Mjesec

mini|300px|desno|Bliža strana Mjeseca koju stalno vidimo sa Zemlje.

mini|300px|desno|Dalja strana Mjeseca od koje vidimo samo rubove (18%) sa Zemlje zbog pojave libracije.

Mjesec (lat. Luna) je Zemljin prirodni satelit i ujedno najbliže nebesko tijelo, udaljeno u prosjeku 384 401 km, tako da svjetlost s Mjeseca na Zemlju stiže za 1,25 sekundi. Mjesec obilazi Zemlju po eliptičnoj stazi srednjom brzinom od 1,02 km/s, i prelazi dnevni luk od 13° 10'. Mjesec je čvrsto nebesko tijelo promjera 3 647 km, te je po površini 14 puta, po obujmu 50 puta, a po masi 81 puta manje od Zemlje. Ubrzanje sile teže je na Mjesecu 6 puta manje nego na Zemlji. Mjesec se oko Zemlje obrne za 27 dana 7 sati 43 minute i 11,6 sekundi (siderički mjesec).

Mjesec je najsjajnije nebesko tijelo nakon Sunca, svjetlost kojega odražava (ne stvara vlastitu svjetlost poput zvijezda). Puni Mjesec prividne je zvjezdane veličine –12,74, albedo mu je 0,07, a kutni promjer se vidi pod kutom od približno 0,5°. Zemlji okreće stalno istu stranu, jer se obilazak i vrtnja odvijaju u istome smjeru, a vremena obilaska i okreta jednaka su, što je posljedica Zemljina plimnog utjecaja. Staza mu je nagnuta prema ravnini ekliptike za 5° 9'. Više od polovice površine Mjeseca vidi se zbog libracije (59 %). Mjesečeve mijene promjene su Mjesečeve osvijetljenosti tijekom sinodičkoga mjeseca (mladi Mjesec ili mlađak, prva četvrt, puni Mjesec ili uštap i posljednja ili zadnja četvrt), a nastaju zbog stalne promjene Mjesečeva položaja prema Zemlji i Suncu. Kada Mjesec uđe u Zemljinu sjenu, nastaje pomrčina Mjeseca, a kada dođe u spojnicu (Mjesečevi čvorovi) između Zemlje i Sunca, nastaje pomrčina Sunca. Privlačne sile Mjeseca i Sunca uzrokuju na Zemlji morske mijene (plimu i oseku). Svojom privlačnošću Mjesec utječe na Zemljinu stazu oko Sunca (nutacija).

Gustoća Mjeseca je 3,34 t/m³, po čemu je drugi prirodni satelit u Sunčevu sustavu. Njegovo gibanje u složenome gravitacijskom polju Zemlje i Sunca podložno je mnogobrojnim poremećajima. Mjesečeva udaljenost od Zemlje stalno se mijenja jer se Mjesec oko Zemlje giba po elipsi, a osim toga u duljim vremenskim razmacima njegova staza nema stalan oblik i veličinu. Prosječna je udaljenost 384 401 km, što je najprije bilo točno izmjereno metodom dnevne paralakse, zatim radarom i lidarom. Metodama nebeske mehanike obrađuje se Mjesečevo gibanje u složenom gravitacijskom polju Sunca, Zemlje i planeta. Za razdoblje od 1750. do 2125. izračunano je da je Mjesec najbliže Zemlji, 356 375 km, bio 4. siječnja 1912., a da će najdalje od Zemlje, 406 720 km, biti 3. veljače 2125. Mjerenjem udaljenosti laserom (lidarom), zraka kojega se odbija od zrcala što su ga na Mjesecu postavili astronauti Apolla 11, ustanovljeno je da se Mjesec prosječno godišnje udaljava od Zemlje 3,8 cm. Na temelju toga opažanja postavljena je hipoteza da je Mjesec nastao sudarom Zemlje s planetoidom veličine Marsa prije više milijardi godina, te da će se, iako gravitacijski vezan za Zemlju, i dalje udaljavati. Takav postanak Mjeseca može objasniti sličnost njegova geološkog sastava sa sastavom Zemlje. Kako Zemljina gravitacija utječe na Mjesec, tako i Mjesečeva gravitacija utječe na Zemlju i na stabilizaciju njezine osi rotacije, koja bi bez utjecaja Mjeseca imala mnogo veću Zemljinu precesiju, što bi uzrokovalo promjene glacijalnih i interglacijalnih geoloških razdoblja u mnogo kraćim razdobljima nego što su se one stvarno zbivale.

