Помоги проекту - поделись книгой:
В спектре противосияния выделялись линии, характерные для азота и кислорода — главных составляющих земной атмосферы. Таким образом, спектрограф подтвердил несомненную связь противосияния с атмосферой Земли. Гипотеза И. С. Астаповича превратилась в строго установленный факт.
Трудно представить себе Землю в роли кометы. И все же некоторое сходство между Землей и кометами, несомненно, есть.
Газовый хвост Земли должен быть очень длинен. Если считать, что убывание яркости в нем происходит по тому же закону, что и в газовых кометных хвостах, то, как показывают расчеты Астаповича, газовый хвост Земли имеет длину около 650 тысяч километров, то есть простирается далеко за орбиту Луны.
Как и газовые кометные хвосты, газовый хвост Земли слегка отклонен в сторону, обратную движению Земли вокруг Солнца. Этим обстоятельством и объясняется тот факт, что центр противосияния смещен на 3 градуса к западу от точки, противоположной Солнцу.
Эллиптическая форма противосияния, как считает академик В. Г. Фесенков, вызвана сплюснутостью земной атмосферы в направлении, перпендикулярном к плоскости земной орбиты. Поэтому и любые поперечные сечения газового хвоста Земли имеют сплюснутую эллиптическую форму.
Газовый хвост Земли состоит из быстро движущихся молекул. Выброшенные за границы атмосферы отталкивательным действием лучей Солнца, эти молекулы сплошным газовым потоком непрерывно рассеиваются в межпланетное пространство. Их скорость движения такова, что в течение суток состав хвоста обновляется несколько раз.
Некоторым может показаться, что такая «утечка» земной атмосферы через хвост Земли опасна для жизни человечества. Не можем ли мы, в самом деле, через какое-то время лишиться воздушной оболочки и погибнуть от удушья?
Подсчеты показывают, что подобные страхи неосновательны. Если бы даже газовые запасы земной атмосферы ниоткуда не пополнялись, то и в таком случае атмосферное давление уменьшилось бы наполовину лишь за миллиард лет.
На самом же деле в атмосферу непрерывно поступают все новые и новые порции газов при извержении вулканов, при дыхании животных, растений и при других биологических процессах. Таким образом, о катастрофической потере атмосферы Земли через ее газовый хвост не может быть и речи.
Хотя Земля имеет кометообразный хвост, ее сходство с кометами носит скорее все же внешний характер — слишком уж различна природа этих тел.
В кометах их твердая часть — ядро — представляет собой скопление ледяных глыб затвердевших газов с включенными в них твердыми частицами типа метеоритов. Земной шар совершенно непохож на кометное ядро. Весьма различны и их размеры. Поперечник самых крупных из кометных ядер не превышает обычно нескольких километров, то есть почти в несколько тысяч раз меньше поперечника Земли.
Газовый хвост Земли отличается от кометных хвостов и по своему составу. В состав газовых хвостов комет, кроме ионизированных молекул азота, входят молекулы угарного газа. В газовом хвосте Земли, кроме азота, присутствует также и углекислота. Есть, конечно, и другие очевидные различия между кометами и Землей.
Земля не комета. Но Земля имеет кометообразный хвост, природа которого все-таки еще не вполне ясна. Чем, например, объяснить свечение газового хвоста Земли? Возможно, что его молекулы, поглощая энергию солнечных лучей, затем переизлучают ее, сияя холодным светом. Но почему тогда это свечение начинается только на расстоянии около 125 тысяч километров от Земли, а более близкие части хвоста остаются темными?
В кометах, имеющих крохотное ядро, молекулы их исполинских хвостов всегда освещаются Солнцем. Газовый хвост Земли в значительной своей части находится внутри конуса земной тени, но, скрытый от солнечного освещения, все же светится. Не вполне ясна и природа тех сил, которые «сдувают» молекулы земной атмосферы в сторону, противоположную Солнцу.
Загадка противосияния не вполне разрешена. Есть еще вопросы, над которыми следует подумать. Большую помощь в изучении газового хвоста Земли окажут ее искусственные спутники. Сфотографировав Землю извне, за границами атмосферы, можно будет избежать маскирующего действия последней. На таких снимках газовый хвост Земли будет виден гораздо лучше, чем при фотографировании с земных обсерваторий.
Очень может быть, что газовые хвосты есть и у других планет. Например, близкая к Солнцу и окутанная густой атмосферой Венера должна иметь газовый хвост, не уступающий земному. Правда, обнаружить его с Земли очень трудно — слишком слабо свечение хвоста и слишком ярок тот сумеречный фон неба, на котором обычно наблюдается Венера.
