Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Лантаноиды

Читайте также:
  1. Лантаноиды (4-f элементы). Особенность электронного строения. Лантаноидное сжатие. Лантаноиды с переменной степенью окисления.



Вопросы для самопроверки

1. В чем состоит сложность изучения недр?

2. Какие основные дисциплины входят в состав геологии?

3. Законами, каких наук следует руководствоваться при изучении геологических явлений и процессов?

4. Какая геологическая информация используется при недропользовании?

5. Какие задачи горного производства решаются на основе геологической информации?

1. ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ ВО ВСЕЛЕННОЙ

«То, что мы знаем, так ничтожно мало

по сравнению с тем, что мы не знаем»

П.С. Лаплас

Образование и развитие Земли неразрывно связано с преобразованием материи и энергии во Вселенной. Представления о составе, строении, происхождении и эволюции Вселенной, как и Земли, носят гипотетический и дискуссионный характер. Основная часть информации о Вселенной и недрах Земли получена дистанционно. Самая глубокая скважина в мире пробурена на Кольском полуострове до глубины 12262 м в 1984 г., что составляет менее 1/1000 диаметра Земли. Ученые судят о глубинном составе, строении, свойствах и состоянии недр в основном интерпретируя данные астрофизики и геофизики.

Считается, что первая «официальная» система взглядов на Вселенную в Европе была сформулирована Аристотелем (IV век до н. э.). По Аристотелю все земное состоит их четырех видов материи: земли (горные породы), воды (гидросфера), воздуха (атмосфера и газовые выделения из недр) и огня (вулканическая деятельность и атмосферные явления). Материя на Земле несовершенна, создается, изменяется, разрушается и стремится к покою. Пятый вид материи – эфир, находящаяся вне Земли, совершенная субстанция, пребывающая в постоянном движении и существующая вечно. Земля находится в центре мироздания, а вокруг нее обращаются небесные сферы с неизменными звездами, планетами и Солнцем. Эти идеи развивали Гиппарх (II век до н. э.) и Птолемей (II век н. э.), который для целей навигации предложил первую математическую модель Вселенной, исходя из трех постулатов: Земля - центр мироздания; Вселенная ограничена небесными сферами и конечна; на небесных сферах не может быть никаких изменений. Все необычное на небосводе (например, метеорные[1] потоки) суть атмосферные явления.

Современник Аристотеля Аристарх Самосский предположил, что центром Мира является Солнце. Эта идея была возрождена польским ученым Н. Коперником в 1543 г., который считал, что Земля - рядовая планета, вращающаяся, как и другие планеты вокруг Солнца - центра конечной Вселенной. Эти идеи развивали И. Кеплер и Г. Галилей. До 1828 г. католическая церковь считала гелиоцентрическую гипотезу ложной с философской и греховной с религиозной точки зрения.



В 1591 г. философ и поэт Дж. Бруно высказал предположение о множественности Миров во Вселенной, имеющих общую природу и вращающихся вокруг общего центра расположенного вне Солнечной системы. За эту идею Дж. Бруно был обвинен в ереси и после восьмилетнего пребывания в тюрьме 17.02.1600 г. сожжен на костре.

Наблюдения космоса с помощью телескопа доказали, что Солнце - одна из 1020 звезд в видимой части Вселенной (Метагалактике). Метагалактика является бесконечно малым структурным элементом Вселенной, представление о которой можно получить лишь «выйдя» за пределы Метагалактики. Звезды распределены в Метагалактике неравномерно. Наряду с отдельно расположенными звездами для наблюдателя с Земли гравитационно взаимодействующие звезды образуют галактики. Мелкомасштабная структура Метагалактики, включающая около 1 миллиарда электромагнитно взаимодействующих галактик, напоминает пену: галактики сосредоточены в узких полосах, разделенных обширными «пустотами» и зрительно пересекаются друг с другом.

Галактики различны по форме, размерам и количеству звезд. Эллиптические галактики имеют форму эллипсоида. В спиральных галактиках (рис. 1) подавляющее большинство звезд сосредоточено в плоских спиральных рукавах и центральном утолщении галактики. В плоскости рукавов расположены газопылевые облака, которые могут казаться темными, если они заслоняют находящиеся за ними звезды, или же светлыми - если звезды расположены перед этими облаками и освещают их. Существуют также галактики и в виде бесформенных звездных скоплений. При гравитационном взаимодействии форма галактик искажается. Группы галактик образуют сверхсистемы, которые являются крупнейшими элементами структуры Метагалактики.

