の融解は、最初は冷たい月の外層に限定されており、マスコンは冷たい内部と、プトレマイオス・クレーターやアル・バタニ・クレーターなどの負の重力異常によって支えられていたことが示唆されている。クレーターは外層によって支えられており、外層は急速に冷えました。このモデルでは、以下の要因が発熱源であると仮定しています。

1) 大きなガス球内、またはそのようなガス球内での蓄積プロセス中の表面加熱。

2) 月の捕獲中の潮汐効果による表面加熱。

3) 月の表面に沿った磁場の動きと、事前に作動している機構によってすでに加熱されたケイ酸塩中の電流の励起。

４）最終段階で固体の急速な蓄積が起こる蓄積プロセス中の加熱。冷却すると、いくつかの層に分離し、最後にチタン鉄玄武岩が地表下のどこかで固まりました。どうやら、オプション 4) は非常に動的な条件の作成につながり、化学研究で特定されたさまざまな層に岩石を分離するのにはあまり適していません。玄武岩は後に溶けて、より深い層から押し上げられました。放射性加熱は、表面のダスト層の熱伝導率が非常に低く、その高い断熱特性の結果として発生した可能性があります。「浅い」海は、非常に不規則な表面上の火山灰の流れからなり、表層だけでなくいくつかの深層もあるでしょう。深層は、たとえ最初は低温（約 0 ℃）であったとしても、数億年から 10 億年の期間にわたって顕著に温暖化したはずですが、それはまったく必要ありません。この作品の著者も同様の考えを持っています。

これまで、最初のクレーター、マリア、マスコンは、月の地質史の初期段階での衝突の結果として形成されたと考えられていましたが、約 4 億年前に小惑星帯で壊滅的な衝突が起こったと仮定すると、数億年にわたって地球、月、その他の惑星に降り注いだ大小さまざまな破片の形成によって、月面の異なる歴史を構築することが可能です。地球の最も古い岩石が形成される前に衝突が起こった場合、そのような衝突の痕跡は地球上に保存されていません。私たちは、マスコンが月の岩石の「跳ね返り」の結果として発生したこと、そしてこの種の衝突は高速で起こったはずであるため、岩石の広範囲かつ精力的な移動にもかかわらず重力異常が持続したことを受け入れなければなりません。

したがって、重力異常を説明するには、このような高速で衝突する物体の質量が非常に小さい必要があります。この仮定を使えば、プトレマイオス朝やアル・バタニ型の重力異常の存在を裏付けるほど月の表面を十分に低温にすることは容易だが、チタン鉄を含む玄武岩が月面に降り注いだことを認めると、マスコンの存在の問題は未解決のままである。これは、月の初期の歴史を理解すると、受け入れられる仮説であると思われます。

一部の研究者が認めているように、3.1～3.0アオン前の月内部の部分的融解はほぼ確実にルビジウムとストロンチウムの相互分離につながるため、チタン鉄玄武岩のモデル年代はほぼ間違いなく不可能である。 4.6 オンスくらいです。これは、月の内部が部分的に溶けた結果としてこれらの岩石が形成されたことに対する有力な議論です。

したがって、月は比較的低温で形成され、外部熱源によって加熱され、大きなクレーター (直径 150 km) が負の重力異常を維持できるほど十分な深さまで冷却され、負の重力異常を維持できたと結論付けることができます。内部は固体であり、質量濃度を維持できます。斜長岩、チタン鉄玄武岩、およびその他の部分の分化は、冷却プロセス中に発生しました。この土壌は主に灰の流れから形成され、土壌表層の熱伝導率が低いため、放射性加熱により限られた量しか溶けませんでした。この疑惑の歴史は複雑であり、証拠が蓄積されるにつれて修正される可能性があります。

上で議論したように、地震学者は、地表から約 60 km の深さまで広がる斜長岩層と、この層の下にある輝石とカンラン石が豊富なダナイト型の岩石からなる内部ゾーンの存在を確認するデータを入手しました。月地震は地震に比べて非常に穏やかで、深さ約700～800kmの地点で繰り返し発生する地震もあります。この場合、ほぼ同じ深さにある構造内で反射が発生します。これらは金属コアの存在によって引き起こされることはありませんが、他のタイプの構造の界面によって生成される可能性があります。これは、月の歴史の夜明けに非常に深く、または完全に溶けたという仮説を裏付けています。ただし、証拠は決定的ではありません。観測は、月面の限られた領域と、大きなマスコンと衝突海のゾーンに比較的近い領域で行われました。

