ХІМІЯ МІСЯЦЯ І ЛУН

Я просто у нестямі від подиву, так як вже встиг переконатися, що Місяць є тіло, подібне Землі.

ГАЛІЛЕО ГАЛІЛЕЙ (1610)

Початок нового етапу у вивченні Місяця датується другим січня 1959 року. В цей день до Місяця кинулася перша радянська ракета. Почалося вивчення Місяця засобами космонавтики. Згадаймо головні події, що передували народженню селенохіміі.

У лютому 1966 радянська автоматична станція «Луна-9» вперше в історії зробила м'яку посадку на місячну поверхню. Зображення, передані станцією на Землю, показали, що поверхня Місяця складається з дрібних частинок твердої речовини і що на цій порівняно щільної поверхні розсіяні камені до 10-20 см в діаметрі.

Хімічний аналіз місячного грунту справила березні 1966 радянська станція «Луна-10». За допомогою бортового гамма-спектрометра станція виміряла гамма-випромінювання місячних порід і встановила, що місячні моря складені з базальтів. Станція «Луна-12» з орбіти штучного супутника Місяця виявила рентгенівське випромінювання магнію і алюмінію, що входять до складу місячного грунту.

Досить повний хімічний аналіз місячних порід (по розсіюванню а-часток) провели американські станції типу «Сервейор». Ось які були отримані результати (в%):

Повний хімічний аналіз місячних порід - Грунт місячних морів Місячний материковий грунт SiO2 49,1 46,1 MgO 6,6 7,0 FeO 12,1 2,5 Al2O3 14,7 22,3 CaO 12,9 18,3 Na2O 0, 6 0,7 TiO2 3,5 0,1

З цих даних видно, що материковий грунт містить менше заліза і більше алюмінію, ніж морський.

Роки 1969 і 1970 відзначені в історії людства двома найважливішими подіями - першою висадкою людей на Луку ( «Аполлон-11» 20 червня 1969 г.) і першої доставкою з Місяця на Землю проб місячного грунту, взятого космічним автоматом ( «Луна-16» , 20 вересня 1970 р.) Ці великі звершення поклали початок безпосереднього вивчення сусіднього небесного тіла.

У наступні роки з Місяця на Землю людьми і автоматами було доставлено місячне речовина з восьми районів. П'ять з них припадають на місячні моря, три - на материки. Слід зауважити, що в лютому 1972 р автоматична станція «Луна-20» успішно взяла проби в важкодоступному для космонавтів гірському районі Місяця. Чималу роль у вивченні місячного світу і складу місячного грунту зіграли радянські «місяцеходи» (1970, 1973 рр.).

Чим же збагатило науку вивчення зразків місячної речовини, доставленого в земні лабораторії? Перш за все зазначимо, що місячний грунт (інакше званий реголітом) - матеріал пухкий, перероблений при падінні на Місяць і вибухи безлічі дрібних і великих метеоритів. Товщина реголіту в різних районах неоднакова і в цілому складає від 3 до 6 метрів. Материковий грунт світліше, грунт морських територій темніше, що пояснюється відмінністю порід, його складових. Всюди на поверхні Місяця зустрічаються камені і брили, іноді велетенських розмірів (до 2 км в поперечнику). Ця особливість місячного рельєфу свідчить про процеси дроблення місячної поверхні, які супроводжують всю історію Місяця. Частина місячних каменів - це вулканічні бомби, що складаються з вивержених порід. Вони представлені двома типами: базальтами на морських западинах і анортозитами на материках.

Місячні базальти - вулканічні кристалічні освіти з середньою щільністю 3,19 г / см3. Вони мають складний мінералогічний склад (польовий шпат, олівін, піроксени і інші мінерали). При ударах метеоритів об місячну поверхню розвиваються досить високі температури, за рахунок чого утворюються шматки кольорового скла, знайдених в місячному речовині.

Анортозити складаються головним чином з мінералу анортиту, що має більш світле забарвлення, ніж базальти. У анортозитах також зустрічаються сліди метеоритного бомбардування у вигляді домішки всіляких стекол.

