Mesiac

Fyzikálne charakteristiky

Zloženie

Pred viac ako 4,5 miliardami rokov pokrýval povrch Mesiaca tekutý oceán magmy. Vedci sa domnievajú, že jeden typ lunárnych kameňov, KREEP (K – draslík, REE – rare earth elements – kovy vzácnych zemín, P – fosfor) predstavuje po chemickej stránke zvyšok tohto magmatického oceánu. KREEP je vlastne zmes toho, čo vedci nazývajú „nekompatibilné prvky“: tie, ktoré sa nemohli zapojiť do kryštalickej štruktúry, zostali mimo nej a vyplávali na povrch magmy. Pre výskumníkov je KREEP vhodným svedkom schopným podať správu o vulkanickej histórii mesačnej kôry a zaznamenať frekvenciu dopadov komét a iných nebeských telies. Mesačná kôra je zložená z množstva rôznych prvkov, vrátane uránu, tória, draslíka, kyslíka, kremíka, horčíka, železa, titánu, vápnika, hliníka a vodíka. Pri bombardovaní kozmickým žiarením vyžaruje každý prvok späť do vesmíru vlastnú radiáciu ako gama lúče. Niektoré prvky ako urán, tórium a draslík sú rádioaktívne a produkujú gama lúče samy od seba. Gama lúče sú však, nezávisle od toho, čo ich spôsobuje, pre každý prvok navzájom rôzne – všetky produkujú jedinečné spektrálne čiary, zistiteľné spektrometrom.Kompletné globálne zmapovanie Mesiaca podľa miery výskytu týchto prvkov sa dosiaľ neuskutočnilo. Niektoré kozmické lode ho však uskutočnili na časti Mesiaca; sonda Galileo sa touto činnosťou zaoberala počas svojho preletu okolo Mesiaca v roku 1992.[2] Predpokladá sa, že celkové zloženie Mesiaca je podobné ako zemské až na nedostatok prchavých prvkov a železa.

Geografia povrchu

Mesiac je pokrytý desiatkami tisíc kráterov s priemerom väčším ako 1 km². Väčšina je stará stovky miliónov alebo miliardy rokov; neprítomnosť atmosféry, počasia a nových geologických procesov zabezpečuje, že väčšina z nich zostane prakticky navždy zachovaná. Krátery vznikli väčšinou v dôsledku dopadu meteoritov, niektoré možno aj sopečnou činnosťou (v kráteri Alphonsus sú zistené výrony oxidu uhličitého). Na južnej pologuli je vidieť najvýraznejší kráter Tycho s rozbiehajúcimi sa svetlými lúčmi (typickými pre mladé krátery), v oblasti morí východnej pologule aj voľnými očami vidíme kráter Kopernik, ktorého priemer je približne 100 km.Najväčší kráter na Mesiaci a naozaj najväčší známy kráter v slnečnej sústave tvorí panvu South Pole-Aitken. Tento kráter sa nachádza na odvrátenej strane blízko južného pólu, má priemer 2 240 km a hĺbku 13 km.

Tmavé a relatívne jednotvárne mesačné planiny sa nazývajú moria (po latinsky mare, v množnom čísle maria), pretože starí astronómovia verili, že ide o moria naplnené vodou. V skutočnosti ide o rozsiahle prastaré čadičové prúdy lávy, ktoré vyplnili panvy veľkých impaktných kráterov. Svetlejšie vrchoviny sa označujú ako pevniny (po latinsky terra, v množnom čísle terrae). Moria sa nachádzajú takmer výlučne na privrátenej strane Mesiaca, na odvrátenej je iba niekoľko rozptýlených fľakov. Vedci sa domnievajú, že asymetria v mesačnej kôre je spôsobená synchronizáciou medzi mesačnou rotáciou a obehom okolo Zeme. Táto synchronizácia vystavuje odvrátenú stranu Mesiaca častejším dopadom asteroidov a meteoritov ako privrátenú stranu, na ktorej neboli moria prekryté krátermi tak rýchlo.Najvrchnejšiu časť mesačnej kôry tvorí nesúdržná kamenná vrstva rozdrvených hornín a prachu nazývaná regolit. Kôra aj regolit nie sú po celom Mesiaci rozložené rovnomerne. Hrúbka kôry kolíše od 60 km na privrátenej strane do 100 km na odvrátenej strane. Hrúbka regolitu sa pohybuje od 3 do 5 m v moriach a od 10 do 20 m vo vrchovinách.V roku 2004 zistil tím vedený Dr. Benem Busseym z Univerzity Johna Hopkinsa na základe obrázkov získaných sondou Clementine, že štyri hornaté oblasti lemujúce 73 km široký kráter Peary na mesačnom severnom póle sa zdajú byť osvetlené po celý mesačný deň. Tieto nemenované „hory večného svetla“ môžu existovať vďaka extrémne malej výchylke mesačnej osi, ktorá na druhej strane umožňuje tiež existenciu večného tieňa na dne mnohých polárnych kráterov. Na menej hornatom južnom póle oblasti večného svetla nenájdeme, aj keď okraj krátera Shackleton je osvetlený až 80 % mesačného dňa. Obrázky z Clementine boli získané, keď severná mesačná pologuľa zažívala letné obdobie a nie je známe, či sa tieto hory v zimnom období predsa len neschovali do tieňa.

Prítomnosť vody

V priebehu času Mesiac vytrvalo bombardujú kométy a meteority. Veľa z týchto objektov je bohatých na vodu. Slnečná energia ju následne rozštiepi na jej základné prvky vodík a kyslík, ktoré okamžite unikajú do vesmíru. Napriek tomu existuje hypotéza, že na Mesiaci sa môžu vyskytovať významné zvyšky vody buď na povrchu alebo uväznené v kôre. Výsledky misie Clementine naznačujú, že malé zmrznuté kapsule ľadu (zvyšky po dopade na vodu bohatých komét) môžu byť nerozmrazené uchované vnútri mesačnej kôry. Napriek tomu, že sa o kapsulách uvažuje ako o malých, celkové predpokladané množstvo vody je dosť významné – 1 km³. Iné vodné molekuly mohli poletovať pri povrchu a byť zachytené vnútri kráterov na mesačných póloch. Vďaka veľmi miernej výchylke mesačnej osi, iba 1,5°, do niektorých z týchto hlbokých kráterov nikdy neprenikne svetlo Slnka – je v nich večný tieň. Clementine zmapovala ([3]) krátery na mesačnom južnom póle ([4]), ktoré sú zatienené týmto spôsobom. Ak je na Mesiaci vôbec voda, tak by podľa vedcov mala byť práve v týchto kráteroch. Pokiaľ tam je, ľad by sa mohol ťažiť a rozštiepiť na vodík a kyslík v elektrárňach založených na solárnych paneloch alebo nukleárnom reaktore. Prítomnosť použiteľného množstva vody na Mesiaci je dôležitým faktorom pre osídlenie Mesiaca, pretože nákladnosť prepravy vody (alebo vodíka a kyslíka) zo Zeme by podobný projekt prakticky znemožnila.

Kamene z mesačného rovníka zozbierané astronautmi z Apolla neobsahovali žiadne známky vody. Sonda Lunar Prospector ani skoršie mapovanie Mesiaca, organizované napríklad Smithsonovým ústavom, nepriniesli žiadny priamy dôkaz mesačnej vody, ľadu alebo vodných pár. Pozorovania sondy Lunar Prospector však napriek tomu naznačujú prítomnosť vodíka v oblastiach večného tieňa, ktorý by sa mohol nachádzať vo forme vodného ľadu.