Wulkanizm na Księżycu
Wulkanizm na Księżycu jest reprezentowany przez obecność wulkanów , osadów piroklastycznych i rozległych równin lawy na powierzchni Księżyca. Wulkany mają zazwyczaj postać małych kopuł i stożków, które tworzą duże kompleksy wulkaniczne i pojedyncze budowle. Kaldery , wielkoskalowe formacje zawalenia się, zwykle powstające późno w epizodzie erupcji wulkanu, są wyjątkowo rzadkie na Księżycu . Księżycowe osady piroklastyczne są wynikiem fontanny lawy z lotnych magm bazaltowych szybko wznosi się z głębokich źródeł płaszcza i wybucha jako strumień magmy, tworząc maleńkie szklane koraliki. Uważa się jednak, że na Księżycu istnieją również osady piroklastyczne utworzone w wyniku mniej powszechnych erupcji wybuchowych innych niż bazalt . Księżycowe równiny lawy pokrywają duże połacie powierzchni Księżyca i składają się głównie z obszernych potoków bazaltowych. Zawierają szereg cech wulkanicznych związanych z chłodzeniem lawy, w tym tunele lawowe , strumienie i grzbiety zmarszczek .
Księżyc był aktywny wulkanicznie przez większą część swojej historii, a pierwsze erupcje wulkanów miały miejsce około 4,2 miliarda lat temu. Wulkanizm był najbardziej intensywny między 3,8 a 3 miliardami lat temu, kiedy to powstała większość księżycowych równin lawowych. Pierwotnie uważano, że ta aktywność wygasła około 1 miliarda lat temu, ale nowsze dowody sugerują, że wulkanizm na mniejszą skalę mógł mieć miejsce w ciągu ostatnich 50 milionów lat. Obecnie na Księżycu nie ma aktywnych wulkanów, chociaż znaczna ilość magmy może utrzymywać się pod powierzchnią Księżyca.
Wczesne wrażenia
W 1610 roku włoski astronom Galileo Galilei błędnie zinterpretował księżycowe równiny lawy jako morza, obserwując Księżyc przez pierwszy na świecie teleskop. Dlatego Galileusz nazwał je maria od łacińskiego słowa oznaczającego „morza”. Wgłębienia w kształcie misek rozmieszczone w księżycowym krajobrazie zostały po raz pierwszy zasugerowane jako wulkany w 1665 roku przez brytyjskiego chemika Roberta Hooke'a . Ich wulkaniczne pochodzenie zostało wzmocnione przez podobieństwo do na Polach Flegrejskich we Włoszech , chociaż były znacznie większe. francuski astronom Pierre Puiseux zasugerował, że kratery na Księżycu były zapadniętymi kopułami wulkanicznymi, które wypuściły wszystkie swoje gazy. Pierre-Simon Laplace , inny francuski astronom, zaproponował w XVIII wieku, że meteoryty były wulkanicznymi pociskami wyrzucanymi z księżycowych kraterów podczas dużych erupcji. Brytyjski astronom William Herschel w jednej ze swoich wczesnych prac twierdził, że pod koniec XVIII wieku widział trzy wulkany na Księżycu, które później okazały się poświatą ziemi .
Pochodzenie księżycowych kraterów pozostawało kontrowersyjne przez całą pierwszą połowę XX wieku, a zwolennicy wulkanów argumentowali, że jasne promienie wychodzące z niektórych kraterów były smugami popiołu wulkanicznego, podobnymi do tych znalezionych na górze Aso w Japonii. Astronomowie donieśli również o błyskach światła i czerwonych chmur nad Alphonsus i Aristarchus . Dowody zebrane podczas programu Apollo (1961–1972) oraz z bezzałogowych statków kosmicznych z tego samego okresu jednoznacznie dowiodły, że uderzenie meteorytu lub uderzenie asteroidy w przypadku większych kraterów, był źródłem prawie wszystkich kraterów księżycowych, a co za tym idzie, większości kraterów na innych ciałach.
Cechy
Po powstawaniu kraterów uderzeniowych , wulkanizm jest najbardziej dominującym procesem, który zmodyfikował skorupę księżycową . Wiele z tych modyfikacji zostało zachowanych z powodu braku tektoniki płyt na Księżycu, tak że powierzchnia Księżyca zmieniła się nieznacznie w całej geologicznej historii Księżyca. Wulkanizm księżycowy ograniczał się głównie do bliższej strony Księżyca, gdzie dominują równiny lawy bazaltowej. W przeciwieństwie do tego pozytywne cechy topograficzne, takie jak kopuły, stożki i tarcze, stanowią tylko niewielki ułamek księżycowego zapisu wulkanicznego. Wulkany i równiny lawy zostały znalezione po obu stronach Księżyca.
Równiny lawy
.png)
Księżycowe maria to duże równiny bazaltowe, które pokrywają ponad 15% powierzchni Księżyca. Są to najbardziej oczywiste cechy wulkaniczne na Księżycu, widoczne gołym okiem jako ciemne elementy topograficzne. Wiele z nich ma tendencję do pokrywania dna dużych basenów uderzeniowych i dlatego mają zwykle okrągłe zarysie, a niektóre mniejsze maria wypełniają dna kraterów uderzeniowych. Największe maria księżycowe mają rozmiary od ponad 200 km (120 mil) do około 1400 km (870 mil) i przewyższają je jedynie większy Oceanus Procellarum , który ma średnicę około 2590 km (1610 mil). Zwykle mają grubość od około 500 do 1500 m (1600 do 4900 stóp), a pojedyncze strumienie lawy mają grubość od 10 do 20 m (33 do 66 stóp). Sugeruje to, że każda klacz jest produktem kilku nakładających się zdarzeń erupcyjnych.
Wiek bazaltów klaczy został określony zarówno przez bezpośrednie datowanie radiometryczne , jak i technikę liczenia kraterów . Wiek radiometryczny waha się od około 3,16 do 4,2 miliarda lat, podczas gdy najmłodszy wiek określony na podstawie liczenia kraterów to około 1,2 miliarda lat. Niemniej jednak wydaje się, że większość bazaltów klaczy wybuchła między około 3 a 3,5 miliarda lat temu. Kilka erupcji bazaltu, które miały miejsce po drugiej stronie Księżyca są stare, podczas gdy najmłodsze przepływy znajdują się w Oceanus Procellarum po bliższej stronie. Podczas gdy wiele bazaltów albo wybuchło w nisko położonych basenach uderzeniowych, albo wpłynęło do nich, największy obszar jednostek wulkanicznych, Oceanus Procellarum, nie odpowiada żadnemu znanemu basenowi uderzeniowemu.
Powód, dla którego bazalty klaczy znajdują się głównie na bliższej półkuli Księżyca, jest nadal dyskutowany przez społeczność naukową. Na podstawie danych uzyskanych z Lunar Prospector wydaje się, że duża część zapasów pierwiastków wytwarzających ciepło na Księżycu (w postaci KREEP ) znajduje się w regionach Oceanus Procellarum i basenu Imbrium, unikalnej prowincji geochemicznej, obecnie określanej jako jako Procellarum KREEP Terrane . Chociaż poprawa produkcji ciepła w Procellarum KREEP Terrane jest z pewnością związana z długowiecznością i intensywnością występującego tam wulkanizmu, mechanizm, dzięki któremu KREEP został skoncentrowany w tym regionie, nie jest uzgodniony.
Przykłady
| Nazwa łacińska | Angielskie imie | łac. | Długi. | Średnica |
|---|---|---|---|---|
| Klacz australijska | Morze Południowe | 47,77° S | 91,99° E | 996,84 km (619,41 mil) |
| Mare Cognitum | Morze, które stało się znane | 10,53° S | 22,31° W | 350,01 km (217,49 mil) |
| Mare Crisium | Morze Kryzysów | 16,18° N | 59,1°E | 555,92 km (345,43 mil) |
| Klacz Płodna | Morze Płodności | 7,83° S | 53,67° E | 840,35 km (522,17 mil) |
| Mare Frigoris | Morze Zimna | 57,59° N | 0,01° E | 1446,41 km (898,76 mil) |
| Klacz Humboldtianum | Morze Aleksandra von Humboldta | 56,92° N | 81,54° E | 230,78 km (143,40 mil) |
| Mare Humorum | Morze wilgoci | 24,48° S | 38,57° W | 419,67 km (260,77 mil) |
| Mare Imbrium | Morze Deszczów | 34,72° N | 14,91° W | 1145,53 km (711,80 mil) |
| Mare Ingenii | Morze sprytu | 33,25° S | 164,83° E | 282,2 km (175,4 mil) |
| Mare Marginis | Morze Krawędzi | 12,7° N | 86,52° E | 357,63 km (222,22 mil) |
| Mare Moscoviense | Morze Moskiewskie | 27,28° N | 148,12° E | 275,57 km (171,23 mil) |
| Klacz Nectaris | Morze Nektaru | 15,19° S | 34,6° E | 339,39 km (210,89 mil) |
| Klacz Nubium | Morze chmur | 20,59° S | 17,29° W | 714,5 km (444,0 mil) |
| Klacz Orientalna | Morze Wschodnie | 19,87° S | 94,67° W | 294,16 km (182,78 mil) |
| Klacz Serenitatis | Morze Spokoju | 27,29° N | 18,36° E | 674,28 km (418,98 mil) |
| Klacz Smythii | Morze Smytha | 1,71° N | 87,05° E | 373,97 km (232,37 mil) |
| Mare Tranquillitatis | Morze Spokoju | 8,35° N | 30,83° E | 875,75 km (544,17 mil) |
| Mare Vaporum | Morze oparów | 13,2° N | 4,09° E | 242,46 km (150,66 mil) |
Wulkany
Na Księżycu znajduje się wiele kopuł i stożków, ale takie struktury prawdopodobnie uformowały się inaczej niż na Ziemi. Ponieważ grawitacja na Księżycu jest tylko jedną szóstą grawitacji na Ziemi, księżycowy wulkanizm jest w stanie wyrzucać wyrzuty znacznie dalej, pozostawiając niewiele do spiętrzenia w pobliżu otworu wentylacyjnego. Zamiast stożka wulkanicznego , takie erupcje księżycowe powinny tworzyć szeroką, cienką warstwę wokół otworu wentylacyjnego. Na Ziemi kopuły lawy tworzą się z bardzo lepkiej masy , pastowate lawy. Lawy bazaltowe są bardziej płynne i mają tendencję do tworzenia szerokich, płaskich strumieni lawy. Na Księżycu większość kopuł i stożków wydaje się być zrobiona z bazaltów. W rezultacie jest mało prawdopodobne, aby powstały jak ziemskie kopuły z grubych, niebazaltowych law. Zamiast tego księżycowe kopuły i stożki mogą oznaczać miejsca, w których wybuchające bazalty były ledwie stopione.
.png)
Kopuły księżycowe rzadko występują w izolacji. Zamiast tego częściej tworzą się w grupach na księżycowych równinach lawy. Wybitnym przykładem są Wzgórza Mariusza , jeden z największych kompleksów wulkanicznych na Księżycu. Składają się z kilku stożków i kopuł, które zajmują szczyt szerokiego wypiętrzenia topograficznego, które może być księżycowym odpowiednikiem wulkanu tarczowego . Kompleks wznosi się od 100 do 200 m (330 do 660 stóp) od otaczających równin i tworzy płaskowyż lawy o powierzchni 35 000 km 2 (14 000 2). W sumie zidentyfikowano 59 stożków i 262 kopuł o średnicy od 2 do 25 km (1,2 do 15,5 mil).
Mons Rümker to mniejszy kompleks podobny wyglądem do Marius Hills. Obejmuje płaskowyż o powierzchni około 2000 km2 2 ) i wznosi się od 200 do 1300 m (660 do 4270 stóp) nad otaczającą go powierzchnią. W Mons Rümker zidentyfikowano trzy główne jednostki bazaltu w wieku od 3,51 do 3,71 miliarda lat, chociaż najmłodszymi cechami wulkanicznymi mogą być strome kopuły na powierzchni płaskowyżu, ponieważ wykazują one oznaki aktywności aż do Eratostenianu . Ponad 20 kopuł pokrywa płaskowyż i jest najbardziej widocznymi wulkanicznymi formami terenu Mons Rümker.
Kopuły Gruithuisen w północno-zachodniej części Mare Imbrium składają się z dwóch wulkanicznych budowli: Mons Gruithuisen Gamma na północy i Mons Gruithuisen Delta na południu. Znajdują się one na krawędzi krateru uderzeniowego i różnią się kolorem od otaczających skał. Kopuły mogą oznaczać rzadki przypadek niebazaltowego wulkanizmu na Księżycu. Mons Hansteen , mniej więcej trójkątna kopuła na południowym skraju Oceanus Procellerum, jest kolejnym przykładem rzadkiego niebazaltowego wulkanu księżycowego. Składa się z materiału o wysokiej zawartości krzemionki, który wybuchł około 3,5 do 3,7 miliarda lat temu z otworów wentylacyjnych wzdłuż pęknięć o kierunku północno-wschodnim, północno-zachodnim i południowo-zachodnim.
Compton – Belkovich (CBVC) to obiekt o szerokości 25 km (16 mil) i długości 35 km (22 mil), który nie jest klaczą, po drugiej stronie Księżyca. Różni się od innych księżycowych cech wulkanicznych ze względu na rozwiniętą litologię , regionalne ustawienie tektoniczne, położenie w pobliżu bieguna północnego , z dala od Procellarum KREEP Terrane i niedawny związek z wodą endogeniczną. W środku CBVC leży zagłębienie o nieregularnym kształcie, ograniczone skarpami uskokowymi uważa się, że jest to kaldera. Tuż na zachód znajduje się obiekt o szerokości około 10 km (6,2 mil) i długości 18 km (11 mil), zwany West Dome. Wulkaniczny stożek, zwany East Dome, leży w pobliżu wschodniego brzegu kaldery. Ma mniej więcej tendencję północ-południe, mierząc 12 km (7,5 mil) długości i 7 km (4,3 mil) szerokości. Na północ od kaldery znajduje się obiekt zwany Little Dome o średnicy 500 m (1600 stóp). Dalej na północ znajduje się wydłużona kopuła, zorientowana z północy na południe, zwana środkową kopułą. Ma 2,5 km (1,6 mil) długości i 0,6 km (0,37 mil) szerokości. Zarówno Little Dome, jak i Middle Dome mają na szczycie głazy, które mogą być blokami wulkanicznymi . Big Dome, znana również jako North Dome, znajduje się dalej na północ na skraju CBVC. Ma średnicę 2,5 km (1,6 mil) z zagłębieniem na szczycie. Rozkład częstotliwości wielkości małych kraterów dał niejednoznaczne wyniki dotyczące czasu wulkanizmu CBVC, w wieku od mniej niż 1 miliarda lat do ponad 3 miliardów lat.
Rurki lawowe
Chociaż od dawna wiadomo, że tunele lawy istnieją na Ziemi, dopiero stosunkowo niedawno potwierdzono, że istnieją one również na Księżycu. Ich istnienie czasami ujawnia obecność „świetlika”, miejsca, w którym zawalił się dach tuby, pozostawiając okrągły otwór, który mogą obserwować orbity księżycowe . Obszar, na którym znajduje się rura lawy, to region Marius Hills. Kaguya mógł odkryć otwór do tunelu lawy w tym obszarze . Świetlik został sfotografowany bardziej szczegółowo w 2011 roku przez Lunar Reconnaissance Orbiter NASA. , pokazując zarówno dół o szerokości 65 metrów, jak i dno dołu około 36 m (118 stóp) poniżej. W Mare Serenitatis mogą znajdować się również tunele lawowe .
Księżycowe rury lawowe mogą potencjalnie służyć jako obudowy dla ludzkich siedlisk. Mogą istnieć tunele o średnicy większej niż 300 m (980 stóp), leżące poniżej 40 m (130 stóp) lub więcej bazaltu, ze stabilną temperaturą -20 ° C (-4 ° F). Te naturalne tunele zapewniają ochronę przed promieniowaniem kosmicznym , promieniowaniem słonecznym, meteorytami, mikrometeorytami i wyrzutami z uderzeń. Są odizolowane od ekstremalnych wahań temperatury na powierzchni Księżyca i mogą zapewnić stabilne środowisko dla mieszkańców .
Osady piroklastyczne
W pobliżu krawędzi księżycowej klaczy znajdują się ciemne warstwy materiału pokrywające wiele tysięcy kilometrów kwadratowych. Zawierają wiele małych kulek z pomarańczowego i czarnego szkła, które prawdopodobnie powstały z małych kropel lawy, które bardzo szybko ostygły. Uważa się, że takie kropelki są wyrzucane z erupcji fontann lawy, które były większe niż te na Ziemi. Największe znane złoża występują w Taurus-Littrow , Sinus Aestuum , Sulpicius Gallus , Rima Bode, Mare Vaporum, Mare Humorum i na płaskowyżu Aristarchus w centralnej, bliższej stronie Księżyca.
Wiele mniejszych osadów piroklastycznych ma zaledwie kilka kilometrów średnicy i prawie zawsze znajduje się w pobliżu klaczy lub w dnach dużych kraterów uderzeniowych, chociaż kilka z nich leży również wzdłuż wyraźnych linii uskoków . Prawdopodobnie powstały w wyniku małych eksplozji wulkanicznych, ponieważ większość z nich zawiera mały, wydłużony lub nieregularny centralny dół lub krater. Przykłady zachowały się wzdłuż krawędzi dna krateru Alphonsus, krateru uderzeniowego na wschodnim skraju Mare Nubium.
Rozciągający się około 7 km (4,3 mil) na wschód-południowy wschód od CBVC to silnie odblaskowy obszar, który może być piroklastycznym osadem przepływowym. Jego współczynnik odbicia jest silniejszy w zakresie od 7,1 do 7 μm (0,00028 do 0,00028 cala), co wskazuje, że głównym składnikiem jest kwarc lub skaleń alkaliczny . Wybuchowe szczątki pojawiają się również rozrzucone na wschodzie na około 300 km (190 mil), obejmując obszar 70 000 km 2 (27 000 mil kwadratowych). Duży zasięg tego osadu piroklastycznego wynika z niskiej grawitacji Księżyca, tak że gigantyczna erupcja wybuchowa z CBVC była w stanie rozrzucić szczątki na obszarze znacznie większym niż byłoby to możliwe na Ziemi.
Rilles
Są to długie, wąskie zagłębienia na powierzchni Księżyca, które przypominają kanały . Ich dokładne powstanie pozostaje do ustalenia, ale prawdopodobnie powstały w wyniku różnych procesów. Na przykład kręte strumienie wiją się po zakrzywionej ścieżce jak dojrzała rzeka i uważa się, że reprezentują kanały lawy lub pozostałości zapadniętych rur lawowych. Zwykle rozciągają się od małych struktur dołów, które, jak się uważa, były kominami wulkanicznymi. Dolina Schrotera między Mare Imbrium a Oceanus Procellarum jest największym krętym strumieniem. Innym wybitnym przykładem jest Rima Hadley , który powstał prawie 3,3 miliarda lat temu.
Łukowate strumienie mają gładką krzywiznę i znajdują się na krawędziach ciemnej marii księżycowej. Uważa się, że powstały, gdy lawa, która stworzyła klacz, ochłodziła się, skurczyła i zatonęła. Można je znaleźć na całym Księżycu; wybitne przykłady można zobaczyć w pobliżu południowo-zachodniej granicy Mare Tranquillitatis i na zachodnio-południowo-wschodniej granicy Mare Humorum.
Wpływy
Analiza próbek księżycowej magmy pobranych przez misje Apollo wskazuje, że wulkanizm na Księżycu wytworzył stosunkowo gęstą atmosferę księżycową przez okres 70 milionów lat, między 3 a 4 miliardami lat temu. Ta atmosfera, pochodząca z gazów wyrzucanych z erupcji wulkanów na Księżycu, była dwukrotnie grubsza niż na obecnym Marsie . W rzeczywistości wysunięto teorię, że ta starożytna atmosfera mogła podtrzymywać życie, chociaż nie znaleziono żadnych dowodów na istnienie życia. Starożytna księżycowa atmosfera została ostatecznie zerwana przez wiatry słoneczne i rozproszona w kosmosie.
Częściowe stopienie płaszcza księżycowego i umieszczenie bazaltów powodziowych Oceanus Procellarum mogło spowodować osiowe przechylenie Księżyca 3 miliardy lat temu, w którym to czasie bieguny księżycowe przesunęły się o 125 mil (201 km) do swoich współczesnych pozycji. Ta wędrówka polarna jest wywnioskowana z polarnych złóż wodoru, które są antypodalne i równomiernie przemieszczone z każdego bieguna wzdłuż przeciwnych długości geograficznych.
Ostatnia aktywność
W 2014 roku NASA ogłosiła „powszechne dowody młodego wulkanizmu księżycowego” na 70 nieregularnych płatach klaczy zidentyfikowanych przez Lunar Reconnaissance Orbiter, z których niektóre mają mniej niż 50 milionów lat. Rodzi to prawdopodobieństwo, że płaszcz księżycowy jest znacznie cieplejszy niż wcześniej szacowano, przynajmniej po bliższej stronie, gdzie głęboka skorupa jest znacznie cieplejsza z powodu większej koncentracji pierwiastków radioaktywnych. Tuż przed tym przedstawiono dowody na młodszy o 2–10 milionów lat bazaltowy wulkanizm wewnątrz krateru Lowell , znajduje się w strefie przejściowej między bliską i dalszą stroną Księżyca. Początkowo gorętszy płaszcz i/lub lokalne wzbogacenie pierwiastków wytwarzających ciepło w płaszczu mogło być odpowiedzialne za przedłużającą się aktywność również po drugiej stronie basenu Orientale. Obecnie na Księżycu nie ma aktywnych wulkanów, chociaż dotyczące trzęsień księżyca opublikowane w 2012 roku sugerują, że pod powierzchnią Księżyca znajduje się znaczna ilość magmy . Brak aktywnego wulkanizmu na Księżycu może wynikać z tego, że magma jest zbyt gęsta, aby wydostać się na powierzchnię.
Zobacz też
| Właściwości fizyczne |
|
|
|---|---|---|
| Orbita | ||
|
Powierzchnia i funkcje |
||
| Nauka | ||
| Badanie | ||
|
Odmierzanie czasu i nawigacja |
||
|
Fazy i nazwy |
||
| Codzienne zjawiska | ||
| Powiązany |
|
|