 

 

Рис. 1. Спиральная галактика в созвездии Гончих Псов (БСЭ)

 

Галактики, как правило, излучают основную часть энергии в видимой части спектра. У некоторых галактик (активных) преобладает рентгеновское и ультрафиолетовое излучение. Самыми мощными источниками энергии в Метагалактике являются квазары, напоминающие ядра «активных» галактик. Галактики, значительную часть энергии, излучающие в радиодиапазоне, называются “радиогалактиками”. В ядрах этих галактик идут пока неизвестные физические процессы. Получены фотографии галактик и квазаров, удаленных от Земли на 12÷15 миллиардов световых лет[2].

На ночном небосводе можно наблюдать одну из галактик[3] в виде светлой полосы, опоясывающей небосклон. Свечение исходит от множества трудно различимых звезд. Название этой полосы - Млечный Путь связано с мифом о разлившемся по небу материнском молоке богини Геры, вскормившей Геркулеса.

Млечный Путь - спиральная галактика. Полагают, что в ее центре находится неизлучающая «черная дыра»[4]. В одном из «рукавов» Млечного Пути находится Солнечная система. Диаметр нашей галактики порядка 100 тыс. световых лет, при толщине до 20 тыс. световых лет.

В окрестностях Солнечной системы плотность звезд невелика[5]. Расстояние до ближайшей к Солнцу звезды α-Центавра составляет более четырех световых лет. Расстояние до ближайшей к Солнечной системе крупной галактики - Туманности Андромеды около двух миллионов световых лет.

В 1920 гг. американский астроном Э. Хаббл измерил скорости и направления движения галактик. Оказалось, что галактики «разлетаются» от общего центра в разные стороны. Полагают, что протовещество галактик ~14 миллиардов лет назад было сконцентрировано в сверхмалом объеме - фридмоне[6], а после «раскрытия» фридмона (Большого Взрыва) стало рассеиваться[7]. Эволюция Метагалактики проходила в четыре этапа: адронный[8], лептонный[9], фотонный[10] и звездный, с каждым из которых можно сопоставить определенное состояние вещества. Галактики, как скопления звезд, возникли на звездной стадии. Звезды - это стяжения плазмы, в центральных областях которых протекают термоядерные реакции. В составе звезд преобладают водород и гелий (порядка 75 и 23% массы соответственно). Термоядерное «горение» водорода (слияние четырех ядер водорода - протонов в одно ядро гелия) протекает с выделением энергии.

История человечества слишком коротка для того, чтобы можно было проследить эволюцию отдельной звезды. Моделирование процессов, протекающих внутри звезд, и наблюдения за звездами, находящимися на разных стадиях развития, позволили предположить, что звезды рождаются группами при сжатии газопылевых туманностей. Масса такой туманности может превышать массу Солнца на 5-6 порядков.

Процесс эволюции звезд зависит от их массы. В начале XX века Э. Герцшпрунг и Г. Рассел установили, что большинство массивных звезд - яркие и горячие, а звезды с малой массой - относительно тусклые и холодные. Массивные звезды горят недолго (несколько миллионов лет). В массивных звездах происходит как превращение водорода в гелий, так и другие термоядерные реакции: превращение гелия в углерод, а затем и последовательное образование более тяжелых элементов вплоть до железа. Их эволюция завершается взрывом - вспышкой сверхновой, во время которой яркость звезды несколько суток может равняться яркости галактики. Синтез химических элементов с атомной массой больше, чем у железа происходит только во время взрывов сверхновых звезд. Материя, выброшенная в межзвездное пространство, при взрывах звезд, в дальнейшем может образовать газопылевые облака, из которых формируются новые звезды, а из остатка формируется либо нейтронная звезда, либо черная дыра.

Ближайшая к Земле звезда Солнце. Это рядовая звезда по яркости, размерам и массе. Такие звезды как Солнце горят не так ярко как массивные звезды, но долго - несколько миллиардов лет. Их эволюция завершается менее мощным взрывом. При этом часть вещества выбрасывается в виде облака газа и пыли, а из остатка образуется звезда типа «белого карлика». Самая неяркая судьба у звезд с малой массой: они горят тускло многие миллиарды лет, постепенно гаснут и возможно становятся планетами.

В Метагалактике порядка 4% вещества находится в трех формах:

· концентрированные атомы[11] в составе космических тел и газопылевых туманностей;

· рассеянные атомы, ионы и молекулы, образующие межгалактический газ[12].

· космические лучи, представляющие собой элементарные частицы.