Еще более слабым хвостом должен обладать Марс, уже растерявший значительную долю своей первичной атмосферы. Что же касается больших планет: Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, то обнаружить их хвост вряд ли удастся — слишком далеки они от Солнца и слишком велики массы этих планет. По всей вероятности, планеты-гиганты вовсе лишены газовых хвостов.
История открытия газового хвоста Земли показывает, что мы еще далеко не полностью изучили нашу планету. Тем более это относится к другим небесным телам.
«ЛИЦО» ЛУНЫ
На одной из наиболее известных картин Леонардо да Винчи изображена молодая женщина со странной, загадочной улыбкой. Чувствуется, что Джоконда — таково имя женщины — скрывает какую-то тайну, и знание тайны дает ей превосходство над остальными людьми.
Мне вспомнилась эта картина, когда я подумал о «лице» Луны. Постоянно обращенное к нам, давно рассмотренное в мельчайших подробностях, оно тем не менее остается во многих отношениях загадочным.
Для невооруженного глаза полная Луна действительно имеет некоторое сходство с человеческим лицом. Сероватые пятна, покрывающие ее поверхность и называемые условно морями, в сочетании с круглым лунным диском делают Луну похожей на добродушно улыбающееся лицо толстяка.
Однако всякое сходство с человеческим лицом бесследно исчезает, когда наблюдаешь Луну в телескоп. Поэтому выражение «лицо» Луны можно употреблять только в чисто условном смысле, понимая под этим обращенную к Земле часть лунной поверхности.
Первое, что бросается в глаза наблюдателю Луны, это огромное количество кольцеобразных лунных гор, наибольшие из которых называются цирками, а остальные— кратерами. Уточним, что цирками обычно называют те из кольцеобразных лунных гор, которые имеют плоское, гладкое дно, нередко такого же сероватого оттенка, как и лунные моря. В отличие от цирков, в центре лунных кратеров возвышается остроконечная гора, называемая центральной горкой.
В настоящее время известно, что не менее чем в сорока случаях центральные горки обладают жерлами.
Общее число кольцеобразных гор, усеивающих «лицо» Луны, исчисляется, по-видимому, десятками тысяч. Еще многочисленнее так называемые поры — небольшие, диаметром от нескольких километров до сотни метров, углубления в лунной поверхности, или вовсе лишенные кольцевого вала, или имеющие очень пологий, низкий вал. Сотни тысяч пор повсюду усеивают поверхность лунных материков.
Рельеф Луны резко отличается от привычной нам картины земного рельефа. На Земле нет ничего похожего на лунные цирки и кратеры. Правда, Земля окружена сравнительно плотной, густой воздушной оболочкой, а Луна практически лишена атмосферы, и это различие должно было сильно сказаться на развитии обоих небесных тел. Разрушительное действие ветра и воды могло за миллиарды лет стереть на Земле первоначальные формы ее рельефа, быть может напоминавшие лунные кратеры. Луна же благодаря отсутствию процессов выветривания сохранила свой первоначальный вид.
Но такое объяснение все же не удовлетворяет нас. Образовавшиеся в одних и тех же областях солнечной системы, Земля и Луна слишком различны, слишком не похожи друг на друга, чтобы эту разницу можно было объяснить только процессами выветривания. Здесь кроется какая-то загадка, еще не решенная наукой.
Нам известны две причины, которые могли образовать лунные кратеры. Это, во-первых, вулканические процессы, происходившие когда-то на Луне, и, во-вторых, падение на поверхность Луны крупных метеоритов.
То, что падающие метеориты способны образовывать кратеры, не вызывает сомнений. Классическим примером метеоритного кратера может служить знаменитая Аризонская воронка, образованная упавшим несколько тысяч лет назад исполинским метеоритом. Поперечник Аризонского кратера (1200 метров) сравним с поперечником некоторых лунных пор или мельчайших из лунных кратеров.
Несколько крупнее другой недавно открытый на полуострове Лабрадор метеоритный кратер — его поперечник близок к 3,5 километра. Не исключена возможность, что огромная воронка поперечником 19 километров, найденная еще много лет назад в Центральной Африке и известная под названием Нгоро-Нгоро, имеет метеоритное происхождение.
