Па сучасных звестках Месяц у многім вельмі адрозніваецца ад Зямлі, у першую чаргу, хімічным саставам: практычна няма вады (хоць у прыпалярных абласцях выяўлены прыкметныя запасы лёдуЗвёздная дорога Поднебесной (беседа корр. с Д. А. ГУЛЮТИНЫМ, проработавший 15 лет инженером-испытателем и инженером-конструктором в Государственном космическом научно-производственном центре имени М. В. Хруничева. Сейчас Дмитрий Гулютин — заведующий сектором Отдела музейной педагогики Мемориального музея космонавтики. // Независимая газета, 2012 г., 25 апреля), малое ўтрыманне лятучых элементаў і злучэнняў. Аналіз месяцавых парод дае падставы меркаваць, што Месяц некалі быў поўнасцю расплаўлены, у адрозненне ад Зямлі. Шчыльнасць Месяца параўнальная са шчыльнасцю зямной мантыі, але ў яго вельмі маленькае жалеза-нікелевае ядро.
Аднак выяўлена і вялікае падабенства Зямлі і Месяца. Радыеізатопны аналіз паказвае, што абодва нябесныя целы маюць прыкладна аднолькавы ўзрост: каля 4,5 мільярдаў гадоў. Суадносіны стабільных ізатопаў кіслароду на Месяцы і на Зямлі супадаюць, у той жа час моцна адрозніваючыся ад такіх суадносін ва ўсіх вядомых метэарытаў. Гэта сведчыць аб тым, што Зямля і Месяц утварыліся па суседстве — з рэчыва, якое знаходзілася на аднолькавай адлегласці ад Сонца ў протапланетным воблаку.
Такое спалучэнне агульных уласцівасцей і істотных адрозненняў у структуры Месяца і Зямлі спарадзіла тры групы ўзаемавыключальных здагадак аб паходжанні Месяца: сумеснае ўтварэнне Зямлі і Месяца з аднаго протапланетнага воблака; захоп ужо сфарміраванага Месяца Зямлёй; утварэнне Месяца ў выніку гіганцкага сутыкнення.
Гістарычныя погляды на паходжанне Месяца Месяц сваім выглядам і фактам існавання заўсёды здзіўляў чалавецтва. У старажытнасці шматлікія народы ўшаноўвалі Месяц як бажаство. Старажытныя грэкі, магчыма, першымі сталі вывучаць Месяц, выкарыстоўваючы навуковы падыход. У трэцім стагоддзі да н.э. Арыстарх Самоскі, назіраючы зямны цень на Месяцы падчас месяцавых зацьменняў, ацаніў адлегласць да Месяца ў шэсцьдзесят радыусаў Зямлі (паводле сучасных даных, радыус месяцавай арбіты змяняецца ў межах ад 55 да 63 зямных радыусаў). Плутарх меркаваў, што на Месяцы могуць жыць людзі — селеніты. Лічылася, што цёмныя плямы на Месяцы — гэта моры, а светлыя месцы — суша.
У 1609 годзе Галілеа Галілей выявіў на Месяцы горы і кратары, разглядзеўшы ў тэлескоп іх цені. На падставе сваіх назіранняў Галілей прыйшоў да высновы, што Месяц з'яўляецца камяністым целам, як і Зямля. З тых часоў над загадкай утварэння Месяца разважалі многія пакаленні навукоўцаў, пачынаючы з Імануіла Канта і Рэнэ Дэкарта. З пачатку сямнаццатага стагоддзя і да сярэдзіны дваццатага было прапанавана некалькі асноўных гіпотэз, якія мелі сваіх прыхільнікаў і свае ўзлёты папулярнасці.
Новая эра ў вывучэнні Месяца пачалася ў 1960-х гадах з палётаў да Месяца савецкіх аўтаматычных станцый і амерыканскіх «Апалонаў». З'явілася новая навука — селеналогія. На Зямлю былі дастаўлены ўзоры месяцавых парод, якія далі багаты матэрыял для разважанняў і пераацэньвання старых ідэй.