Слід зазначити, що місячні проби містять багато мінералів, збагачених такими тугоплавкими елементами, як хром, титан і цирконій. Деякі з мінералів привнесені в місячний грунт метеоритами. Для наочності наведено мінералогічний склад і щільність (в г / см3) найбільш типових місячних порід, доставлених з трьох морських територій (по А. Л. Туркевич, 1971):

мінералогічний склад і щільність найбільш типових місячних порід, доставлених з трьох морських територій (по А. Л. Туркевич, 1971) - "Луна-16" "Апполон-11" "Апполон-12" Піроксени 42,3 63,1 43,6 енстатіт MgSiO3 13,2 12,9 6,3 волластонит CaSiO3 15,5 30,6 20,3 ферросіліт FeSiO3 13,6 19,6 15,0 Польові шпати 28,4 22,2 24,6 альбавіт NaAlSi3O8 2,9 2 , 2 2,3 анортит CaAl2Si2O8 25,5 20,0 22,6 Оливин 21,8 - 24,8 форстерит Mg2SiO4 11,6 - 15,4 фаяліт Fe2SiO4 10,2 - 9,4 Ільменіт FeTiO3 7,6 14,7 6,8

Цікаво, що в місячному речовині вдалося виявити такі мінерали, які не зустрічаються на Землі, ні в метеоритах. До них відноситься армолколіт (Fe, Mg) Ti2O5, названий так на честь Нейла Армстронга, першу людину, яка ступила на Місяць; транквіллітіт Fe3 (Zr, Y) 2Ti3Si3О24 і інші екзотичні мінерали.

Хімічний склад морських і материкових проб, як уже зазначалося, різний. У перших більше заліза, хрому, титану, кальцію, марганцю, але менше алюмінію. У порівнянні з метеоритами місячний грунт значно збагачений такими, наприклад, елементами, як стронцій, цирконій, кадмій, вуглець (графіт), тантал, уран, і збіднений такими легколетучим елементами, як мідь, цинк, нікель, кобальт. Мабуть, це вказує на те, що первинна еволюція місячного світу відбувалася при високих температурах. Судячи з найбільш стародавнім місячним пробам, вік Місяця як космічного тіла близький до 4,5 млрд. Років.

Хоча вода в місячному грунті практично не знайдена, з'ясувалося, що місячне речовина містить біогенні елементи, які, в принципі, могли б служити хімічної основою для формування в умовах космосу більше складних органічних сполук. До таких органогенних елементів відносяться перш за все вуглець, водень і азот. Їх зміст в пробах незначно (соті частки відсотка). Проте за допомогою високоточних методів хімічного аналізу в місячному речовині виявлено (правда, в дуже малій кількості) амінокислоти і інші важливі для життя хімічні сполуки.

Так як вміст вуглецю в місячних зразках виявилося вельми низьким, навряд чи на Місяці коли-небудь існували які-небудь форми життя. Примітно, однак, що місячний грунт несподівано виявився родючим грунтом для земних рослин. На місячному речовині висівалося боби, томати, пшениця, сосна та інші земні рослини. Всі вони не тільки вижили, але в ряді випадків росли навіть краще, ніж контрольні зразки на звичайній земному ґрунті. Чи означає це, що на Місяці все ж можуть існувати якісь форми рослинності?

Почекаємо з остаточною відповіддю. Адже місячні проби взяті поки тільки з восьми точок Місяця. Серед них немає жодної, де спостерігалися б загадкові зміни кольору поверхні, як, скажімо, на дні кратера Платон. Може бути, нові проби спростують загальноприйняті нині уявлення про повну безживності Місяця?

Потужна кора - характерна особливість Місяця. Не виключено, що в деяких районах товщина кори перевищує 100 км. За уточненою моделі Місяця, що приводиться В. Н. Жариковим (), місячна мантія ділиться на верхню, середню і нижню. Перша, безпосередньо подстилающая кору, має товщину 250 км і, мабуть, полягає в основному з двох мінералів - олівіну і піроксену. Середня мантія (глибиною від 300 до 800 км), ймовірно, складається з речовин, близьких до речовини Місяця в первинні епохи її існування. Кора, верхня і середня мантії становлять тверду літосферу Місяця. Нижче, з глибини близько 1000 км, починається нижня мантія, звана інакше астеносферой. Тут при температурах близько 1500 ° С місячне речовина частково знаходиться в розплавленому стані. Нарешті, в центрі Місяця є розплавлене або напіврозплавленому невелике ядро ​​з радіусом в декілька сотень кілометрів. Судячи з багатьма даними, воно складається з розчину Fe - FeS.

Безсумнівно, що ця схема будови місячних надр надалі в міру вивчення Місяця буде уточнюватися. Однак загальні риси внутрішньої будови місячного світу в ній все ж схоплені.