月の磁気石

月では双極子場は発見されていませんが、アポロ着陸地点には磁化された岩石が存在しており、その石は 4 エーオンから 3.1 エーオン前のものです。したがって、この時代より前、あるいはそれ以降、月には磁場が存在し、磁場の中の岩石はキュリー点以下の温度まで冷えたに違いありません。かなり大きな磁化領域もあります。磁化された石の形成に関与する磁場の起源は、この現象のすべての研究者にとって依然として謎のままです。この問題は月の起源の問題にとって重要です。

地球の磁場と太陽の可能性のある磁場が放棄された後、私たちは月の双極子の可能性のある磁場に目を向けましたが、それは遅くとも 3.1 イオン前には消滅していたはずです。特にランコーンによって行われた提案の 1 つは、地球よりも小さな鉄心の存在を想定しており、そのため、必要な磁場を生成するには非常に高速で回転する必要があります。完全に決定的ではないかもしれないが、地震観測では核が検出されていないため、この可能性は低いと思われる。もしそのような回転する鉄心が 3.1 イオン以上前の初期に存在していたとしたら、それは冷却されていることを示しており、したがってその場は現在存在していない可能性があります。別のケースでは、月の内部が低温で蓄積し、磁化可能な粒子、つまり鉄が太陽の原始磁場に蓄積し、それが放射性加熱まで持続する永久磁性双極子場の形成につながったと考えられています。キュリー点を超える温度上昇につながりました。ただし、この場合、溶岩が表面に流れる高度に区別された領域を作成するには、表面領域を溶融する必要があります。

一般的な見解は次のとおりです。月は、重力エネルギーと蓄積率が低いため、最初は低温で固体から蓄積し、その後、重力エネルギーと蓄積率が高くなりました。これにより、固体の内部と溶けた表面が作成されました。放射損失にもかかわらず、溶融表面を形成するまでに約 2000 年以下の期間にわたって蓄積が起こったに違いないと推定されています。したがって、このような砲撃はかなり突然に終了するはずでした。太陽系星雲の中でこれが起こる可能性のある場所を特定することは困難です。代替案は、Urey のガス球 (1972) です。この場合、冷たいときは球の内部に固体が堆積しますが、球が圧縮されると内部の温度が上昇するため内部は冷たく形成され、表面は高温で堆積します。熱い太陽がガス球から遠ざかった後、月は冷え、月の蓄積様式が何であれ、冷たい内部によって行われた磁場が冷却された表面の岩石を磁化し、放射性加熱により温度が上昇すると消滅した。冷たい内部の温度はキュリー点を超えました。上で述べたように、これは月を研究した多くの人々を驚かせた最も興味深い問題です。

月の起源に関する理論

月の起源の理論を議論するには、惑星とその衛星の起源、つまり太陽系の起源の理論を考慮する必要があります。木星とその内部衛星系は、軌道特性が太陽や惑星と似ており、木星の回転軸は黄道面にほぼ垂直です。他の惑星とその衛星が同じ構造を再現した場合、その起源に関する見解に大きな相違はないでしょう。惑星とその衛星は、小さなガスや塵の塊から集まってできたと考える人もいるでしょう。しかし、地球、金星、火星、および木星以外の主要な惑星は自転軸が黄道面に垂直ではないため、惑星を形成するには非常に重い天体の衝突が必要です。これだけでも、太陽系の歴史の黎明期に巨大な天体が存在したことを示しています。

すべての地球型惑星が地球のような大きな衛星を持っている場合、これらの惑星とその衛星は二重惑星として形成された、つまり、互いに近接した固体および液体のケイ酸塩から蓄積したと想定できます。この場合、何十年も続いてきたように、衛星の起源の問題は論争や議論の対象にはならないだろう。唯一の非常に大きな衛星である月の特異性は、その起源について科学者たちに興味深く物議を醸す問題を引き起こします。結局のところ、二重惑星の形成が規則であるならば、金星には大きな月が存在せず、水星と火星には同じ衛星が存在しないことが新たな謎となる。ソ連の科学者、特にO・ユー・シュミット、V・S・サフロノフ、B・ユー・レビンは、約1億年にわたる地球の形成過程で地球の周囲に多数の小型衛星が蓄積したことを示唆する理論を支持している。

キャメロンとリングウッドは、地球と月が10 3 年から10 4 年という短期間に非常に高い温度で二重天体の形で蓄積したという見解を擁護している。月は揮発性の高温物質を蓄積し、地球の周りに環を形成しました。地球の質量とそれに対応する太陽ガスの割合を足したものは、元々は太陽を取り囲む円盤に分布していた木星の質量とほぼ等しい質量に達したに違いありません。ある時点で、固体を形成する予定の固体物質の 0.3% がガスの質量 99.7% から分離し、限られた体積に蓄積することが必要です。これは、物質が凝縮して液体または固体になるのに十分な温度である場合にのみ発生すると考えられます。粒子状物質が雲の中央面に向かって沈降した場合、これが起こる可能性があります。説明されたモデルには共通点があり、原始惑星に関するカイパー理論とある程度同一ですが、その弱点は木星の質量に等しいガス質量の損失の説明でした。ユーリー氏は、これは不可能であり、今日までガスの損失について満足のいく説明は提供されていないと指摘した。ソルプツの回転マグサイト双極子の磁場がガスの放出を可能にする可能性はありますが (証明されていません)。

リングウッド教授は、揮発性物質の損失が月表面の物質の特徴であるという事実に基づいて、月が高温のガスから放出されたに違いないと示唆している。これは非常に強力な議論であり、特にこれらの元素の量が月の本体全体で減少する場合、まだ確認されていない仮定です。月の岩石中の最も一般的な元素の存在量は、溶融ケイ酸塩の分別中に理論的に予想されるものと非常によく似ているため、揮発が大きな役割を果たしているという仮説を放棄することは可能だと思われます。さらに、ゴールドライヒ氏は、現代の月の軌道はもともと地球の軌道面内に存在し得なかったと指摘しているため、地軸の傾きと月の軌道の一定の変化を確実にするための機構が必要である。これらの現象はどちらも、他の十分に大きな天体の存在を必要とし、地球や月と衝突して、前述の変化を引き起こしました。これが本当であれば、同様の物体が他の惑星に衝突すると、同様の影響が生じることになります。金星には衛星がなく、逆方向に回転しているという事実は、おそらく地球と月の起源に関する定説に対する最も説得力のある証拠です。マーカスとV.S.サフロノフはそのような衝突が必要であることを強調し、ユーリーはそのような物体の形成について説明した。最近、大きな前惑星体が存在し、高温条件下で地球の形成中に衝突したことが示唆されており、リングウッドモデルによれば、月は地球から「蒸発」した。 1500°K以下の温度で揮発する元素は月の表面から消えていますが、一方ではシリコンと他方ではアルミニウム、マグネシウム、カルシウムとの間に大きな違いがあると信じる理由はありません。たとえボラティリティに大きな差があるとしても。この作品の著者は、月を誕生させたガス、シリコン、アルミニウムなどの大気に関するリングウッドの仮説の正しさに疑問を抱いています。おそらく、より深い層から岩石を抽出することができ、揮発性物質の含有量が低いことが示された場合、これは、高度に断片化された形の月の物質が1000〜1500℃の温度に加熱され、揮発性物質は残留ガスによって持ち去られたと考えられます。チタン鉄玄武岩は本質的に深層からの溶岩流であると考えがちな人々は、この言葉がすでに証明されていると認識します。この著作の著者は、この観点を受け入れる前に、深層から運び出された可能性のある、いわゆる局所的な溶岩流に属する岩石のサンプルを調べたいと考えています。

ジョージ・ダーウィン卿は月が地球から分離したという仮説を立てましたが、この考えは今世紀中にその支持者と反対者の両方によって何度も議論されました。ワイズとオキーフは最近この議論をレビューしました。月の岩石の密度は地球のマントルの密度に近く、この謎の疑問はこの仮説によって簡単に解決されます。そのような分離の可能性を証明するために多大な努力が費やされてきた。近年、月面の岩石の化学組成の研究により、この仮説は部分的に、あるいはおそらく完全に揺るがされています。月の玄武岩は、地上のものと比較して、鉄とチタンの濃度が明らかに高く、揮発性元素の濃度が明らかに低いです。もちろん、高温分離という複雑なプロセスでそのような違いが生じた可能性を完全に排除することはできませんが、その可能性は低いと思われます。月の岩石の年齢は、分離の時期を 4.5 永年遡らせます。古いデータから明らかなように、重要な状況が 1 つあります。地球と金星が太陽から同程度の距離にある同様の過程の結果として形成されたのであれば、なぜ地球と月の系は軌道運動量に対して非常に大きな正の角運動量を持っているのに、金星の角運動量は小さく負の値を持っているのでしょうか。同じ量ですか？なぜ金星は高運動量惑星になって二重惑星にならなかったのでしょうか？これらの質問は何年も前に尋ねられたかもしれません。現時点では、月が地球から分離するという仮説は考えにくいようです。

ゲルステンコーンがこの問題を調査して以来、捕獲仮説は特に人気がありました。それはマクドナルド、アルフヴェンらによって議論された。

この仮説には、月の起源のランダムな性質が強調されるという明らかな利点があり、この場合、他の地球型惑星の衛星の欠如を説明する必要はありません。しかし、多くのありそうもない仮定を避けるためには、太陽系の発達の初期には一度に多くの衛星があったと仮定する必要があります。月が地球の周りの軌道に捕らえられる確率は、月が地球に衝突したときに捕らえられる確率よりも低くなります。これらの問題は、Urey と MacDonald の研究で詳細に議論されました。ゲルステンコーンは、捕獲は後方運動を伴う軌道で起こり、その後回転して地球のベルトの上を通過し、運動は直接的なものになったという結論に達した。最小軌道は、月の密度を持つ天体の地球半径 2.9 の距離にあるロシュ限界に近いと仮定されました。捕獲の過程で、大量のエネルギーが熱の形で放散されたに違いありません。これは、月の物質 1 グラムあたり 10 11 erg 程度です。このエネルギーの一部は、おそらく月の表層で散逸され、上で議論したように、溶融した表層の形成を引き起こした可能性があります。このような融解プロセスは、地球に面する月の半球でより激しくなり、この半球の表面に広い範囲の海が出現する可能性がある。このような加熱が月の本体全体を飲み込んだ場合、マスコンの存在は非常に疑わしいものになるでしょう。ユーリーとマクドナルドは、地球を周回する他の天体との衝突が捕獲に寄与したと考える傾向があり、初期の軌道はもっと大きく、それによって加熱の問題が解消された可能性があると考えている。さらに、この仮定の下では、地球の初期蓄積の角運動量密度は、惑星の角運動量密度の対数が質量の対数の関数としてグラフで表されることを示したマクドナルドの経験曲線に当てはまります。は約 0.82 の傾きを持つ直線の形をしています。

月の起源に関するこの仮説モデルは、月がどこか別の場所に蓄積されたと仮定しています。捕捉仮説を受け入れると、蓄積様式と全体の化学組成の問題は未解決のままになります。これまでのところ、ガス球のモデルのみが提案されていますが、妥当な計算は困難ですが、他のモデルも可能です。この場合、ジーンズによって提案され、チャンドラセカールによって洗練された公式に従って、二次元の重力不安定性が星雲の平らな円盤に生じたと考えられています。この問題に適用する場合、固体粒子の存在により不安定性が増大するため、式は近似的であると考えるべきです。

星雲内で月サイズの天体が形成されるのに必要な温度は非常に低く、雲の質量は太陽の質量のかなりの部分を占めるに違いありません。アルフベンが磁場を利用した仮説で示唆しているように、このオーダーの質量は角運動量を減少させるために原始太陽から失われているに違いなく、ハービッグはおうし座 T 星にはほぼ太陽質量の塵雲があるに違いないと考えている。

半径が大きい場合、大量のガスによって吸収された蓄積エネルギーによる重力の影響の結果として、そのようなガス層の中心に月の塊が蓄積することが低温で発生する可能性があります。その後ガス塊が圧縮されると、月の中心天体の表層が高温になる可能性があり、還元された液体鉄は好親性元素を運び出し、液体硫化鉄 - カルコフィル元素は運び出される。ガス球のゆっくりとした崩壊により、中心塊の冷却が遅くなり、ガスが完全に消失すると、より急速に低温に冷却されるであろう。化学組成は依然として難しい問題です。長年信じられていたように、太陽の相対的な鉄含有量が低い場合、月は一次不揮発性太陽物質で構成されていますが、太陽物質中の元素の相対濃度の見直しにより、一次不揮発性太陽物質の密度が変化します。揮発性太陽物質は 4 g/cm 3 に近くなり、月の密度に対応しなくなります。捕獲仮説を真剣に受け止めるには、この問題を解決する必要があります。炭素質コンドライトは、衝突観測に基づく非常に一般的なタイプの隕石であり、その中でもタイプ III (ビガラノ群) は適切な密度と低いカリウム含有量を備えているため、中心天体にこれまたは類似の化学物質があれば固体の月が生成される可能性があります。構成。これらの隕石には水と大量の炭素が含まれています。表面サンプル中の水分と炭素の含有量が低いことは、この仮定に大きく矛盾しますが、それを排除するものではありません。マーカス・V・S・サフロノフとハートマンは、ガスの不在下で小さな固体から大きな天体を蓄積する別の方法を検討しました。これは、より揮発性の元素が月の内部から除去される場合には確かに必要です。この場合、一連の出来事により、1500°K程度の温度で揮発性物質が失われ、蓄積が始まる前に月と地球が蓄積した領域から揮発性物質が消失したはずである。月の内部に揮発性物質が含まれている場合、これは月がガス球体で形成されたことを示しており、地球はそのような天体の破片から形成されたに違いありません。キャメロン博士は最近、月は水星の軌道内のガス状の太陽星雲から凝縮しており、そこで最も揮発性の低い成分、つまり CaO と Al 2 O 3 が凝縮していると提案した。彼らは月を形成し、月は水星によって金星と地球の軌道と交差する軌道に投げ込まれ、その後地球によって捕らえられました。したがって、月は太陽系星雲の領域で形成され、そこでは鉄が主にガス状のままでした。これは月の密度が低いことと、おそらくその化学組成を説明します。これらの機械的な出来事はどちらも信じられないほどに思えますが、完全に否定することはできません。もし月が捕らえられたとしたら、月は地球とは独立して別個の原始惑星として形成され、その場合は地球よりも古い可能性が高い。現在知られている年齢指標は、月が隕石形成の時代頃に独立した天体として存在していたことを示しています。同じ方法で地球の年齢を確定する可能性は失われています。

上で述べたように、木星とその衛星は「小さな」太陽系に似ており、これらの衛星が惑星のすぐ近くで形成されたという印象を受けます。太陽系には地球の月と同じ大きさの衛星が 7 つあり、他の衛星や小惑星の平均質量は地球の月の質量の約 4 分の 1 であるという事実は、月サイズの天体が太陽系で好まれていることを示しています。軸の傾き惑星の回転は、形成中の惑星と衝突する大きな天体が近くにあったと考える理由を与えます。私たちの月は、よく考えられているほどユニークな天体ではない可能性があります。

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モスクワ、12月5日 – RIAノーボスチ。春から月周回軌道上で運用されている双子の GRAIL 探査機は、最初の高精度の月の重力地図を作成しました。特に科学者たちは、その助けを借りて、衛星の起源が衝突の結果であるという仮説を確認しました。 NASA報道機関によると、地球上の火星ほどの大きさの天体。

2 つの同一の GRAIL 探査機 (学童間の競争にちなんで Ebb と Flow と名付けられた) が 2011 年 9 月 10 日に打ち上げられました。 3月に装置は高度55キロメートルの運用軌道に投入され、月の重力の測定を開始した。探査機は同じ軌道上を次々と移動し、最大10分の1ミクロンという高精度で探査機間の距離を測定し、重力異常に伴う変化を記録します。

その結果、科学者たちは月の重力場のこれまでにないほど正確な地図を入手し、これを利用して地球の天然衛星の内部構造の詳細を解明し、誕生に関するいくつかの仮説を検証することが期待されています。そして月の進化。

マサチューセッツ工科大学のプロジェクトリーダー、マリア・ズーバー氏は「月は重力場を隠していない。重力の顕著な変化を観察すれば、いつでもその変化をその地域の地形的特徴（クレーター、溝、山など）と関連付けることができる」と語る。。

彼女によると、月の重力図には古代の隕石衝突の痕跡、地殻の下層深く、そしておそらくマントルにまで達する断層が示されているという。

サイエンス誌に掲載された重力地図の分析結果は、特に、月の地殻の密度がこれまで考えられていたよりもはるかに低く、多くの空洞を含んでいる可能性があることを示した。

「地殻の密度に関する新しいデータのおかげで、地殻の平均厚さは約34～43キロメートルであることが判明しました。これは、これまで考えられていたよりも10～20キロメートル薄いです」と、プロジェクト参加者の一人、パリのマーク・ヴィエゾレック氏は語る。地球物理学研究所。

彼は、地殻の厚さに関する新しいデータを考慮すると、月の組成は地球の組成に近いことが判明し、月が宇宙に投げ込まれた地球の物質から形成されたという仮説を裏付けるものであると指摘しています。私たちの惑星と火星ほどの大きさの巨大な天体との衝突。

重力測定により、月の「目に見えない」地質学的詳細を検出することも可能になりました。

「これらのデータは、地表を縦横に横切る、長さ数百キロメートルの長い直線状の重力異常が多数存在することを示しています。これらの直線状の異常は、地下に隆起、つまり固まったマグマの細長く固まった破片が存在することを示しています。これらはおそらく、月にある最古の地層であり、それらを研究することで月の初期の歴史について知ることができます」と、プロジェクトのゲストであるコロラド鉱山学校のジェフ・アンドリュース・ハンナ氏は言います。

科学者らは、装置の動作の初期段階で得られた結果は公表され始めたばかりだが、現在も探査機はまだ動作していると指摘している。ミッションの第 2 段階は 12 月 17 日に終了し、その後、デバイスはさらに低い軌道に転送され、そこからさらに正確なデータが取得されます。