Внутрішня структура Місяця

Місяць є диференційованим тілом з середньою щільністю 3346,4 кг/м ³, яке складається з геохімічно відмінних кори, мантії та планетарного ядра. Вважається, що ця структура виникла в результаті ^[en] матеріалу магматичного океану незабаром після його утворення приблизно 4,5 мільярда років тому. Енергія, необхідна для розплавлення зовнішньої частини Місяця, зазвичай пов’язується з гігантським зіткненням, яке, як вважають, сформувало систему Земля-Місяць, і подальшою акрецією матеріалу на орбіті Землі. Кристалізація цього магматичного океану призвела б до виникнення мафічної мантії та багатої на плагіоклаз кори.

Внутрішня структура Місяця

Олівіновий базальт, зібраний Аполлоном-15.

Тепловий стан Місяця у віці 100 млн. років.

Геохімічне картування з орбіти показує, що кора Місяця в основному анортозитна за складом, що узгоджується з гіпотезою магматичного океану. З точки зору елементів, місячна кора складається в основному з кисню, кремнію, магнію, заліза, кальцію та алюмінію, але важливі другорядні та мікроелементи, такі як титан, уран, торій, калій, сірка, марганець, хром і також присутній водень. На основі геофізичних методів кора оцінюється в середньому приблизно в 50 км завтовшки.

Часткове плавлення всередині мантії Місяця призвело до виверження морських базальтів на поверхню Місяця. Аналіз цих базальтів показує, що мантія складається переважно з мінералів олівіну, ортопироксену та клінопіроксену, і що мантія Місяця більш багата залізом, ніж мантія Землі. Деякі місячні базальти містять велику кількість титану (присутнього в мінералі ільменіт), що свідчить про те, що мантія дуже неоднорідна за складом. Встановлено, що на глибині близько 1000 км під поверхнею в мантії Місяця відбуваються місяцетруси. Вони відбуваються з місячною періодичністю та пов’язані з прилипвними навантаженнями, спричиненими ексцентричною орбітою Місяця навколо Землі. Також були виявлені кілька неглибоких місяцетрусів з гіпоцентрами, розташованими близько 100 км під поверхнею, але вони трапляються рідше і, здається, не пов’язані з місячними припливами.

Ядро

Схематичне зображення внутрішньої будови Місяця

Кілька доказів свідчать про те, що місячне ядро невелике, має радіус приблизно 350 км або менше. Розмір місячного ядра становить лише близько 20% від розміру самого Місяця, на відміну від приблизно 50%, як у більшості інших земних тіл. Склад місячного ядра не дуже обмежений, але в основному вважається, що воно складається з металевого сплаву заліза з невеликою кількістю сірки та нікелю. Аналіз змін у часі обертань Місяця показує, що ядро принаймні частково розплавлене. У рамках ударного сценарію формування формування ядра Місяця могло відбутися протягом перших 100–1000 років від початку його акреції з його супутників.

У 2010 році повторний аналіз старих сейсмічних даних Аполлона про глибинні місяцетруси з використанням сучасних методів обробки підтвердив, що Місяць має багате залізом ядро з радіусом 330 ± 20 км. Той же повторний аналіз встановив, що тверде внутрішнє ядро з чистого заліза має радіус 240 ± 10 км. Ядро оточене частково (10-30%) розплавленим шаром нижньої мантії радіусом 480 ± 20 км (товщина ~150 км). Ці результати означають, що 40% ядра за об’ємом затверділо. Щільність рідкого зовнішнього ядра становить близько 5 г/см³ і може містити до 6% сірки за вагою. Температура в ядрі, ймовірно, близько 1600–1700 К (1330–1430 °C).

 

Місяць - Океан Бур

Стародавні рифтові долини – прямокутна структура (видиме зображення – рельєф – градієнти гравітації GRAIL) (1 жовтня 2014 р.)

Стародавні рифтові долини – контекст.

Стародавні рифтові долини – крупний план (концепція художника).

У 2019 році повторний аналіз майже 50-річних даних, зібраних під час експерименту Lunar Laser Ranging з даними місячного гравітаційного поля від місії GRAIL, показує, що для розслабленого місячного рідинного ядра з негідростатичними літосферами ^[en] ядра визначається як (2.2±0.6)×10⁻⁴ радіуса межі ядра та мантії 381±12 км.

Див. також

• ^[en]
• Будова Землі

Примітки

1. Maurice, M.; Tosi, N.; Schwinger, S.; Breuer, D.; Kleine, T. (1 July 2020). A long-lived magma ocean on a young Moon. Science Advances (англ.). 6 (28): eaba8949. Bibcode:2020SciA....6.8949M. doi:10.1126/sciadv.aba8949. ISSN 2375-2548. PMC 7351470. PMID 32695879. Text and images are available under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
2. P. Lucey and 12 coauthors, P. (2006). Understanding the lunar surface and space-Moon interactions. Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 60 (1): 83—219. Bibcode:2006RvMG...60...83L. doi:10.2138/rmg.2006.60.2.
3. What Chandrayaan 3 has found on moon so far: Oxygen, sulphur, iron, silicon. Hindustan Times (англ.). 30 серпня 2023. Процитовано 15 листопада 2023.
4. Mark Wieczorek and 15 coauthors, M. A. (2006). (PDF). Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 60 (1): 221—364. Bibcode:2006RvMG...60..221W. doi:10.2138/rmg.2006.60.3. Архів оригіналу (PDF) за 21 грудня 2014.
5. J. G. Williams; S. G. Turyshev; D. H. Boggs; J. T. Ratcliff (2006). Lunar laser ranging science: Gravitational physics and lunar interior and geodesy. Advances in Space Research. 37 (1): 67—71. arXiv:gr-qc/0412049. Bibcode:2006AdSpR..37...67W. doi:10.1016/j.asr.2005.05.013.
6. S. Sahijpal; V. Goyal (2018). Thermal evolution of the early Moon. Meteoritics and Planetary Science Journal. 53 (10): 2193—2211. arXiv:2001.07123. Bibcode:2018M&PS...53.2193S. doi:10.1111/maps.13119.
7. Viswanathan, V.; Rambaux, N.; Fienga, A.; Laskar, J.; Gastineau, M. (9 July 2019). Observational Constraint on the Radius and Oblateness of the Lunar Core-Mantle Boundary. . 46 (13): 7295—7303. arXiv:1903.07205. Bibcode:2019GeoRL..46.7295V. doi:10.1029/2019GL082677.

Помилка цитування: Тег <ref> з назвою "Weber2010", визначений у <references>, не використовується в попередньому тексті.

Посилання

• Статті про Місяць у журналі Planetary Science Research Discoveries, зокрема статті про внутрішню структуру Місяця