Mjesec nema tekuće vode ni značajne atmosfere. Gustoća je atmosfere mnogo puta manja od Zemljine, pa je po broju molekula u kubičnom centimetru (danju 10 000, noću 200 000) bliža gustoći molekula u međuplanetnom prostoru. Reljefne su značajke Mjeseca mora, visoravni i krateri, sa zamjetljivim posljedicama tektonskih procesa i vulkanizma. Morem se nazivaju tamniji dijelovi (ravnice okružene planinskim lancima), iako na Mjesecu nema vode. Na oblikovanje površine bitno je utjecao udar velikih tijela, planetoida i meteorita, uz okolnosti određene stanjem unutrašnjosti i njezinim razvojem (hlađenje unutrašnjosti, vulkanski procesi). Površina je pokrivena slojem regolita, sitnozrnatih rastresitih i poroznih odlomaka na kamenitoj podlozi. Temperatura površine mijenja se od –160 °C noću do +120 °C danju.

Postanak Mjeseca mini|300px|desno|Na temelju opažanja postavljena je hipoteza da je Mjesec nastao sudarom Zemlje s planetoidom veličine Marsa prije više milijardi godina. mini|300px|desno|Glavna Mjesečeva mora i Mjesečevi krateri na bližoj strani Mjeseca. mini|300px|desno|Topografija Mjeseca. Starost Mjesečevih tala mjerena je radioaktivnom metodom i ustanovljena je u rasponu od 4,6 do 3,2 milijardi godina. Prije je već bila izmjerena dob meteorita od 4,6 do 4,7 milijardi godina, pa se smatra da je to starost planetskog sustava. Najvjerojatnije je da su svi planeti nastali istodobno, iz prasunčeve maglice. Na Zemlji je najstarije stijenje datirano s 3,8 milijardi godina, što ne znači da je Zemlja mlađa, jer su promjene tla mogle i te kako sakriti tragove starosti. Geološki procesi na Mjesecu odvijali su se drukčije nego na Zemlji. Kemijski sastav Mjesečeve i Zemljine tvari pokazuje sličnosti, ali i razlike. Na primjer, izotopni je sastav kisika u kori oba nebeska tijela jednak. No Mjesečevi materijali razlikuju se od Zemljinih bitno u tome što su u njima manje zastupljeni lako hlapljivi i lako taljivi elementi. Nema vode ni željezovih oksida. Više hipoteza nastoji da objasni postanak Mjeseca. Manje su vjerojatne hipoteze o zahvatu Mjeseca koji je prethodno dogotovljen u nekom drugom području presunčeve maglice, te hipoteze o odvajanju Mjeseca od Zemlje zbog njezine brze vrtnje. Vjerojatnije je da je Mjesec nastao od satelitskog roja čvrstih čestica u Zemljinoj okolini. U osnovi te hipoteze je ideja da tijelo veće mase “kupi” na sebe tijela manje mase i tako raste. Zamišljamo da se takvo veće tijelo udaljava od Zemlje zbog njezina plimnog utjecaja, učinak koji se i danas osjeća, te na spiralnom putu prikuplja tvar iz satelitskog roja. Kao spasonosna razrađuje se u posljednje vrijeme i ideja o tangencijalnom udaru u Zemlju tijela čija je masa ne veća od desetine Zemljine, nakon čega razmrvljeni dio Zemlje prelazi u satelitski roj sudarom jako zagrijan i time dehidriran. Zatim se iz satelitskog roja stvara jedan prirodni satelit. Manja prosječna gustoća Mjeseca posljedica je toga što je stvoren od pripovršinskih slojeva Zemlje.

Prema geološkim podacima, mjerenjima starosti donesenog materijala i znanja o građi unutrašnjosti može se napisati sljedeći scenarij o postanku Mjesečeve površine. Materijal iz kojeg se stvorio imao je manju gustoću nego materijal iz kojeg se stvorila Zemljina kora i vanjski plašt. Pod udarcima padajućeg materijala Mjesec raste do današnje veličine i zagrijava se. Površinski sloj, dubok nekoliko stotina kilometara, rastaljen je u prošlosti od -4,6 do -4,4 milijardi godina. Vrijeme teškog bombardiranja traje ukupno oko pola milijarde godina. U rastaljenom sloju tvari manje gustoće odvojile su se bliže površini. Padovi meteora ostavljaju vidne tragove tek nakon što se hlađenjem ustalila kora, pa od -4,4 do -4,1 milijardi godina stvaraju nama poznati svojstven reljef Mjeseca. Tlakovi koji se razvijaju prilikom udara lome tlo na velikim udaljenostima i do dubine od nekoliko kilometara. Veća tijela, planetoidi od desetak kilometara, izazivaju velika pustošenja i otvaraju velike udubine (bazene), oko kojih od potisnutog materijala nastaju prstenovi planina. Materijal rubnih planina Mora kiša star je 3,9 do 4,0 milijardi godina. Tako su nastali bazeni svih mora. Bazaltna ispuna pojavila se kasnije.

Do globalnog utjecaja radioaktivnog zagrijavanja došlo je tek pošto se kora ohladila. Rastaljeni dio plašta probio se pod tlakom kroz raspukline do bazena i ispunio ih. Magma se ohladila i dala današnji izgled mora. Tok lave iz dubine kasnio je u stvari mnogo milijuna godina nakon iskopavanja bazena. Lava u Moru tišine stara je 3,7, u Oceanu oluja 3,3, a u Moru kiša 3,3 do 3,2 milijarde godina. Zatim se i plašt ohladio do velikih dubina. Stoga udarci meteora nisu više mogli dovesti do izlijevanja magme na površinu. Mlađi bazeni imaju površinu manje prekrivenu materijalom mora. Istočno more jedno je od takvih mlađih oblika. Pod udarcem, Mjesečeva je kora popucala u obliku kružnih valova tamo gdje se javila amplituda potresnih valova, te je u ta prstenasta područja, kao i u središnju jamu, iz rastaljene unutrašnjosti potekla magma. Izgled Mjeseca stvaran je zajedničkim djelovanjem vanjskih i unutarnjih sila, meteorskih udara i procesa u unutrašnjosti Mjeseca. Ne zna se točno kada su nastali oblici nalik kalderama i kupolasti brežuljci. Plašt je tada morao biti rastaljen neposredno pod korom, ili su u kori postojali magmatski džepovi, vulkanska ognjišta. Poslije velikih katastrofa nastavljali su se manji udari, koji su rastresali već ispremiješanu površinu. Takvim prekapanjem razvio se sloj regolita na površini.

U Mjesečevoj kori vidljiva je njezina povijest. Do promjena je dolazilo jedino novim udarima i nadolaženjem lave. U pojedinim primjerima dade se pratiti niz razvojnih stupnjeva. Udubina Mora kiša nastala je zbog katastrofalnog udara nekog planetoida, tako da je materijal rasprsnut preko čitave površine Mjeseca. Prije nego što se u nastalu udubinu izlila lava, već su se pojavili novi krateri, kao Arhimeda. On nije mogao nastati prije bazena Mora kiša jer bi ga udar izbrisao; lava se morala pojaviti poslije jer ga je nadopunila i izravnala mu dno. Do sličnih zaključaka dovodi brojenje kratera na jednako velikim površinama. U Moru tišine mnogo je manje kratera nego u kopnima. More kiša i Ocean oluja imaju još manje kratera na površini, a prema radioaktivnom datiranju ona i jesu mlađa mora. Zanimljivo je da manji krateri nastaju češće na velikom krateru nego obratno. To svjedoči da su postupno, s vremenom, u prostoru među planetima preostajala sve sitnija tijela, pa je tako i s općim smanjenjem njihova broja, jenjavalo meteorsko bombardiranje.Vladis Vujnović : "Astronomija", Školska knjiga, 1989.

Unutrašnjost Mjeseca Unutrašnjost Mjeseca mnogo je jednoličnija od Zemljine. Nema tako visokih tlakova, ni temperatura i gustoća poput onih koje vladaju u središtu Zemlje. Zato je prosječna gustoća malena, manja nego ostalih nebeskih tijela sličnih Zemlji (terestičkih planeta). Oblik Mjeseca ne pokazuje spljoštenost zbog vrtnja. Srednja površina je sfera koja se najbolje uklapa u stvarnu površinu i pritom ostavlja jednako daleko vrhove brda i dna dolina, a ima polumjer od 1737 km. Razlika vrhova i dolina nije veća od 12 do 14 km.

Mjesečeva kora Astronauti, a i neke letjelice bez posade postavljali su na Mjesec automatske seizmometre. Opažanjem potresnih valova koji prolaze kroz Mjesečevu unutrašnjost, a i svestranim proučavanjem građe i oblika površinskih slojeva, nastala je predodžba o građi unutrašnjosti. Mjesečeva kora sastoji se od sloja gabro-anortozita, debelog 65 do 100 km. Taj sloj plovi na bazaltu kao santa leda na vodi, jer je bazalt veće gustoće. Mora predstavljaju bazaltne bazene u kopnima. Nivo kopna viši je od srednjeg nivoa Mjesečeve sfere, a nivo mora niži.

Mjesec

Źródło i licencja