И все-таки согласитесь, что даже крупнейшие из земных метеоритных кратеров кажутся пигмеями по сравнению с такими исполинами, как лунный кратер Коперник (поперечник 90 километров) или лунный цирк Птоломей (поперечник 165 километров), не говоря уже о таком уникальном лунном образовании, как цирк Гримальди (поперечник 235 километров). Кроме того, плоское дно лунных цирков совсем не похоже на углубленное воронкообразное дно метеоритных кратеров.
Сторонники метеоритной гипотезы происхождения лунных кратеров проделывали опыты, бросая на слой цемента или размельченного мела небольшие кусочки того же вещества. Иногда удавалось получить миниатюрные кратеры, внешне напоминающие лунные. Однако огромная разница в масштабе лишает эти опыты особой убедительности.
Трудно поверить, что когда-то на Луну выпал огромный рой колоссальных метеоритов, сравнимых по размерам с астероидами. Искалечив «лицо» Луны, этот рой почему-то совершенно не задел Землю, иначе какие-то следы космической «бомбардировки» должны были бы сохраниться до наших дней. Откуда взялся этот рой?
Почему с тех пор ничего подобного не происходило ни с Луной, ни с Землей, ни с какой-нибудь из планет?
На эти вопросы трудно дать удовлетворительный ответ.
Сторонники метеоритной гипотезы в одном правы. Метеориты играли и играют значительную роль в формировании лунной поверхности, правда, не в том смысле, как они предполагают. Только некоторые небольшие лунные кратеры могли возникнуть в результате падения на Луну метеоритов. Но зато каждый метеорит, врезающийся в лунную поверхность, сильно разрыхляет ее. При почти мгновенной остановке метеорита связи между его молекулами разрушаются, и твердое тело космического камня становится похожим на чрезвычайно сильно сжатый газ. Такой газ стремится к неограниченному расширению, в результате которого происходит взрыв метеорита, по мощности не уступающий взрыву наиболее энергичных взрывчатых веществ.
По исследованиям советских астрономов профессоров К. П. Станюковича и В. В. Федынского, при ударе метеорита о землю со скоростью 50 километров в секунду в пар обращается не только сам метеорит, но и значительная часть окружающих его пород, причем в отдельных случаях количество испарившегося и раздробленного вещества может в тысячи раз превосходить массу метеорита.
Лишенная воздушной брони, Луна непрерывно подвергается метеоритной «бомбардировке». Удары метеоритов раздробляют поверхностные лунные породы и благодаря им за миллиарды лет Луна должна покрыться: слоем раздробленного вещества, толщина которого, возможно, измеряется несколькими метрами.
Разумеется, взрыв метеорита сопровождается резким; повышением температуры. Раздробленные в порошок лунные породы подвергаются воздействию этой высокой температуры и, расплавляясь, образуют нечто, напоминающее вулканический шлак. Такое заключение, обоснованное недавно ленинградским астрономом профессором H. Н. Сытинской, хорошо согласуется с данными наблюдений. Окраска и отражательная способность лунной поверхности весьма сходны с окраской и отражательной способностью некоторых вулканических шлаков.
Метеориты разрушают лунную поверхность, но главные особенности лунного рельефа — лунные цирки и крупные кратеры — созданы не ими. Причину их образования следует искать внутри Луны, в тех вулканических силах, которые в истории Луны должны были играть главную, определяющую роль.
Прежде всего ясно, что лунные кратеры образовались не одновременно, не вследствие какой-то кратковременной катастрофы (какой могло быть неожиданное выпадение исполинских метеоритов), а постепенно, в различные эпохи, разделенные миллионами, а может быть, и десятками миллионов лет.
Вот только некоторые факты, подтверждающие эту мысль.
У восточного края лунного Моря Нектара расположены три крупных кратера: Феофил, Кирилл и Катарина. Самый северный из них, кратер Феофил, вторгается внутрь соседнего кратера, Кирилл, у которого благодаря этому вал не замкнут. Совершенно ясно, что сначала должен был возникнуть кратер Кирилл, а уже затем образовался разрушивший его кратер Феофил. Таких взаимно пересекающихся кратеров на Луне очень много, и они свидетельствуют о том, что горообразование на Луне происходило в различные эпохи.
Весьма интересны в этом отношении многочисленные паразитические кратеры. Этим не совсем благозвучным термином называют небольшие кратеры, которые усеивают валы, а нередко и дно крупных лунных цирков.