Узнікненне Сонечнай сістэмы Узнікненне Сонечнай сістэмы пачалося з гравітацыйнага сціскання газапылавога воблака, у цэнтры якога ўтварылася самае масіўнае цела — Сонца. Рэчыва протапланетнага дыска сцягнулася ў невялікія планецезімалі, якія сутыкаліся паміж сабой і ўтваралі планеты. Частка планецезімалей была выкінута з унутраных абласцей у пояс Койпера і ў воблака Оарта.
Агульнае і асаблівае ва ўласцівасцях Месяца, Зямлі і сістэмы Зямля—Месяц Любая разгляданая гіпотэза ўтварэння Месяца павінна не толькі адпавядаць фізічным законам, але і тлумачыць наступныя акалічнасці:
Сярэдняя шчыльнасць Месяца складае 3,3 г/см³, значна саступаючы сярэдняй шчыльнасці Зямлі — 5,5 г/см³. Прычына — у Месяца вельмі маленькае жалеза-нікелевае ядро — яно складае ўсяго 2-3 % ад агульнай масы спадарожніка (паводле даных місіі NASA «Lunar Prospector»). Металічнае ядро Зямлі складае каля 30 % масы планеты. Месяц, у параўнанні з Зямлёй, мае вельмі нізкае ўтрыманне лёгкалятучых элементаў, такіх, як вадарод, азот, фтор, інертныя газы. І насупраць, на Месяцы назіраецца некаторы лішак адносна тугаплаўкіх элементаў, напрыклад, тытану, урану і торыю. Пароды месяцавай кары і пароды зямной кары і мантыі практычна ідэнтычныя па суадносінах стабільных ізатопаў кіслароду 16O, 17O, 18O (гэтыя суадносіны часам называюць «кіслародным подпісам»). Для параўнання, метэарыты з розных частак Сонечнай сістэмы (у тым ліку і марсіянскія метэарыты) маюць зусім іншыя суадносіны ізатопаў кіслароду. Такая ідэнтычнасць сведчыць пра тое, што Зямля і Месяц (ці, прынамсі, паверхня Месяца) сфарміраваліся з аднаго слою планецезімалей — на аднолькавай адлегласці ад Сонца. Месяц мае магутную трывалую кару таўшчынёй у 60-80 кіламетраў (у некалькі разоў таўсцейшая за зямную кару), утвораную з анартазітавых парод — прадуктаў плаўлення месяцавай мантыі. Таму мяркуюць, што Месяц калісьці быў нагрэты да поўнага расплаўлення. Зямля, як лічыцца, ніколі не была цалкам расплаўленай. Месяц і Зямля маюць незвычайна высокія суадносіны масы спадарожніка да масы планеты, роўныя 1:81, у параўнанні з астатнімі спадарожнікамі планет Сонечнай сістэмы. (Вышэй — толькі ў Харона і Плутона, але апошні ўжо не лічыцца планетай); Сістэма Зямля—Месяц мае незвычайна высокі вуглавы момант імпульсу (саступаючы, ізноў жа, толькі сістэме Плутон—Харон). Плоскасць арбіты Месяца (нахіл 5° да экліптыкі) не супадае з экватарыяльнай плоскасцю Зямлі (нахіл 23,5° да экліптыкі).