Около 23% массы Метагалактики приходится на «темную материю», а 73% на «темную энергию» изучение которых началось лишь в XXI веке. Отсюда степень достоверности современных представлений о Метагалактике не превышает 4%.

Все известные формы вещества характеризуются единством на уровне элементарных частиц, этим объясняется единство материального мира на атомарном уровне. Максимально возможное число химических элементов в Метагалактике не превышает 150, число изотопов порядка 2000, из которых стабильны менее 300 (по Д.Н. Трифонову). Атомы трансурановых элементов нестабильны: их ядра включают десятки протонов и нейтронов. Из-за значительных размеров ядер трансурановых элементов короткодействующие внутриядерные связи периферийных протонов ослабевают, и дальнодействующие силы электростатического отталкивания обуславливают распад ядер. Продуктами распада нестабильного ядра являются стабильное ядро другого химического элемента и радиоактивное излучение. В Метагалактике наиболее распространен водород, гелий, кислород, углерод и азот.

Вещество Солнечной системы состоит из 85 химических элементов с порядковыми номерами в периодической системе Д.И. Менделеева от 1 (водород) до 92 (уран). Трансурановые элементы (с №93), а также технеций (№43), прометий (№61), полоний (№84), астат (№85), франций (№87), актиний (№89), протактиний (№91) являются вторичными или получены искусственно (табл. 1)[13]. Распространенность химических элементов определяется процессами синтеза элементов в звездах и с ростом их порядковых номеров убывает. Самые распространенные изотопы относятся к типу 4n (12С, 16O, 24Mg, 28Si, 40Ca, 56Fe).

Образование протопланетной туманности и Солнца связывают с происхождением химических элементов – последнего акта нуклеосинтеза в космической эволюции вещества.

Относительно происхождения планет существует три класса гипотез:


Таблица 1. Периодическая система химических элементов[14] Д.И. Менделеева

            Н 1 1,00794 Водород He 2 4,00260 Гелий    
Li 3 6,941 Литий Be 4 9,01218 Бериллий B 5 10,811 Бор C 6 12,011 Углерод N 7 14,0067 Азот O 8 15,9994 Кислород F 9 18,9984 Фтор Ne 10 20,179 Неон    
Na 11 22,9897 Натрий Mg 12 24,305 Магний Al 13 26,9815 Алюминий Si 14 28,0855 Кремний P 15 30,9737 Фосфор S 16 32,066 Сера Cl 17 35,453 Хлор Ar 18 39,948 Аргон    
K 19 39,0983 Калий Ca 20 40,078 Кальций Sc 21 44,9559 Скандий Ti 22 47,88 Титан V 23 50,9415 Ванадий Cr 24 51,9961 Хром Mn 25 54,9380 Марганец Fe 26 55,847 Железо Co 27 58,9332 Кобальт Ni 28 58,69 Никель
Cu 29 63,546 Медь Zn 30 65,39 Цинк Ga 31 69,723 Галлий Ge 32 72,59 Германий As 33 74,9216 Мышьяк Se 34 78,96 Селен Br 35 79,904 Бром Kr 36 83,80 Криптон    
Rb 37 85,4678 Рубидий Sr 38 87,62 Стронций Y 39 88,9059 Иттрий Zr 40 91,224 Цирконий Nb 41 92,9064 Ниобий Mo 42 95,94 Молибден Tc 43 97,9072 Технеций Ru 44 101,07 Рутений Rh 45 102,905 Родий Pd 46 106,42 Палладий
Ag 47 107,868 Серебро Cd 48 112,41 Кадмий In 49 114,82 Индий Sn 50 118,710 Олово Sb 51 121,75 Сурьма Te 52 127,60 Теллур I 53 126,904 Иод Xe 54 131,29 Ксенон    
Cs 55 132,905 Цезий Ba 56 137,33 Барий La* 57 138,905 Лантан Hf 72 178,49 Гафний Ta 73 180,947 Тантал W 74 183,85 Вольфрам Re 75 186,207 Рений Os 76 190,2 Осмий Ir 77 192,22 Иридий Pt 78 195,08 Платина
Au 79 196,966 Золото Hg 80 200,59 Ртуть Tl 81 204,383 Таллий Pb 82 207,2 Свинец Bi 83 208,980 Висмут Po 84 208,982 Полоний At 85 209,987 Астат Rn 86 222,01 Радон    
Fr 87 223,019 Франций Ra 88 226,025 Радий Ac** 89 227,027 Актиний Rf 104 [261] Резерфордий Db 105 [262] Дубний Sg 106 [263] Сиборговий Bh 107[262] Борий Hs 108 [265] Хассий Mt 109 [266] Мейтнерий Uun 110 [271] Ун-ун-нулий
Ce 58 140,12 Церий Pr 59 140,90 Празеодим Nd 60 144,24 Неодим Pm 61 [147] Прометий Sm 62 150,35 Самарий Eu 63 151,96 Европий Gd 64 157,25 Гадолиний Tb 65 158,92 Тербий Dy 66 162,5 Диспрозий Ho 67 164,93 Гольмий Er 68 167,26 Эрбий Tm 69 168,93 Тулий Yb 70 173,04 Иттербий Lu 71 174,97 Лютеций
Актиноиды
Th 90232,03 Торий Pa 91 231,03 Протактиний U 92 238,02 Уран Np 93 237,04 Нептуний Pu 94 244,06 Плутоний Am 95 243,06 Америций Cm 96 247,07 Кюрий Bk 97 247,07 Берклий Cf 98 251,07 Калифорний Es 99 252,08 Эйнштейний Fm 100 257,09 Фермий Md 101 258,09 Менделеевий No 102 259,10 Нобелий Lr 103 260,10 Лоуренсий