В качестве примера можно привести находящийся в южном полушарии Луны огромный лунный цирк Клавий, на валу и дне которого насчитывается не менее двадцати кратеров-паразитов. Несомненно, что последние возникли после образования цирка Клавий.
На поверхности Луны наряду с прекрасно сохранившимися «молодыми» кратерами можно найти и немало таких, которые частично или почти полностью разрушены. Наиболее ярким примером подобных образований является Залив Радуги, находящийся в северо-восточном углу лунного Моря Дождей. Берег этого залива когда-то представлял собой вал исполинского цирка, не уступающего по своим размерам цирку Гримальди. Что же касается второй половины вала этого цирка, то она как бы «утонула» в том ныне твердом веществе, которое заполняет впадину Моря Дождей.
Таких полузатопленных кратеров очень много. Естественно предположить, что на месте моря, в котором наблюдаются эти кратеры, был материк. Благодаря мощным тектоническим процессам, когда-то происходившим в этом районе Луны, материк опустился к центру Луны, и поверхность его, усеянная кратерами, была затоплена каким-то темным веществом, вроде лавы или магмы.
Есть все основания считать, что впадины лунных морей образовались в результате опускания лунной поверхности. Поэтому по берегам лунных морей и наблюдаются полуразрушенные кратеры. Там же виднеются ступени, или террасы, свидетельствующие о том, что процесс опускания происходил неоднократно.
Весьма интересным и пока загадочным образованием на Луне являются так называемые кратеры-фантомы, или кратеры-призраки.
Представьте себе, что вы наблюдаете сравнительно ровную темно-серую поверхность какого-нибудь лунного моря. И вдруг замечаете выделяющееся на его фоне бледное туманное кольцо. Оно напоминает вал кратера, во при этом не отбрасывает никакой тени. Создается впечатление, что в лунное море погружен какой-то кратер, вал которого «просвечивает» через его поверхность.
Если бы речь шла о море в земном смысле этого слова, то просвечивание кратера через небольшую толщу воды было бы вполне понятным. Но как может просвечивать кратер через твердую поверхность лунного моря, если даже он погружен в это море всего на несколько метров?
Не следует думать, что все лунные кратеры возникли до образования лунных морей. Можно привести много примеров прекрасно сохранившихся заведомо «молодых» лунных кратеров, которые находятся на их поверхности.
Обратите, например, внимание на известную тройку кратеров, носящих имена Архимеда, Аристила и Автолика, которые возвышаются, как бы не тронутые временем, над равниной Моря Дождей. Ясно, что они образовались после того, как возникло это море, которое в других своих частях имеет затопленные или полузатопленные кратеры. То же можно сказать и об огромном кратере Коперник, резко выделяющемся на поверхности Океана Бурь.
Хорошо известно, что земные горы имеют различный возраст. Так, на территории СССР наряду с молодым Кавказским хребтом с его живописными горными вершинами находятся древние полуразрушившиеся Уральские горы.
Подобную картину мы видим и на Луне. Упомянутые лунные Апеннины — это пример молодых гор, а лунный Алтай, расположенный к востоку от Моря Нектара, представляет собой весьма древнюю горную систему.
Извергалась ли из недр Луны раскаленная лава? На этот вопрос можно дать утвердительный ответ.
Во-первых, трудно представить себе погружение кратера в лунные моря, не предполагая, что когда-то поверхность этих морей представляла собой полужидкую магматическую массу.
Во-вторых, на Луне есть «столовые» горы, или «заполненные» кратеры, типичным представителем которых является кратер Варгентин. По-видимому, в далеком прошлом это был обычный кратер с углубленным, сравнительно плоским дном. Произошедшее внутри кратера извержение лавы привело к тому, что Варгентин наполнился лавой до краев и «застыл», превратившись в типичную «столовую» гору.
Итак, в длительной истории Луны были периоды интенсивной вулканической деятельности, сопровождавшейся опусканием значительных областей лунной поверхности; эти периоды сменялись затем эпохами относительного покоя и постоянства.
В развитии Земли и Луны как небесных тел есть много общего. Поэтому особенности рельефа Луны и закономерности формирования ее поверхности могут быть изучены не только методами астрофизики, но и специальным морфологическим анализом, разработанным в «земной» геологии.
Советский ученый А. В. Хабаков, впервые широко применивший методы геологии к изучению Луны, различает шесть периодов в истории формирования лунной поверхности.