Гіпотэзы паходжання Месяца На падставе гэтага былі прапанаваны наступныя гіпотэзы:
Гіпотэза цэнтрабежнага падзелу: ад протазямлі, якая хутка вярцелася, пад дзеяннем цэнтрабежных сіл аддзяліўся кавалак рэчыва, з якога затым утварыўся Месяц. Гэту гіпотэзу жартам называюць «даччынай». Гіпотэза захопу: Зямля і Месяц утварыліся незалежна, у розных частках Сонечнай сістэмы. Калі Месяц праходзіў блізка да зямной арбіты, ён быў захоплены гравітацыйным полем Зямлі і стаў яе спадарожнікам. Гэту гіпотэзу жартам называюць «шлюбнай». Гіпотэза сумеснага ўтварэння: Зямля і Месяц утварыліся адначасова, у непасрэднай блізкасці адно ад аднаго (жартам — «сястрынская» гіпотэза). Гіпотэза выпарэння: з расплаўленай протазямлі была выпарана ў прастору значная маса рэчыва, якое потым астыла, скандэнсавалася на арбіце і ўтварыла протамесяц. Гіпотэза многіх месяцаў: некалькі маленькіх месяцаў былі захоплены гравітацыяй Зямлі, потым яны сутыкнуліся адзін з адным, разбурыліся, і з іх абломкаў утварыўся цяперашні Месяц. Гіпотэза сутыкнення: протазямля сутыкнулася з іншым нябесным целам, а з выкінутага пры сутыкненні рэчыва ўтварыўся Месяц.
Разгляд гіпотэз
Да палётаў «Апалонаў» асноўнымі ў навуковым свеце лічыліся тры гіпотэзы ўтварэння Месяца: цэнтрабежнага аддзялення, захопу, сумеснай акрэцыі. У англамоўнай літаратуры іх называюць «Вялікай тройкай» ().
Гіпотэза цэнтрабежнага аддзялення Гіпотэзу аддзялення Месяца ад Зямлі ўпершыню прапанаваў Джордж Дарвін, сын знакамітага Чарльза Дарвіна, у 1878 годзе. Ён выказаў здагадку, што пасля ўтварэння маладой Зямлі яна вярцелася з вельмі высокай хуткасцю. Пад дзеяннем цэнтрабежных сіл планета стала настолькі выцягнутай па экватары, што ад яе адарваўся буйны кавалак рэчыва (магчыма, гэтаму спрыялі прыліўныя сілы Сонца). З гэтага рэчыва пасля ўтварыўся Месяц. Гэту гіпотэзу падтрымаў у 1882 годзе геолаг : паводле яго меркавання, басейн Ціхага акіяна ўтварыўся менавіта на тым месцы, дзе адарвалася ад Зямлі будучы Месяц. Гіпотэза Дарвіна-Фішэра набыла вялікую папулярнасць і заставалася агульнапрынятай у пачатку XX стагоддзя.
Меркаванні за і супраць Адрыў рэчыва ад празмерна расцягнутага экватарыяльнага выступу добра тлумачыць памер Месяца. Гэтай гіпотэзе таксама добра адпавядае і меншая шчыльнасць Месяца, бо яна адпавядае шчыльнасці зямной мантыі. Сучасныя даныя пацвярджаюць і факт хутчэйшага вярчэння Зямлі ў далёкім мінулым (гл. прыліўное паскарэнне Месяца). Аднак, патрэбная для цэнтрабежнага адрыву хуткасць вярчэння празмерна вялікая (адзін абарот Зямлі за 1-2 гадзіны). Момант імпульсу вярчэння Зямлі ў такім выпадку павінен быў у 3-4 разы перавышаць цяперашні момант імпульсу сістэмы Зямля—Месяц (які і без таго незвычайна высокі). З'яўленне ў маладой Зямлі такога моманту імпульсу вярчэння немагчыма растлумачыць, як немагчыма растлумачыць і яго наступнае знікненне.
Ніжэйшае, чым у Зямлі, утрыманне лятучых элементаў у месяцавым рэчыве не ўпісваецца ў гэту гіпотэзу. Да таго ж, сучасная тэорыя тэктонікі літасферных пліт лічыць, што ціхаакіянскі басейн у яго цяперашнім відзе існуе ўсяго каля 70 мільёнаў гадоў, і ніяк не мог утварыцца пры адрыве рэчыва ад Зямлі.
Гіпотэза захопу Гіпотэзу захопу першым выказаў у 1909 годзе амерыканскі астраном Томас Джэферсан Джэксан Сі (Thomas Jefferson Jackson See). Паводле гэтай гіпотэзы, Месяц утварыўся як незалежная планета дзесьці ў Сонечнай сістэме, а затым у выніку нейкіх турбацый перайшоў на эліптычную арбіту, якая перасякалася з арбітай Зямлі. Пры чарговым збліжэнні з Зямлёй, Месяц быў захоплены гравітацыяй Зямлі і стаў яе спадарожнікам.
Меркаванні за і супрацьЗа: Легенды шэрага народаў Зямлі, у прыватнасці, дагонаў, гавораць пра часы, калі Месяца на небе яшчэ не было, і пра з'яўленне на небе новага свяціла (Месяца). Пры падрыхтоўцы да адпраўкі спускальнай аўтаматычнай станцыі на Месяц у ВКБ С. П. Каралёва прыйшлося вырашаць пытанне яго паходжання. Калі лічыць, што Месяц верціцца вакол Зямлі мільярды гадоў і, паколькі ў яго няма шчыльнай атмасферы, на паверхні павінен быў накапіцца шматмятровы слой пылу, які ападае з космасу, і ў якім пры пасадцы патанула б станцыя, сканструяваная для пасадкі на цвёрды грунт. У ВКБ разгарэліся спрэчкі і з'явілася два падыходы да стварэння спускальнай часткі станцыі. Першы прадугледжваў слой месяцавага пылу на паверхні і распрацоўку сродкаў пасадкі і перамяшчэння па такім слоі (напрыклад, пылавыя катары). Другі — што Месяц быў захоплены Зямлёй параўнальна нядаўна, і таму паверхня Месяца, адпаведна, цвёрдая, на што і можна разлічваць пры пасадцы. Паколькі не было пацверджаных навуковых даных, ніводны падыход не мог узяць верх, а ўлічыць абодва па тэхнічных прычынах было немагчыма. Вядома, што ў гэтых умовах С. П. Каралёў прыняў валявое рашэнне лічыць паверхню Месяца цвёрдай і разлічваць станцыю адпаведна:
трэба разлічваць на досыць цвёрды грунт тыпу пемзы
Супраць: Захоп Месяца зямной гравітацыяй мог бы добра растлумачыць высокі момант імпульсу сістэмы Зямля—Месяц. Але вынікі мадэлявання паказваюць, што імавернасць захопу Зямлёй цела з масай Месяца вельмі малая. Больш верагодна, што планета сутыкнулася б з Зямлёй, ці наадварот, была б адкінута гравітацыяй Зямлі далёка за межы зямной арбіты. Варыянт з магчымым захопам патрабуе праходжання Месяца на адлегласці меншай за мяжу Роша, гэта значыць Месяц, магчыма, быў бы разарваны дзеяннем прыліўных сіл. Калі б захоп усё-такі адбыўся, то Месяц, хутчэй за ўсё, абарачаўся б вакол Зямлі ў процілеглым (рэтраградным) кірунку (як гэта назіраецца ў захопленых месяцах Юпітэра), і па моцна выцягнутай эліптычнай арбіце. Малую шчыльнасць Месяца і адсутнасць у яго жалезнага ядра можна растлумачыць дапусціўшы, што Месяц утварыўся за межамі зоны планет зямной групы (Меркурый, Венера, Зямля, Марс). Але тады немагчыма растлумачыць дэфіцыт лятучых элементаў, якія ёсць у дастатку ў зоне планет-гігантаў. Цяжка знайсці ў Сонечнай сістэме адпаведную вобласць з меншым утрыманнем і таго, і іншага. Ідэнтычнасць суадносін ізатопаў кіслароду на Месяцы і на Зямлі зусім не ўпісваецца ў гэту гіпотэзу.