· Солнце и планеты солнечной системы образовались в космических временных рамках одновременно из вращающейся газопылевой туманности (гипотеза Канта-Лапласа)

· Вещество планет возникло из материи «выброшенной» Солнцем (гипотезы: Бюффона, Чемберлена-Мультона, Джинса-Джефриса, Фесенкова).

· Планеты солнечной системы образовались из газопылевой туманности захваченной Солнцем (гипотеза Шмидта).

Наиболее вероятной представляется гипотеза Канта-Лапласа. Считается, что 98% массы первичного досолнечного облака нашей звездной системы было представлено атомами (прежде всего водородом и гелием), а 2% - космической пылью из ледовых (водяных, углекислых, метановых, аммиачных и др.), каменистых (в основном силикатных и оксидных) и железоникелевых образований.

Первичное облако (небула) изначально вращалось и при этом сжималось. Так как центробежные силы препятствовали сжатию в экваториальной плоскости, облако приобрело сплюснутую форму. При сжатии скорость вращения постоянно возрастала, и в центре первичного облака образовался сгусток, который постепенно разогревался, что обуславливало конвекцию тепла от центра небулы к периферии. Космическое излучение ионизировало облако до состояния плазмы[15]. Сила Кориолиса[16] закручивала конвекционные потоки[17] плазмы в спирали против направления вращения. В целом небула напоминала соленоид, генерировавший магнитное поле. Магнитные силовые линии «армировали» туманность, обуславливая ее вращение как единого целого.

Английский астрофизик Ф. Хойл предположил, что при превышении критической температуры и массы вещества в центре туманности произошел распад небулы на Протосолнце и периферийный газопылевой диск с ничтожно малой плотностью. В Протосолнце сосредоточилась почти 99,9% массы первичного облака, при незначительном моменте количества движения. Остаток вещества образовал газопылевой диск, на который приходилось 98% начального момента количества движения туманности. Величина силы Кориолиса, на медленно вращающемся Протосолнце, была весьма незначительна, поэтому потоки плазмы перестали закручиваться в спирали, генерация единого магнитного поля в туманности прекратилась. Протосолнце сжималось и разогревалось, и когда температура в его ядре достигла миллионов градусов, началось термоядерное «горение» водорода, а Протосолнце превратилось в настоящую звезду – Солнце.

При разрушении небулярного соленоида (рис. 2) напряженность магнитного поля в газопылевом диске на краткий по космическим масштабам момент времени (тысячи лет) резко возросла. В диске возникли круговые электрические токи, и диск распался на отдельные независимо вращающиеся кольца. Кольца перетягивались магнитными силовыми линиями, образуя стяжения – глобулы[18]. По мере увеличения массы протопланетных сгустков и уменьшения степени ионизации происходило уплотнение вещества.

Рис. 2 Небула в режиме ротационной неустойчивости (по А.П. Никонову)

 

Распределение атомов в небулярном соленоиде определялось их склонностью к ионизации. Атомы с высоким потенциалом ионизации (металлы и металлоиды - черные точки на рис. 2) концентрировались близ Протосолнца, а с низкой склонностью к ионизации (неметаллы - кружки на рис. 2) распространялись дальше от центра системы. Поэтому ближайшие к Солнцу планеты (земной группы) отличаются от состава «газовых» планет группы Юпитера.

Описанная модель распределения химических элементов при образовании планет позволяет оценить исходный состав протопланетного вещества в зоне формирования Земли (табл. 2). Почти 60% всех атомов в этой зоне составлял водород. Водород обладает рядом уникальных свойств: он мигрирует через твердые тела; многие металлы под давлением способны поглощать значительное количество водорода с образованием твёрдых растворов, сохраняющих кристаллическую структуру металла, и имеющих плотность, значительно превышающую плотность самого металла. Это происходит потому, что атомы металла, вступая в химическую связь с водородом, теряя внешнюю электронную оболочку, превращаются в ионы, имеющие значительно меньший объем[19]. При нагревании гидрид распадается на водород и металл, объем которого превышает исходный объем гидрида.

Таблица 2

Состав вещества в зоне формирования Земли

Элемент % от общего числа атомов % от общей массы % в Земле % в земной коре
Кремний 19,5 15,2 30,5
Магний 15,5 12,7 1,4
Железо 2,5 34,6 3,5
Кальций 0,9 1,1 2,9
Алюминий 1,0 1,1 7,8
Натрий 0,7 1,5 0,6 2,5
Кислород 0,6 1,0 29,5 47,2
Углерод 0,03÷0,3 0,03÷0,3    
Сера 0,01÷0,1 0,03÷0,3 1,9  
Азот <0,01 <0,01    
Водород 4,5    

Начальная плотность глобулы не превышала 1,5 г/м3. Энергия гравитационного сжатия расходовалась на создание химических связей водорода с металлами, а разогрев вещества при его конденсации не превышал критических значений для распада гидридов. Затем согласно гипотезе В.Н. Ларина[20] тепло распада трансурановых элементов в недрах Протоземли обусловило смену эндотермической генерации гидридов на экзотермическую реакцию их разложения в области относительно низких давлений. Объем Земли за счет распада металлогидридов в внешней части ядра стал увеличиваться и этот процесс продолжается по настоящее время[21].

Водород из ядра, проходя через вещество Протоземли, вступал в восстановительные реакции и способствовал перемещению к поверхности различных химических элементов (прежде всего кислорода). В результате этого процесса протопланета расслоилась на ряд геосфер. В центре находится тяжелое и плотное внутреннее ядро из гидридов (в основном кремния и магния)[22]. Его окружает внешнее ядро наводороженных металлов, которые при больших давлениях обладают пластичными свойствами, далее следует нижняя мантия (металлосфера[23]), перекрытая силикатно-окисной оболочкой - литосферой.

Ранее считали, что планеты земной группы возникли при слиянии (аккреции) макроскопических космических тел и первоначально представляли собой силикатно-железо-никелистые агрегаты, которые разогрелись благодаря распаду радиоактивных элементов до такой степени, что металлические частицы расплавились и «стекли» к центру масс, образовав металлические ядра, а более легкий и не подвергавшийся плавлению «силикатный» материал остался на периферии, образовав мантию. В ядре Земли температура, согласно этим представлениям, превышает 4000°С, а давление около 3000 т/см2. При этом роль 98% вещества небулы в формировании планет несущественна, а макроскопические космические тел концентрировались на ее периферии.

Предположение о железо-никелистом ядре были сделаны по принципу аналогии: железо – устойчивый, тяжелый, магнитный и распространенный химический элемент. Однако при давлениях, действующих в центре Земли, плотность железа будет существенно больше плотности земного ядра. Железо-никелистые метеориты, которые отождествляют с веществом ядра Земли, не содержат других элементов в количествах необходимых для компенсации избыточной плотности гипотетического железо-никелистого ядра. В недрах Земли кроме значительных давлений действует еще и высокая температура, а при нагреве свыше 769°С железо утрачивает ферромагнитные свойства (точка Кюри). Данные сейсмического зондирования показали, что скорость прохождения сейсмической волны через ядро и железо близки. Но не все подобное тождественно. Так, например, скорость прохождения сейсмической волны через лунный грунт (реголит) и швейцарский сыр одинаковы…

Планеты, имеющие значимые гравитационные поля, обладают атмосферой. Первоначально атмосферы Венеры, Земли и Марса видимо состояли главным образом из углекислого газа. В отличие от Венеры и Марса физические условия на поверхности Земли позволяют воде существовать в жидкой фазе. На Венере для этого слишком жарко (средняя температура у поверхности 480°С), а на Марсе слишком холодно (средняя температура -55°С). С образованием на Земле водоемов, углекислый газ стал растворяться в воде, образуя углекислотные осадки (в последующем карбонатные породы). Постепенно практически весь углекислый газ был удален из земной атмосферы, и роль ведущего газа в ней перешла к азоту. С появлением фотосинтезирующих растений в земной атмосфере накопилось значительное количество кислорода. Современная атмосфера Земли имеет азотно-кислородный состав, в отличие от углекислых атмосфер Венеры и Марса.

Ближайшей космический сосед Земли, ее спутник - Луна наиболее хорошо изученный объект космоса. Луна исследована десятками автоматических станций. Шесть раз (в 1969-72 гг.) на Луну высаживались астронавты. С поверхности и скважин глубиной до 3 м отобрано и доставлено на Землю 5 т лунных горных пород.

Луна обращается вокруг Земли по эллиптической орбите на среднем расстоянии 384400 км (~60 радиусов Земли). Масса Луны составляет 73,5´1018 т (1,23% массы Земли). Систему Земля—Луна корректно рассматривать как двойную планету с общим центром масс, отстоящим от центра Земли на 4,7 тыс. км.

Притяжение Луны создаёт приливные явления в атмосфере, водной оболочке и литосфере.[24] Приливные волны перемещаются при вращении Земли. Приливы в земной коре имеют амплитуду до 43 см, в открытом океане для воды до 1 м. Многократное изменение состояний горных пород при приливах приводит к необратимому изменению их свойств, одним из проявлений этого является планетарная трещиноватость. Трение, сопровождающее движение приливов, приводит к потере системой Земля—Луна энергии и передаче момента количества движения от Земли к Луне. Вращение Земли замедляется, а Луна удаляется от Земли, при этом центр общих масс соответственно смещается к центру Земли. В результате увеличения радиуса Земли и взаимодействия с Луной продолжительность суток возрастает на 0,57 сек. за столетие. По месячным и годичным кольцам роста у ископаемых кораллов установлено, что период вращения Земли вокруг оси увеличивается (450 млн. лет назад длительность суток составляла 21,9 час, а в году было 400 дней).

Из-за приливного взаимодействия вращение Луны вокруг своей оси синхронизировано с вращением вокруг Земли, и Луна постоянно обращена к Земле одной стороной. На видимом с Земли полушарии Луны выделяются светлые и темные области. В начале XVII в. Г. Галилей установил, что темные области Луны («моря») имеют ровную поверхность, тогда как светлые области («континенты») изобилуют кратерами и горными хребтами.

Полагают, что первоначально вся поверхность Луны представляла собой сплошной «континент». «Континентальная» кора Луны сложена кристаллическими горными породами (анортозитами). Луна на раннем этапе развития подвергалась интенсивной метеоритной бомбардировке, в результате чего оказалась изрыта метеоритными кратерами. На завершающих этапах метеоритной бомбардировки Луна претерпела удары очень крупных тел, в результате которых возникли глубокие разломы, из которых излились базальтовые лавовые покровы. Видимо свою роль сыграло и притяжение Земли. Так образовались сравнительно ровные лунные «моря».

На невидимой стороне Луны нет крупных «морей», поверхность образует «континент». Американские сейсмические станции позволили установить, что поверхностная оболочка (кора) Луны асимметрична: на видимой стороне она имеет мощность около 60 км, а на обратной около 200 км[25]. Энергии метеоритов падающих на обратную сторону не хватало, чтобы пробить лунную кору.

В геологическом плане Луна не мертва. На Луне зафиксированы слабые лунотрясения, эпицентры которых располагаются вдоль линий, очевидно маркирующих крупнейшие разломы. «Сейсмоактивные» зоны на Луне пространственно примерно совпадают с теми районами, где астрономы не раз наблюдали быстротечные истечения газов, которые можно интерпретировать как выходы вулканических газов.

Луна хранит массу загадок. Анортозиты - горные породы, на значительных площадях залегающие непосредственно на поверхности Луны, могли образоваться только при условии кристаллизации под покровом плотной внешней среды. Что представляла собой и куда делась эта внешняя среда неизвестно. Обнажения анортозитов свидетельствуют о существенных вертикальных перемещениях лунной коры, а также о значительной эрозии, либо о процессах пока нам неизвестных. Представления о других космических объектах следует составить самостоятельно.[26]





Дата добавления: 2013-12-12; Просмотров: 59; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ip: 54.161.91.76
Генерация страницы за: 0.011 сек.