В отдаленную эпоху, которую он называет первоначальной, поверхность Луны была покрыта бугристой и гребнистой твердой корой. Тогда на поверхности нашего спутника почти не было кольцевых гор, которые в таком изобилии наблюдаются в настоящее время. Трудно сказать, сохранились ли до сих пор следы той эпохи. Возможно, что почти лишенные кратеров участки лунных Кордильер и некоторые бугристые районы возвышенных областей Луны являются остатками первоначального рельефа.
Затем наступил древнейший, или доалтайски й, период. В это время происходило интенсивное образование кратеров, следы которых, по-видимому, проявляются в фестончатой (зубчатой) изъеденности края древних Алтайских гор.
Более уверенно можно говорить о следах следующего древнего, или алтайского, периода. От него уцелел изогнутый хребет Алтайских гор, бывший когда-то берегом огромного, но исчезнувшего в следующий период моря. Этот период А. В. Хабаков называет средним, или птоломеевским. Тогда образовалось множество кольцевых гор, полуразрушившиеся остатки которых мы наблюдаем теперь на поверхности материков. Примером таких гор может служить цирк Птоломей. В тот же период образовались и те кратеры, которые ныне мы видим полузатопленными или полностью затопленными в темном веществе лунных морей.
Птоломевский период сменился океанским периодом, когда на смену бесследно исчезнувшим древним морям возникли и сформировались Океан Бурь, Море Дождей и другие знакомые нам темные пятна лунного «лица».
Наконец, эпоху, переживаемую ныне Луной, можно назвать новейшим, или коперниковским, периодом. На дне лунных морей возникли новые кратеры, в частности Коперник, которые выделяются на фоне более древних лунных кратеров своей прекрасной сохранностью.
Картина развития Луны, которую мы только что нарисовали, разумеется, далека от совершенства. Это скорее отдельные мазки, нуждающиеся в существенных дополнениях. Многое в «лице» Луны остается пока неясным.
Так, например, на поверхности Луны наблюдаются глубокие расселины, называемые трещинами. Они действительно похожи на трещины в сухой глине или штукатурке. Но разница масштабов, разумеется, огромна. Лунные трещины в среднем имеют длину около 100 километров, а ширину и глубину порядка нескольких сотен метров. Удивительную картину увидели бы мы, очутившись на дне какой-нибудь из лунных трещин.
Трудно сказать, каково происхождение лунных трещин. Возможно, что растрескивание лунной поверхности обусловлено большой разностью температур лунным днем и лунной ночью. А может быть (что правдоподобнее), поднятие и опускание лунной коры сопровождались ее растрескиванием. Какое из этих предположений соответствует истине, мы не знаем.
Не менее загадочны лунные борозды, которые в отличие от лунных трещин обладают менее крутыми стенками и плоским, неглубоким дном. Ширина борозд достигает нескольких километров, а длина измеряется десятками километров. По внешнему виду борозды несколько напоминают русла пересохших рек. Но сходство здесь, конечно, только внешнее. На Луне никогда не было рек и сколько-нибудь заметной атмосферы. В создании лунного рельефа вода не участвовала.
Пожалуй, самым загадочным образованием лунной поверхности являются светлые лучи, расходящиеся радиально от многих кратеров. Даже в обыкновенный полевой бинокль можно во время полнолуния заметить колоссальный пучок светлых лучей, расходящихся от лунного кратера Тихо. Люди, впервые наблюдающие Луну в телескоп, нередко спрашивают, не является ли центр схождения лучей одним из полюсов Луны — так велико сходство этих лучей с начерченными на глобусах меридианами. На самом деле кратер Тихо далек от южного полюса Луны. Но благодаря системе выходящих из него лучей он действительно кажется каким-то центром на лунной поверхности.
Что это за лучи? Почему они тянутся на сотни, а в отдельных случаях и на тысячи километров, совершенно не считаясь с лунным рельефом? Ни горные цепи, ни моря, ни лунные кратеры нисколько не изменяют их направления. Как будто какой-то исполинский маляр, шутки ради, нанес на поверхность Луны полоски белой краски!
Интересно отметить, что венец лучей, расходящийся от кратера Тихо, начинается в 60 километрах от вала кратера. Ближе к кратеру (вокруг него) виднеется темная зона.
Поскольку и в других случаях некоторые кратеры являются центром схождения системы светлых лучей, естественно, казалось, предположить, что загадочные лучи возникли при мощном извержении, центром которого был кратер. Трудно отделаться от мысли, что лучи представляют собой продукты извержения, что-то вроде пепла, разбросанного в разные стороны от кратера.
Поделиться книгой: