ماه
ماه تنها قمر طبیعی زمین و تنها جرم آسمانیست که انسان بر روی آن حضور داشته است. ماه روشن ترین جرم در آسمان شب است اما نوری از خود تولید نمی کند در عوض نور خورشید را منعکس می کند. مانند زمین و دیگر اعضای منظومه شمسی، عمر ماه حدود ۶/۴ بیلیون سال می باشد.
ماه از زمین بسیار کوچکتر است. میانگین شعاع ماه ۴/۱۷۳۷ کیلومتر ، حدود ۲۷ درصد شعاع زمین می باشد.
جرم آن نیز از جرم زمین بسیار کمتر است. جرم زمین ۸۱ برابر جرم ماه می باشد. چگالی ماه حدود ۳۴/۳ گرم در هر سانتیمتر مکعب، تقریبا ۶۰ درصد چگالی زمین است.
از آنجائیکه جرم ماه از جرم زمین کمتر است، نیروی گرانش در سطح آن نیز کمتر از زمین و حدود یک ششم آن می باشد. بدین ترتیب شخصی که بر روی ماه ایستاده احساس می کند که پنج ششم از وزن خود را از دست داده است. همینطور اگر سنگی را در سطح ماه رها کنیم بسیار آهسته تر از سنگی که در زمین رها شده، به سطح ماه می رسد.
علیرغم نیروی گرانش نسبتا ضعیف ماه، فاصله آن تا زمین به قدری کم است که باعث ایجاد جذر و مد در آبهای زمین می گردد.
میانگین فاصله مرکز ماه تا مرکز زمین ۳۸۴.۴۶۷ کیلومتر است. این فاصله در حال افزایش است البته باسرعتی بسیار اندک. ماه در هر سال ۸/۳ سانتیمتر از زمین دورتر می شود.
دمای سطح ماه در ناحیه استوایی آن از بسیار سرد یعنی ۱۷۳- درجه سانتیگراد در شب تا بسیار گرم یعنی ۱۲۷+ درجه سانتیگراد در طی روز، متغیر است. در چاله های عمیق نزدیک قطبهای ماه، دما همیشه حدود ۲۴۰- درجه سانتیگراد است.
در ماه هیچ گونه از حیات وجود ندارد. در مقایسه با زمین، این قمر تغییرات اندکی در طی بیلیونها سال داشته است. در ماه، آسمان حتی در طی روز سیاه است و ستارگان همیشه دیده می شوند.
وقتی از زمین با چشم غیر مسلح به ماه نگاه می کنیم، می توانیم مناطق تیره و روشنی بر روی سطح ماه ببینیم. مناطق روشن ارتفاعات ناهمواری هستند که به واسطه برخوردهای اجرام آسمانی با ماه به وجود آمده اند. به این مناطق تری (terrae) می گویند.
کلمه تری یک کلمه یونانی به معنی زمینها می باشد. مناطق مرتفع، پوسته اصلی ماه می باشند که به دلیل برخورد انواع اجرام آسمانی قطعه قطعه شده اند. قطر چاله های زیادی در منطقه تری متجاوز از ۴۰ کیلومتر می باشد. بزرگترین آنها حوزه ایتکن (Aitken) قطب جنوب با قطر ۲۵۰۰ کیلومتر است.
مناطق تیره با نام ماریا (maria) شناخته می شوند. ماریا واژه ای یونانی به معنی دریا می باشد. این نام به جهت هموار بودن مناطق تیره و شباهت آنها به بسترهای وسیع آب به این مناطق اطلاق می گردد. این مناطق با لایه ای از مواد مذاب که بیلیونها سال پیش از آتشفشانهای فعال فوران کرده و اکنون منجمد شده اند، پوشیده شده است. از آن زمان، برخورد اجرام آسمانی چاله هایی را در نواحی ماریا ایجاد کرده اند.
ماه جو قابل ملاحظه ای ندارد اما مقدار اندکی گاز در سطح آن وجود دارد. مردم اغلب این گازها را اتمسفر ماه می دانند. این اتمسفر می تواند اگزوسفر (exosphere) یا “جو خارجی” نیز نامیده شود. اگزوسفر به ذرات بسیار کم چگالی گفته می شود که پیرامون یک جسم بدون هوا را احاطه کرده است. عطارد و برخی از اجرام منظومه شمسی نیز دارای اگزوسفر می باشند.
در سال ۱۹۵۹، دانشمندان کاوش کردن در ماه را به کمک سفینه روبوتیک آغاز کردند. در آن سال، اتحاد جماهیر شوروی سفینه لونا ۳ (Luna ۳) را به قسمتی از ماه که دیده نمی شود فرستاد و این سفینه نخستین عکسها را از سمت پنهان ماه تهیه نمود. کلمه لونا در لاتین به معنی ماه می باشد.
در تاریخ ۲۰ جولای ۱۹۶۹، ماه نشین آپولو ۱۱ ایالات متحده در ماه فرود آمد. فضانورد نیل آرمسترانگ (Neil A. Armstrong) نخستین انسانی بود که بر روی ماه رد پا گذاشت.
در سالهای ۱۹۹۰، دو سفینه کاوشگر روبوتیک امریکایی، کلمنتاین (Clementine) و لونار پراسپکتور (Lunar Prospector)، شواهدی مبنی بر وجود آب یخ زده در دو قطب ماه را به دست آوردند. این یخها توسط سنگهای آسمانی، ۲ تا ۳ بیلیون سال پیش به سطح ماه آورده شده اند. این یخها در مناطق همیشه سایه ماه باقی ماندند چرا که دما در این مناطق ۲۴۰- درجه سانتیگراد می باشد.
حرکات ماه
ماه در مسیرهای متنوعی در حرکت است. برای مثال، حرکت وضعی ماه حول محور طولی فرضی خودش و حرکت ماه به دور زمین را می توان بر شمرد. به دلیل گردش ماه به دور زمین قسمتهای مختلفی از بخش قابل رویت ماه، در هر فاز، از زمین دیده می شود. در هنگام وقوع پدیده ای به نام خسوف ماه، زمین و خورشید در یک راستا قرار می گیرند. حرکت آرامی به نام “لیبراسیون” یا “رخگرد ماه” ما را قادر به دیدن حدود ۵۹ درصد از سطح ماه در زمانهای مختلف می کند.
گردش و مدار
ماه در هر ۵/۲۹ روز یکبار به دور خود می چرخد. در واقع این مدت زمان بین یک طلوع خورشید تا طلوع دیگر در ماه است و به آن روز ماهی می گویند. در مقایسه، زمین در هر ۲۴ ساعت یکبار حول خود می چرخد.
محور طولی ماه مانند محور طولی زمین، اندکی کج است. زاویه محور طولی زمین ۵/۲۳ درجه است و همین امر منجر به تغییر فصل در زمین می شود. اما زاویه محور طولی ماه تنها حدود ۵/۱ درجه است بنابراین در ماه فصل وجود ندارد.
نتیجه دیگری که از انحراف اندک زاویه محور طولی ماه حاصل می گردد این است که قله های مشخصی نزدیک قطب های ماه همیشه در معرض نور خورشید قرار دارند و کف برخی از چاله ها به ویژه نزدیک قطب جنوب همیشه در سایه به سر می برند.
ماه نجومی زمانیست که ماه یک گردش کامل به دور زمین را نسبت به ستارگان پس زمینه آسمان کامل می کند. در این حین، به دلیل اینکه زمین دائما در مدار خود به دور خورشید در حرکت است، ماه باید کمی بیش از ۳۶۰ درجه حرکت کند تا از یک ماه نو به ماه نوی دیگر برسد. بنابراین ماه ساینودیک (synodic) از ماه نجومی طولانی تر است. یک ماه نجومی ۳۵۵/۲۷ روز طول می کشد در حالیکه ماه ساینودیک ۵۳۷/۲۹ روز است.
یک ماه ساینودیک برابر با یک روز ماهی است. در نتیجه همیشه فقط یک نیمکره از ماه دیده می شود و نیمکره دیگر از دید ما در روی زمین پنهان است.
مردم گاهی اشتباها به قسمت پنهان ماه، قسمت تاریک می گویند. ماه قسمت تاریک دارد اما آن قسمت بخشی است که در معرض تابش نور خورشید قرار نمی گیرد و محل آن دائما در حال تغییر است.
مدار ماه مانند مدار زمین، به شکل یک دایره پهن شده است. فاصله بین مرکز زمین و مرکز ماه متغیر می باشد. در قسمتی از مدار ماه به نام پریجی (perigee) یا حضیض، ماه کمترین فاصله از زمین یعنی ۳۶۳.۳۰۰ کیلومتر را دارد. در قسمت دیگری از مدار به نام آپوجی (apogee) یا نقطه اوج، ماه بیشترین فاصله یعنی ۴۰۵.۵۰۰ کیلومتر از زمین را دارد. مدار ماه بیضی شکل است.
فازها
با حرکت ماه به دور زمین، ناظر زمینی در شکل ماه تغییر مشاهده می کند. به نظر می رسد که ماه از شکل یک هلال به شکل یک دایره درآمده و مجددا به هلال تبدیل می شود. شکل ماه هر روز تغییر می کند چرا که ناظر با گردش ماه قسمتهای مختلفی از ماه را که در معرض نور خورشید قرار گرفته است مشاهده می کند. این تغییرات در ظاهر را “فاز” می نامند.
ماه دارای چهار فاز است: ۱) ماه نو ۲) ربع اول ۳) ماه کامل ۴) ربع آخر. زمانیکه ماه بین زمین و خورشید قرار می گیرد، منطقه روشن آن پشت به زمین قرار می گیرد. ستاره شناسان این فاز تاریک ماه را ماه نو می نامند.
یک شب پس از ماه نو، هلال باریکی از نور در گوشه شرقی ماه پدیدار می شود. باقیمانده قسمتی از ماه که رو به زمین است به شکلی کدر و بی نور به خاطر پرتوهایی که از زمین به ماه می تابند، قابل مشاهده است. هر شب، ناظر زمینی می تواند قسمت بیشتری از ماه را که به آن نور می تابد ببیند. بعد از حدود ۷ روز، ناطر می تواند نصف ماه کامل را ببیند. به این فاز ربع اول می گویند چرا که این فاز پس از گذشت یک چهارم از ماه ساینودیک ظاهر می گردد. با گذشت ۷ روز دیگر، ماه به قسمت مقابل خورشید و زمین می رسد. همه قسمت نور خورده ماه در این هنگام قابل رویت است. به این فاز “بدر کامل” می گویند.
حدود هفت روز بعد از بدر کامل، ناظر مجددا یک نیم بدر ماه را می بیند. به این فاز ربع سوم یا ربع آخر می گویند. با گذشت هفت روز دیگر، ماه بین زمین و خورشید قرار می گیرد و به این ترتیب ماه نویی دیگر آغاز می شود.
مانند خورشید، ماه نیز از شرق طلوع و از غرب غروب می کند. با پیشروی ماه در مدار و ایجاد فازها، زمان طلوع و غروب آن نیز تغییر می کند. در فاز ماه نو، ماه به همراه خورشید طلوع می کند. با گذشت هر روز، به طور متوسط ماه حدود ۵۰ دقیقه دیرتر طلوع می کند.
گرفتگی ها زمانی رخ می دهند که زمین، خورشید و ماه به طور کامل و یا تقریبا در امتداد یک خط قرار می گیرند. خسوف زمانی رخ می دهد که زمین بین ماه و خورشید است و سایه آن بر روی ماه می افتد. خسوف فقط در زمان فاز بدر کامل رخ می دهد. کسوف زمانی ایجاد می گردد که ماه تقریبا یا کاملا بین زمین و خورشید قرار بگیرد و سایه ماه بر روی زمین بیفتد. کسوف فقط در زمان فاز ماه نو رخ می دهد.
در حین یک دور گردش ماه به دور زمین، یک بار زمین بین ماه و خورشید قرار می گیرد و یک بار ماه بین خورشید و زمین است. اما در بیشتر اوقات، این اجرام در راستای یک خط قرار نمی گیرند. بنابر این ما هر ماه شاهد وقوع یک کسوف و یک خسوف نخواهیم بود. دلیل اصلی قرار نگرفتن این اجرام در یک راستا، انحراف ۵ درجه ای صفحه مداری ماه نسبت به صفحه مداری زمین است. به دلیل این انحراف سایه زمین یا ماه از بالا یا پایین یکدیگر عبور کرده و وارد فضای بیکران می شوند.
لیبراسیون یا رخگرد
ما در زمین گاهی شاهد بخشی از قسمت پنهان ماه هستیم. نمایان شدن بخشی از قسمت پنهان به دلیل لیبراسیون یا رخگرد ماه می باشد. در ماه سه نوع رخگرد وجود دارد: ۱) رخگرد در طول جغرافیایی. ۲) رخگرد روزانه. ۳) رخگرد در عرض جغرافیایی.
رخگرد در طول جغرافیایی به دلیل بیضی بودن شکل مدار ماه به دور زمین اتفاق می افتد. در حین گردش ماه به دور زمین سرعت گردش آن متغیر است. بر اساس قانون کشف شده توسط ستاره شناس آلمانی، یوهانس کپلر در اوایل قرن ۱۷، هنگامیکه ماه نسبتا به زمین نزدیک است سرعت آن بیش از حد میانگین و هنگامیکه نسبتا از زمین دور است سرعت آن کمتر از حد میانگین می شود. اما سرعت گردش وضعی ماه، یعنی گردش آن به دور محور طولی همواره ثابت است. بنابراین در نتیجه ارتعاشات طولی، رصدکننده نه تنها می تواند “چهره” ماه را ببیند بلکه “گونه هایش” را هم می تواند مشاهده کند.
رخگرد روزانه به سبب تغییر موقعیت ناظر در زمین نسبت به ماه پدیدار می شود. ناظری را مجسم نمایید که در فاز بدر کامل، در استوا قرار دارد. با گردش زمین از غرب به شرق، ناظر ابتدا ماه را هنگام طلوع در افق شرقی و سرانجام غروب آن در افق غربی را مشاهده می کند. در طول این مدت، نقطه دید ناظر حدود ۱۲.۷۰۰ کیلومتر (به اندازه قطر زمین) نسبت به ماه تغییر کرده است. در نتیجه این گونه به نطر می رسد که ماه به آرامی به سمت غرب گردش می کند.
زمانیکه ماه از شرق طلوع کرده و به بالاترین نقطه خود در آسمان سفر می کند، ناظر می تواند گوشه غربی ماه را مشاهده کند و هنگامیکه ماه به سمت افق غربی می رود، گوشه شرقی آن قابل رویت است.
رخگرد در عرض جغرافیایی به دلیل انحراف محور طولی ماه به اندازه ۵/۶ درجه نسبت به خط عمود بر صفحه مداری ماه رخ می دهد. به همین دلیل در طی یک گردش ماه به دور زمین، قطب شمال ماه نخست به سمت زمین دارای انحراف است و سپس قطب جنوب آن به سمت زمین کج می شود. وقتی هر یک از دوقطب به سمت زمین کج شوند، ناظر منطقه بیشتری از قطب ها را مشاهده میکند. در نتیجه همه این رخگرد ها یا لیبراسیون ها ناظر به جای ۵۰ درصد از سطح ماه قادر به رویت ۵۹ درصد از سطح ماه می باشد.
شکل گیری و تحولات ماه
دانشمندان معتقدند که ماه در اثر یک برخورد شدید با زمین به وجود آمده است. بر اساس این نظر، ۵/۴ بیلیون سال پیش، زمین باجرمی به اندازه یک سیاره برخورد کرده است. در اثر این برخورد یک ابر بزرگ از سنگ های تبخیر شده از زمین بلند شده و وارد مداری به دور زمین شده است. این ابر تدریجا سرد و غلیظ شده و به حلقه ای از اجرام کوچک دور زمین تبدیل گردیده. این اجرام سپس به یکدیگر متصل شده و ماه را تشکیل داده اند.
به دلیل سرعت بالای اتصال اجرام کوچک با یکدیگر انرژی زیادی به شکل گرما آزاد شده است. این گرما منجر به ذوب شدن ماه و پدیدار گشتن دریاهایی از مگما یا مواد مذاب گردیده است.
دریای مگما به آرامی سرد و منجمد شده است. با سرد شدن آن عناصر سنگین به درون ماه فرو رفته و جبه ماه را شکل داده اند.
با شکل گیری پوسته، سنگ های آسمانی به بمباران ، خرد کردن و در هم کوبیدن آن پرداختند. احتمال دارد که شدیدترین برخوردها باعث کنده شدن کل پوسته ماه شده باشند. بعضی از برخوردها بسیار قدرتمند بودند به طوریکه تقریبا ماه را به چندین تکه تبدیل کردند. یکی از این برخوردها منجر به وجود آمدن حوزه آیتکن قطب جنوب ماه، یکی از بزرگترین چاله های برخوردی در منظومه شمسی شده است.
در حدود ۴ تا ۳ بیلیون سال پیش، جبه ماه ذوب گردید، که احتمالا به دلیل وجود عناصر رادیواکتیو در اعماق ماه بوده است. مواد مذاب ایجاد شده به شکل موادی سیاه رنگ فوران کرده و قسمتهایی از سطح ماه را پوشانده است. این مواد مذاب به تدریج سرد و منجمد شده و تبدیل به سنگهایی به نام بازالت گردیده است.
فوران های کوچک احتمالا تا یک بیلیون سال پیش ادامه داشته اند. از آن زمان، تنها برخوردهای محلی سنگهای آسمانی با سطح ماه به وقوع پیوسته اند. از آنجا که ماه جوی برای سوزاندن سنگهای آسمانی ندارد، بمباران ها تا به امروز ادامه پیدا کرده اند البته با شدتی بسیار بسیار کمتر از گذشته.
برخورد اجرام بزرگ می تواند باعث ایجاد چاله گردد و برخورد اجرام کوچک باعث خرد شدن سنگهای سطح ماه و تبدیل آنها به پودری به نام رگولیت (Regolith) می شود. رگولیت در همه جای ماه وجود دارد.
بقیه گازهای پیرامون ماه از خود ماه سرچشمه می گیرند. یک باران دائمی اجرام ریز سماوی، سنگهای ماه را گرم کرده و باعث تبخیر شدن آنها می شود. اغلب اتمهای موجود در این بخارها، اتمهای سدیوم و پتاسیوم می باشد. در حال حاضر مقدار این عناصر بسیار اندک و تنها چند صد اتم در هر سانتیمتر مکعب است. علاوه بر بخار هایی که در اثر برخوردها ایجاد می شوند، مقادیری گاز نیز در اعماق ماه تولید می شوند.
بیشتر گازهای پیرامون ماه در منطقه ای تقریبا بین استوا و قطبها متمرکز می شوند و مقدار آنها قبل از طلوع خورشید به بیشترین حد خود می رسد. بادهای خورشیدی دائما بخارها را در فضا پخش می کنند، اما بخارها مجددا جایگزین می شوند.
سطح ماه پوشیده از سوراخهای کاسه ای شکل به نام “چاله”، گودالهای کم عمق به نام “حوزه”، و دشتهای مسطح پهناور به نام “ماریا” یا دریا می باشد. و پودر رگولیت نیز در میان بیشتر سطح آن وجود دارد.
شکل چاله ها متناسب با ابعاد آنها متغیر است. چاله های کوچکی به قطر کمتر از ۱۰ کیلومتر تقریبا شبیه کاسه اند. چاله هایی که کمی بزرگترند نمی توانند شبیه به کاسه باشند چون دیواره های آنها شیب زیادی دارد. مواد از دیواره ها به درون این چاله ها سقوط می کند در نتیجه دیواره ها کنگره ای و کف چاله ها مسطح است.
چاله های بزرگ دیواره ای طبقه طبقه دارند طبقه هایی که شبیه به تراس می باشند و به صورت پلکانی روی یکدیگر قرار دارند. و در کف چاله ها قله های مرکزی وجود دارند. همان فرایندی که باعث کنگره دار شدن دیواره ها می باشد منجر به تشکیل تراسها در دیواره ها می شود. قله های مرکزی کف چاله نیز تقریبا مانند قله های مرکزی که در اثر برخورد سنگهای آسمانی با زمین ایجاد شده اند، به وجود می آیند. مطالعات بر روی چنین قله هایی در روی زمین نشان می دهد که وجود آنها به دلیل تغییر شکل زمین است.
برخورد باعث فشرده شدن زمین و سپس ارتجاع زمین و تشکیل قله ها می گردد. مواد تشکیل دهنده قله های مرکزی ماه ممکن است که از عمق ۱۹ کیلومتری آن آمده باشند.
اطراف چاله ها ناهموار و پوشیده از مواد کوهستانی است. مواد کوهستانی به تکه ها و خرده های سنگ هایی گفته می شود که در اثر فشار به خارج از چاله ها پرتاب می شوند. این مواد می توانند تا ۱۰۰ کیلومتر دورتر از چاله پرتاب شوند.
دورتر از چاله ها، در بیشتر موارد، “چاله های ثانوی” نا منظمی قرار دارد که در اشکال و اندازه های مختلف، به طور خوشه ای و گروهی و یا به طور ردیف در یک خط قرار گرفته اند. چاله های ثانوی در اثر پرتاب شدن مواد از چاله اصلی و برخورد با سطح ماه به وجود می آیند. موادی که پرتاب می شوند شامل توده های عظیم سنگ، دسته هایی از سنگهای نرم به هم چسبیده و اسپری سنگهایی که از سطح ماه بلند می شوند است. این مواد ممکن است که تا هزاران کیلومتر دورتر بروند.
پرتوهایی سبک از پودر که می توانند هزاران کیلومتر پیش بروند، از چاله ها متساطع می گردد. این پرتوها به آرامی در اثر بمباران های اجرام بسیار ریز آسمانی از بین رفته و با لایه سطحی ماه ترکیب می گردند. بنابراین چاله ای که همچنان پرتوی مرئی متساطع می نماید، جزء چاله های جوان ماه به حساب می آید.
چاله هایی باقطر بیش از ۲۰۰ کیلومتر دارای قله های مرکزی هستند. برخی از آنها علاوه بر قله های مرکزی دارای “حلقه های کوهستانی” نیز می باشند. حضور این حلقه ها خبر از شکل بعدی چاله ها یعنی حوزه ها را می دهد.
حوزه ها چاله هایی با قطر بیش از ۳۰۰ کیلومتر می باشند. حوزه های کوچکتر تنها یک حلقه کوهستانی دارند اما بزرگترها دارای چندین حلقه با مرکز مشترکند، درست مانند صفحه دارت. حوزه چند حلقه ای “دریای شرقی” با ۱۰۰۰ کیلومتر قطر، از حوزه های خاص به شمار می آید. حوزه های دیگر می توانند بیش از ۲۰۰۰ کیلومتر پهنا داشته باشند یعنی به بزرگی منطقه غربی ایالات متحده.
تعداد حوزه ها در نیمه پنهان و نیمه مرئی ماه مساویست. بیشتر حوزه ها یا فاقد بازالت می باشند، به ویژه در حوزه های قسمت پنهان، و یا حاوی مقدار کمی بازالت هستند. این تفاوت ممکن است که از ضخامت پوسته ناشی شود. ضخامت پوسته در قسمت پنهان بیشتر از بخش مرئی می باشد بنابراین ذوب شدن سنگها و رسیدن آنها به سطح مشکل تر است.
در زمینهای مرتفع، مواد خارج شونده از حوزه ها بیشتر مواد چند کیلومتری سطح ماه را تشکیل می دهند. بیشتر این مواد لایه ضخیمی از تکه ها و خرده سنگهایی هستند که برچیا (breccia) نام دارند. دانشمندان با مطالعه تکه های کوچکی از برچیا اطلاعاتی در مورد منشا پوسته ماه کسب می نمایند.
ماریا، قسمت تیره سطح ماه، ۱۶ درصد از کل سطح را تشکیل می دهد. علت کوچک بودن قسمت ماریا به فرایند تشکیل آن مربوط می شود. به جای برخوردهای عظیم، عواملی چون فوران آتشفشان و تغییر شکل پوسته باعث به وجود آمدن این مناطق شده اند. قسمت عمده زمینهای ماریا شامل چین و چروک و برآمدگی ها و شیارهایی ناشی از عوامل آتشفشانی می باشد.
چروکها برآمدگی هایی تاول مانند هستند که در همه جای ماریا پیچ خورده اند. این برآمدگی ها سنگهایی هستند که به دلیل فشار تا شده اند. بیشتر این چروکها دایره شکل می باشند.
شیارهایی شبیه به مار نیز در سطح ماه وجود دارند. دانشمندان در گذشته تصور می کردند که این شیارها زمانی آبراهه بوده اند. در حالیکه آنها توسط جریان مواد مذاب شکل گرفته اند. مدرکی که این گفته را ثابت نمود، نمومه ای بود که فضانوردان آپولو با خود به زمین آوردند. در مولکولهای نمونه آورده شده هیچ اثری از آب وجود نداشت.
تپه ها و گنبدهای کوچک، احتمالا آتشفشان های کوچکند. هم برآمدگی های گنبدی شکل و هم تپه های مخروطی به صورت گروهی در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. یکی از بزرگترین دسته های تپه ای موجود در ماه مجموعه تپه های ماریوس (Marius) در منطقه “اقیانوس طوفانها” می باشد. در این مجموعه تعداد فراوانی چروک، شیار و بیش از ۵۰ آتشفشان قرار گرفته است.
قسمت زیادی از ماریا و تری پوشیده از ماده تیره ای به نام “رسوب جبه سیاه” است. مدارک به دست آمده در ماموریت های آپولو معلوم کرد که این ماده خاکستر آتشفشانی می باشد.
بیشتر آنچه که دانشمندان درباره درون زمین و ماه می دانند از مطالعات آنها در خصوص زمین لرزه و ماه لرزه به دست آمده است. اطلاعات به دست آمده درباره لرزش های ماه، توسط تجهیزاتی که فضانوردان آپولو بین سالهای ۱۹۶۹ تا ۱۹۷۲ در ماه کار گذاشته اند، جمع آوری شده است.
پس از تشکیل جبه، بخشی از این لایه در اثر تشکیل گرما در اعماق درونی ماه ذوب شد. منبع حرارت احتمالا شکسته شدن اورانیوم و دیگر عناصر رادیواکتیو بوده است. این ذوب شدن منجر به ایجاد مگمای بازالتی شد. این مگما به تدریج راه خود را به سمت سطح طی کرد و به صورت مواد مذاب و خاکستر فوران نمود.
هسته ماه کمتر از ۱ درصد جرم ماه را به خود اختصاص داده است. دانشمندان گمان می برند که هسته بیشتر از آهن و سولفور و سپس دیگر عناصر تشکیل شده است.
هسته زمین بیشتر از آهن مذاب ساخته شده است. حرکت سریع این هسته مذاب منجر به ایجاد میدان مغناطیسی زمین شده است. میدان مغناطیسی تاثیریست که یک شیء مغناطیسی در منطقه پیرامون خودش می گذارد. اگر هسته یک سیاره یا یک قمر به حالت مذاب باشد حرکت هسته که به واسطه حرکت آن جرم ایجاد می شود، هسته ای معناطیسی به وجود می آورد.
اما هسته کوچک ماه با مقدار کمی قسمتهای مذاب، نمی تواند میدان مغناطیسی کلی ایجاد نماید. با اینحال نواحی کوچکی از ماه مغناطیسی می باشد. دانشمندان مطمئن نیستند که این مناطق به چه دلیل به وجود آمده اند. شاید ماه زمانی هسته ای مذاب تر از امروز داشته است.
مدرکی وجود دارد که اثبات می نماید در گذشته درون ماه از گاز تشکیل می شده است و مقداری از آن گاز همچنان وجود دارد. بازالت موجود در ماه از سوراخهایی که هنگام فوران آتشفشان به وجود آمده اند تشکیل شده است.
در زمین، گازی که در مگما حل شده است در حین فوران از دهانه خارج می شود درست مانند خارج شدن گاز دی اکسید کربن که با تکان دادن یک بطری نوشابه کربناتی یا گاز دار از آن خارج می شود. وجود سوراخ در بازالت مبین وجود گازهایی احتمالا نظیر مونوکسید کربن و بخار سولفور در اعماق ماه می باشد.
برخی از فلاسفه یونان بر این باور بودند که ماه دنیایی بسیار شبیه به زمین است. در حدود ۱۰۰ سال پس از میلاد مسیح، پلوتارک، نویسنده یونانی، اشاره نمود که مردم در ماه زندگی می کرده اند. یونانی ها همچنین آشکارا بر این باور بودند که نواحی تاریک ماه دریاها و نواحی روشن ماه خشکی های ماه می باشند.
در سال ۱۵۰ پس از میلاد مسیح، بطلیموس، ستاره شناس یونانی که در اسکندریه مصر زندگی می کرد اعلام نمود که ماه نزدیکترین همسایه زمین در فضا است. او فکر می کرد که ماه و خورشید هر دو به دور زمین در گردشند. دیدگاه های بطلیموس تا ۱۳۰۰ سال به قوت خود باقی ماندند. اما در اوایل قرن ۱۶، ستاره شناس لهستانی، نیکلاس کوپرنیک، دیدگاه درست را عرضه کرد. زمین و دیگر سیارات دور خورشید حرکت می کنند و ماه حول زمین در گردش است.
حضور ارتفاعات بلند روی ماه گالیله را مجذوب خود کرده بود. بیانات با جزئیات وی در مورد یک چاله در ماه باب مناقشات و مباحثات ۳۵۰ ساله ای را در خصوص منشاء چاله های ماه باز نمود.
ستاره شناسان دیگر در قرن ۱۷، از همه نشانه هایی که در سطح ماه رویت نمودند نقشه تهیه کردند. به تدریج با پیشرفت تلسکوپ ها جزئیات بیشتری از سطح ماه نمایان شد. در سال ۱۶۴۵، مهندس و ستاره شناس آلمانی مایکل فلورنت لانگرن (Michael Florent van Langren)مشهور به لانگرنوس، نقشه ای را منتشر کرد که برای همه نشانه های سطح ماه به ویژه چاله ها، نام نهاده شده بود.
در سال ۱۶۴۷ نیز ستاره شناس لهستانی یوهانس هولیوس (Johannes Hevelius) نقشه ای تهیه کرد که مناطق رخگرد ماه را نیز شامل می شد.
حضیض (کیلومتر) ۳۶۳,۳۰۰
نقطه اوج (کیلومتر) ۴۰۵,۵۰۰
شعاع استوایی (کیلومتر) ۱۷۳۷.۴
محیط استوایی (کیلومتر) ۱۰,۹۱۶
حجم (کیلومتر مکعب) ۲۱,۹۷۰,۰۰۰
جرم (کیلوگرم) ۷.۳۴۸۳ x ۱۰۲۲
چگالی (گرم/سانتیمتر مکعب) ۳.۳۴۱
شتاب گریز (کیلومتر/ساعت) ۸,۵۶۸
طول سال (روز زمینی) ۲۷.۳۲۱۶۶۱
میانگین سرعت مداری (کیلومتر/ساعت) ۳,۶۸۲.۸
حداقل/حداکثر دمای در سطح (سانتیگراد) -۲۳۳/۱۲۳
منابع:Spudis, Paul D. “Moon.” World Book Online Reference Center. ۲۰۰۴. World Book, Inc.
NASA’s Solar System Exploration
http://www.sumanasinc
ترجمه: لنا سجادیفر
ماه از زمین بسیار کوچکتر است. میانگین شعاع ماه ۴/۱۷۳۷ کیلومتر ، حدود ۲۷ درصد شعاع زمین می باشد.
جرم آن نیز از جرم زمین بسیار کمتر است. جرم زمین ۸۱ برابر جرم ماه می باشد. چگالی ماه حدود ۳۴/۳ گرم در هر سانتیمتر مکعب، تقریبا ۶۰ درصد چگالی زمین است.
از آنجائیکه جرم ماه از جرم زمین کمتر است، نیروی گرانش در سطح آن نیز کمتر از زمین و حدود یک ششم آن می باشد. بدین ترتیب شخصی که بر روی ماه ایستاده احساس می کند که پنج ششم از وزن خود را از دست داده است. همینطور اگر سنگی را در سطح ماه رها کنیم بسیار آهسته تر از سنگی که در زمین رها شده، به سطح ماه می رسد.
علیرغم نیروی گرانش نسبتا ضعیف ماه، فاصله آن تا زمین به قدری کم است که باعث ایجاد جذر و مد در آبهای زمین می گردد.
میانگین فاصله مرکز ماه تا مرکز زمین ۳۸۴.۴۶۷ کیلومتر است. این فاصله در حال افزایش است البته باسرعتی بسیار اندک. ماه در هر سال ۸/۳ سانتیمتر از زمین دورتر می شود.
دمای سطح ماه در ناحیه استوایی آن از بسیار سرد یعنی ۱۷۳- درجه سانتیگراد در شب تا بسیار گرم یعنی ۱۲۷+ درجه سانتیگراد در طی روز، متغیر است. در چاله های عمیق نزدیک قطبهای ماه، دما همیشه حدود ۲۴۰- درجه سانتیگراد است.
در ماه هیچ گونه از حیات وجود ندارد. در مقایسه با زمین، این قمر تغییرات اندکی در طی بیلیونها سال داشته است. در ماه، آسمان حتی در طی روز سیاه است و ستارگان همیشه دیده می شوند.
وقتی از زمین با چشم غیر مسلح به ماه نگاه می کنیم، می توانیم مناطق تیره و روشنی بر روی سطح ماه ببینیم. مناطق روشن ارتفاعات ناهمواری هستند که به واسطه برخوردهای اجرام آسمانی با ماه به وجود آمده اند. به این مناطق تری (terrae) می گویند.
کلمه تری یک کلمه یونانی به معنی زمینها می باشد. مناطق مرتفع، پوسته اصلی ماه می باشند که به دلیل برخورد انواع اجرام آسمانی قطعه قطعه شده اند. قطر چاله های زیادی در منطقه تری متجاوز از ۴۰ کیلومتر می باشد. بزرگترین آنها حوزه ایتکن (Aitken) قطب جنوب با قطر ۲۵۰۰ کیلومتر است.
مناطق تیره با نام ماریا (maria) شناخته می شوند. ماریا واژه ای یونانی به معنی دریا می باشد. این نام به جهت هموار بودن مناطق تیره و شباهت آنها به بسترهای وسیع آب به این مناطق اطلاق می گردد. این مناطق با لایه ای از مواد مذاب که بیلیونها سال پیش از آتشفشانهای فعال فوران کرده و اکنون منجمد شده اند، پوشیده شده است. از آن زمان، برخورد اجرام آسمانی چاله هایی را در نواحی ماریا ایجاد کرده اند.
ماه جو قابل ملاحظه ای ندارد اما مقدار اندکی گاز در سطح آن وجود دارد. مردم اغلب این گازها را اتمسفر ماه می دانند. این اتمسفر می تواند اگزوسفر (exosphere) یا “جو خارجی” نیز نامیده شود. اگزوسفر به ذرات بسیار کم چگالی گفته می شود که پیرامون یک جسم بدون هوا را احاطه کرده است. عطارد و برخی از اجرام منظومه شمسی نیز دارای اگزوسفر می باشند.
در سال ۱۹۵۹، دانشمندان کاوش کردن در ماه را به کمک سفینه روبوتیک آغاز کردند. در آن سال، اتحاد جماهیر شوروی سفینه لونا ۳ (Luna ۳) را به قسمتی از ماه که دیده نمی شود فرستاد و این سفینه نخستین عکسها را از سمت پنهان ماه تهیه نمود. کلمه لونا در لاتین به معنی ماه می باشد.
در تاریخ ۲۰ جولای ۱۹۶۹، ماه نشین آپولو ۱۱ ایالات متحده در ماه فرود آمد. فضانورد نیل آرمسترانگ (Neil A. Armstrong) نخستین انسانی بود که بر روی ماه رد پا گذاشت.
در سالهای ۱۹۹۰، دو سفینه کاوشگر روبوتیک امریکایی، کلمنتاین (Clementine) و لونار پراسپکتور (Lunar Prospector)، شواهدی مبنی بر وجود آب یخ زده در دو قطب ماه را به دست آوردند. این یخها توسط سنگهای آسمانی، ۲ تا ۳ بیلیون سال پیش به سطح ماه آورده شده اند. این یخها در مناطق همیشه سایه ماه باقی ماندند چرا که دما در این مناطق ۲۴۰- درجه سانتیگراد می باشد.
حرکات ماه
ماه در مسیرهای متنوعی در حرکت است. برای مثال، حرکت وضعی ماه حول محور طولی فرضی خودش و حرکت ماه به دور زمین را می توان بر شمرد. به دلیل گردش ماه به دور زمین قسمتهای مختلفی از بخش قابل رویت ماه، در هر فاز، از زمین دیده می شود. در هنگام وقوع پدیده ای به نام خسوف ماه، زمین و خورشید در یک راستا قرار می گیرند. حرکت آرامی به نام “لیبراسیون” یا “رخگرد ماه” ما را قادر به دیدن حدود ۵۹ درصد از سطح ماه در زمانهای مختلف می کند.
گردش و مدار
ماه در هر ۵/۲۹ روز یکبار به دور خود می چرخد. در واقع این مدت زمان بین یک طلوع خورشید تا طلوع دیگر در ماه است و به آن روز ماهی می گویند. در مقایسه، زمین در هر ۲۴ ساعت یکبار حول خود می چرخد.
محور طولی ماه مانند محور طولی زمین، اندکی کج است. زاویه محور طولی زمین ۵/۲۳ درجه است و همین امر منجر به تغییر فصل در زمین می شود. اما زاویه محور طولی ماه تنها حدود ۵/۱ درجه است بنابراین در ماه فصل وجود ندارد.
نتیجه دیگری که از انحراف اندک زاویه محور طولی ماه حاصل می گردد این است که قله های مشخصی نزدیک قطب های ماه همیشه در معرض نور خورشید قرار دارند و کف برخی از چاله ها به ویژه نزدیک قطب جنوب همیشه در سایه به سر می برند.
ماه نجومی زمانیست که ماه یک گردش کامل به دور زمین را نسبت به ستارگان پس زمینه آسمان کامل می کند. در این حین، به دلیل اینکه زمین دائما در مدار خود به دور خورشید در حرکت است، ماه باید کمی بیش از ۳۶۰ درجه حرکت کند تا از یک ماه نو به ماه نوی دیگر برسد. بنابراین ماه ساینودیک (synodic) از ماه نجومی طولانی تر است. یک ماه نجومی ۳۵۵/۲۷ روز طول می کشد در حالیکه ماه ساینودیک ۵۳۷/۲۹ روز است.
یک ماه ساینودیک برابر با یک روز ماهی است. در نتیجه همیشه فقط یک نیمکره از ماه دیده می شود و نیمکره دیگر از دید ما در روی زمین پنهان است.
مردم گاهی اشتباها به قسمت پنهان ماه، قسمت تاریک می گویند. ماه قسمت تاریک دارد اما آن قسمت بخشی است که در معرض تابش نور خورشید قرار نمی گیرد و محل آن دائما در حال تغییر است.
مدار ماه مانند مدار زمین، به شکل یک دایره پهن شده است. فاصله بین مرکز زمین و مرکز ماه متغیر می باشد. در قسمتی از مدار ماه به نام پریجی (perigee) یا حضیض، ماه کمترین فاصله از زمین یعنی ۳۶۳.۳۰۰ کیلومتر را دارد. در قسمت دیگری از مدار به نام آپوجی (apogee) یا نقطه اوج، ماه بیشترین فاصله یعنی ۴۰۵.۵۰۰ کیلومتر از زمین را دارد. مدار ماه بیضی شکل است.
فازها
با حرکت ماه به دور زمین، ناظر زمینی در شکل ماه تغییر مشاهده می کند. به نظر می رسد که ماه از شکل یک هلال به شکل یک دایره درآمده و مجددا به هلال تبدیل می شود. شکل ماه هر روز تغییر می کند چرا که ناظر با گردش ماه قسمتهای مختلفی از ماه را که در معرض نور خورشید قرار گرفته است مشاهده می کند. این تغییرات در ظاهر را “فاز” می نامند.
ماه دارای چهار فاز است: ۱) ماه نو ۲) ربع اول ۳) ماه کامل ۴) ربع آخر. زمانیکه ماه بین زمین و خورشید قرار می گیرد، منطقه روشن آن پشت به زمین قرار می گیرد. ستاره شناسان این فاز تاریک ماه را ماه نو می نامند.
یک شب پس از ماه نو، هلال باریکی از نور در گوشه شرقی ماه پدیدار می شود. باقیمانده قسمتی از ماه که رو به زمین است به شکلی کدر و بی نور به خاطر پرتوهایی که از زمین به ماه می تابند، قابل مشاهده است. هر شب، ناظر زمینی می تواند قسمت بیشتری از ماه را که به آن نور می تابد ببیند. بعد از حدود ۷ روز، ناطر می تواند نصف ماه کامل را ببیند. به این فاز ربع اول می گویند چرا که این فاز پس از گذشت یک چهارم از ماه ساینودیک ظاهر می گردد. با گذشت ۷ روز دیگر، ماه به قسمت مقابل خورشید و زمین می رسد. همه قسمت نور خورده ماه در این هنگام قابل رویت است. به این فاز “بدر کامل” می گویند.
حدود هفت روز بعد از بدر کامل، ناظر مجددا یک نیم بدر ماه را می بیند. به این فاز ربع سوم یا ربع آخر می گویند. با گذشت هفت روز دیگر، ماه بین زمین و خورشید قرار می گیرد و به این ترتیب ماه نویی دیگر آغاز می شود.
مانند خورشید، ماه نیز از شرق طلوع و از غرب غروب می کند. با پیشروی ماه در مدار و ایجاد فازها، زمان طلوع و غروب آن نیز تغییر می کند. در فاز ماه نو، ماه به همراه خورشید طلوع می کند. با گذشت هر روز، به طور متوسط ماه حدود ۵۰ دقیقه دیرتر طلوع می کند.
گرفتگی ها زمانی رخ می دهند که زمین، خورشید و ماه به طور کامل و یا تقریبا در امتداد یک خط قرار می گیرند. خسوف زمانی رخ می دهد که زمین بین ماه و خورشید است و سایه آن بر روی ماه می افتد. خسوف فقط در زمان فاز بدر کامل رخ می دهد. کسوف زمانی ایجاد می گردد که ماه تقریبا یا کاملا بین زمین و خورشید قرار بگیرد و سایه ماه بر روی زمین بیفتد. کسوف فقط در زمان فاز ماه نو رخ می دهد.
در حین یک دور گردش ماه به دور زمین، یک بار زمین بین ماه و خورشید قرار می گیرد و یک بار ماه بین خورشید و زمین است. اما در بیشتر اوقات، این اجرام در راستای یک خط قرار نمی گیرند. بنابر این ما هر ماه شاهد وقوع یک کسوف و یک خسوف نخواهیم بود. دلیل اصلی قرار نگرفتن این اجرام در یک راستا، انحراف ۵ درجه ای صفحه مداری ماه نسبت به صفحه مداری زمین است. به دلیل این انحراف سایه زمین یا ماه از بالا یا پایین یکدیگر عبور کرده و وارد فضای بیکران می شوند.
لیبراسیون یا رخگرد
ما در زمین گاهی شاهد بخشی از قسمت پنهان ماه هستیم. نمایان شدن بخشی از قسمت پنهان به دلیل لیبراسیون یا رخگرد ماه می باشد. در ماه سه نوع رخگرد وجود دارد: ۱) رخگرد در طول جغرافیایی. ۲) رخگرد روزانه. ۳) رخگرد در عرض جغرافیایی.
رخگرد در طول جغرافیایی به دلیل بیضی بودن شکل مدار ماه به دور زمین اتفاق می افتد. در حین گردش ماه به دور زمین سرعت گردش آن متغیر است. بر اساس قانون کشف شده توسط ستاره شناس آلمانی، یوهانس کپلر در اوایل قرن ۱۷، هنگامیکه ماه نسبتا به زمین نزدیک است سرعت آن بیش از حد میانگین و هنگامیکه نسبتا از زمین دور است سرعت آن کمتر از حد میانگین می شود. اما سرعت گردش وضعی ماه، یعنی گردش آن به دور محور طولی همواره ثابت است. بنابراین در نتیجه ارتعاشات طولی، رصدکننده نه تنها می تواند “چهره” ماه را ببیند بلکه “گونه هایش” را هم می تواند مشاهده کند.
رخگرد روزانه به سبب تغییر موقعیت ناظر در زمین نسبت به ماه پدیدار می شود. ناظری را مجسم نمایید که در فاز بدر کامل، در استوا قرار دارد. با گردش زمین از غرب به شرق، ناظر ابتدا ماه را هنگام طلوع در افق شرقی و سرانجام غروب آن در افق غربی را مشاهده می کند. در طول این مدت، نقطه دید ناظر حدود ۱۲.۷۰۰ کیلومتر (به اندازه قطر زمین) نسبت به ماه تغییر کرده است. در نتیجه این گونه به نطر می رسد که ماه به آرامی به سمت غرب گردش می کند.
زمانیکه ماه از شرق طلوع کرده و به بالاترین نقطه خود در آسمان سفر می کند، ناظر می تواند گوشه غربی ماه را مشاهده کند و هنگامیکه ماه به سمت افق غربی می رود، گوشه شرقی آن قابل رویت است.
رخگرد در عرض جغرافیایی به دلیل انحراف محور طولی ماه به اندازه ۵/۶ درجه نسبت به خط عمود بر صفحه مداری ماه رخ می دهد. به همین دلیل در طی یک گردش ماه به دور زمین، قطب شمال ماه نخست به سمت زمین دارای انحراف است و سپس قطب جنوب آن به سمت زمین کج می شود. وقتی هر یک از دوقطب به سمت زمین کج شوند، ناظر منطقه بیشتری از قطب ها را مشاهده میکند. در نتیجه همه این رخگرد ها یا لیبراسیون ها ناظر به جای ۵۰ درصد از سطح ماه قادر به رویت ۵۹ درصد از سطح ماه می باشد.
شکل گیری و تحولات ماه
دانشمندان معتقدند که ماه در اثر یک برخورد شدید با زمین به وجود آمده است. بر اساس این نظر، ۵/۴ بیلیون سال پیش، زمین باجرمی به اندازه یک سیاره برخورد کرده است. در اثر این برخورد یک ابر بزرگ از سنگ های تبخیر شده از زمین بلند شده و وارد مداری به دور زمین شده است. این ابر تدریجا سرد و غلیظ شده و به حلقه ای از اجرام کوچک دور زمین تبدیل گردیده. این اجرام سپس به یکدیگر متصل شده و ماه را تشکیل داده اند.
به دلیل سرعت بالای اتصال اجرام کوچک با یکدیگر انرژی زیادی به شکل گرما آزاد شده است. این گرما منجر به ذوب شدن ماه و پدیدار گشتن دریاهایی از مگما یا مواد مذاب گردیده است.
دریای مگما به آرامی سرد و منجمد شده است. با سرد شدن آن عناصر سنگین به درون ماه فرو رفته و جبه ماه را شکل داده اند.
با شکل گیری پوسته، سنگ های آسمانی به بمباران ، خرد کردن و در هم کوبیدن آن پرداختند. احتمال دارد که شدیدترین برخوردها باعث کنده شدن کل پوسته ماه شده باشند. بعضی از برخوردها بسیار قدرتمند بودند به طوریکه تقریبا ماه را به چندین تکه تبدیل کردند. یکی از این برخوردها منجر به وجود آمدن حوزه آیتکن قطب جنوب ماه، یکی از بزرگترین چاله های برخوردی در منظومه شمسی شده است.
در حدود ۴ تا ۳ بیلیون سال پیش، جبه ماه ذوب گردید، که احتمالا به دلیل وجود عناصر رادیواکتیو در اعماق ماه بوده است. مواد مذاب ایجاد شده به شکل موادی سیاه رنگ فوران کرده و قسمتهایی از سطح ماه را پوشانده است. این مواد مذاب به تدریج سرد و منجمد شده و تبدیل به سنگهایی به نام بازالت گردیده است.
فوران های کوچک احتمالا تا یک بیلیون سال پیش ادامه داشته اند. از آن زمان، تنها برخوردهای محلی سنگهای آسمانی با سطح ماه به وقوع پیوسته اند. از آنجا که ماه جوی برای سوزاندن سنگهای آسمانی ندارد، بمباران ها تا به امروز ادامه پیدا کرده اند البته با شدتی بسیار بسیار کمتر از گذشته.
برخورد اجرام بزرگ می تواند باعث ایجاد چاله گردد و برخورد اجرام کوچک باعث خرد شدن سنگهای سطح ماه و تبدیل آنها به پودری به نام رگولیت (Regolith) می شود. رگولیت در همه جای ماه وجود دارد.
اگزوسفر ماه
بقیه گازهای پیرامون ماه از خود ماه سرچشمه می گیرند. یک باران دائمی اجرام ریز سماوی، سنگهای ماه را گرم کرده و باعث تبخیر شدن آنها می شود. اغلب اتمهای موجود در این بخارها، اتمهای سدیوم و پتاسیوم می باشد. در حال حاضر مقدار این عناصر بسیار اندک و تنها چند صد اتم در هر سانتیمتر مکعب است. علاوه بر بخار هایی که در اثر برخوردها ایجاد می شوند، مقادیری گاز نیز در اعماق ماه تولید می شوند.
بیشتر گازهای پیرامون ماه در منطقه ای تقریبا بین استوا و قطبها متمرکز می شوند و مقدار آنها قبل از طلوع خورشید به بیشترین حد خود می رسد. بادهای خورشیدی دائما بخارها را در فضا پخش می کنند، اما بخارها مجددا جایگزین می شوند.
سطح ماه پوشیده از سوراخهای کاسه ای شکل به نام “چاله”، گودالهای کم عمق به نام “حوزه”، و دشتهای مسطح پهناور به نام “ماریا” یا دریا می باشد. و پودر رگولیت نیز در میان بیشتر سطح آن وجود دارد.
چاله ها
شکل چاله ها متناسب با ابعاد آنها متغیر است. چاله های کوچکی به قطر کمتر از ۱۰ کیلومتر تقریبا شبیه کاسه اند. چاله هایی که کمی بزرگترند نمی توانند شبیه به کاسه باشند چون دیواره های آنها شیب زیادی دارد. مواد از دیواره ها به درون این چاله ها سقوط می کند در نتیجه دیواره ها کنگره ای و کف چاله ها مسطح است.
چاله های بزرگ دیواره ای طبقه طبقه دارند طبقه هایی که شبیه به تراس می باشند و به صورت پلکانی روی یکدیگر قرار دارند. و در کف چاله ها قله های مرکزی وجود دارند. همان فرایندی که باعث کنگره دار شدن دیواره ها می باشد منجر به تشکیل تراسها در دیواره ها می شود. قله های مرکزی کف چاله نیز تقریبا مانند قله های مرکزی که در اثر برخورد سنگهای آسمانی با زمین ایجاد شده اند، به وجود می آیند. مطالعات بر روی چنین قله هایی در روی زمین نشان می دهد که وجود آنها به دلیل تغییر شکل زمین است.
برخورد باعث فشرده شدن زمین و سپس ارتجاع زمین و تشکیل قله ها می گردد. مواد تشکیل دهنده قله های مرکزی ماه ممکن است که از عمق ۱۹ کیلومتری آن آمده باشند.
اطراف چاله ها ناهموار و پوشیده از مواد کوهستانی است. مواد کوهستانی به تکه ها و خرده های سنگ هایی گفته می شود که در اثر فشار به خارج از چاله ها پرتاب می شوند. این مواد می توانند تا ۱۰۰ کیلومتر دورتر از چاله پرتاب شوند.
دورتر از چاله ها، در بیشتر موارد، “چاله های ثانوی” نا منظمی قرار دارد که در اشکال و اندازه های مختلف، به طور خوشه ای و گروهی و یا به طور ردیف در یک خط قرار گرفته اند. چاله های ثانوی در اثر پرتاب شدن مواد از چاله اصلی و برخورد با سطح ماه به وجود می آیند. موادی که پرتاب می شوند شامل توده های عظیم سنگ، دسته هایی از سنگهای نرم به هم چسبیده و اسپری سنگهایی که از سطح ماه بلند می شوند است. این مواد ممکن است که تا هزاران کیلومتر دورتر بروند.
پرتوهایی سبک از پودر که می توانند هزاران کیلومتر پیش بروند، از چاله ها متساطع می گردد. این پرتوها به آرامی در اثر بمباران های اجرام بسیار ریز آسمانی از بین رفته و با لایه سطحی ماه ترکیب می گردند. بنابراین چاله ای که همچنان پرتوی مرئی متساطع می نماید، جزء چاله های جوان ماه به حساب می آید.
چاله هایی باقطر بیش از ۲۰۰ کیلومتر دارای قله های مرکزی هستند. برخی از آنها علاوه بر قله های مرکزی دارای “حلقه های کوهستانی” نیز می باشند. حضور این حلقه ها خبر از شکل بعدی چاله ها یعنی حوزه ها را می دهد.
حوزه ها چاله هایی با قطر بیش از ۳۰۰ کیلومتر می باشند. حوزه های کوچکتر تنها یک حلقه کوهستانی دارند اما بزرگترها دارای چندین حلقه با مرکز مشترکند، درست مانند صفحه دارت. حوزه چند حلقه ای “دریای شرقی” با ۱۰۰۰ کیلومتر قطر، از حوزه های خاص به شمار می آید. حوزه های دیگر می توانند بیش از ۲۰۰۰ کیلومتر پهنا داشته باشند یعنی به بزرگی منطقه غربی ایالات متحده.
تعداد حوزه ها در نیمه پنهان و نیمه مرئی ماه مساویست. بیشتر حوزه ها یا فاقد بازالت می باشند، به ویژه در حوزه های قسمت پنهان، و یا حاوی مقدار کمی بازالت هستند. این تفاوت ممکن است که از ضخامت پوسته ناشی شود. ضخامت پوسته در قسمت پنهان بیشتر از بخش مرئی می باشد بنابراین ذوب شدن سنگها و رسیدن آنها به سطح مشکل تر است.
در زمینهای مرتفع، مواد خارج شونده از حوزه ها بیشتر مواد چند کیلومتری سطح ماه را تشکیل می دهند. بیشتر این مواد لایه ضخیمی از تکه ها و خرده سنگهایی هستند که برچیا (breccia) نام دارند. دانشمندان با مطالعه تکه های کوچکی از برچیا اطلاعاتی در مورد منشا پوسته ماه کسب می نمایند.
ماریا، قسمت تیره سطح ماه، ۱۶ درصد از کل سطح را تشکیل می دهد. علت کوچک بودن قسمت ماریا به فرایند تشکیل آن مربوط می شود. به جای برخوردهای عظیم، عواملی چون فوران آتشفشان و تغییر شکل پوسته باعث به وجود آمدن این مناطق شده اند. قسمت عمده زمینهای ماریا شامل چین و چروک و برآمدگی ها و شیارهایی ناشی از عوامل آتشفشانی می باشد.
چروکها برآمدگی هایی تاول مانند هستند که در همه جای ماریا پیچ خورده اند. این برآمدگی ها سنگهایی هستند که به دلیل فشار تا شده اند. بیشتر این چروکها دایره شکل می باشند.
شیارهایی شبیه به مار نیز در سطح ماه وجود دارند. دانشمندان در گذشته تصور می کردند که این شیارها زمانی آبراهه بوده اند. در حالیکه آنها توسط جریان مواد مذاب شکل گرفته اند. مدرکی که این گفته را ثابت نمود، نمومه ای بود که فضانوردان آپولو با خود به زمین آوردند. در مولکولهای نمونه آورده شده هیچ اثری از آب وجود نداشت.
نشانه های آتشفشانی
تپه ها و گنبدهای کوچک، احتمالا آتشفشان های کوچکند. هم برآمدگی های گنبدی شکل و هم تپه های مخروطی به صورت گروهی در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. یکی از بزرگترین دسته های تپه ای موجود در ماه مجموعه تپه های ماریوس (Marius) در منطقه “اقیانوس طوفانها” می باشد. در این مجموعه تعداد فراوانی چروک، شیار و بیش از ۵۰ آتشفشان قرار گرفته است.
قسمت زیادی از ماریا و تری پوشیده از ماده تیره ای به نام “رسوب جبه سیاه” است. مدارک به دست آمده در ماموریت های آپولو معلوم کرد که این ماده خاکستر آتشفشانی می باشد.
درون ماه
بیشتر آنچه که دانشمندان درباره درون زمین و ماه می دانند از مطالعات آنها در خصوص زمین لرزه و ماه لرزه به دست آمده است. اطلاعات به دست آمده درباره لرزش های ماه، توسط تجهیزاتی که فضانوردان آپولو بین سالهای ۱۹۶۹ تا ۱۹۷۲ در ماه کار گذاشته اند، جمع آوری شده است.
پوسته
جبه
پس از تشکیل جبه، بخشی از این لایه در اثر تشکیل گرما در اعماق درونی ماه ذوب شد. منبع حرارت احتمالا شکسته شدن اورانیوم و دیگر عناصر رادیواکتیو بوده است. این ذوب شدن منجر به ایجاد مگمای بازالتی شد. این مگما به تدریج راه خود را به سمت سطح طی کرد و به صورت مواد مذاب و خاکستر فوران نمود.
هسته
هسته ماه کمتر از ۱ درصد جرم ماه را به خود اختصاص داده است. دانشمندان گمان می برند که هسته بیشتر از آهن و سولفور و سپس دیگر عناصر تشکیل شده است.
هسته زمین بیشتر از آهن مذاب ساخته شده است. حرکت سریع این هسته مذاب منجر به ایجاد میدان مغناطیسی زمین شده است. میدان مغناطیسی تاثیریست که یک شیء مغناطیسی در منطقه پیرامون خودش می گذارد. اگر هسته یک سیاره یا یک قمر به حالت مذاب باشد حرکت هسته که به واسطه حرکت آن جرم ایجاد می شود، هسته ای معناطیسی به وجود می آورد.
اما هسته کوچک ماه با مقدار کمی قسمتهای مذاب، نمی تواند میدان مغناطیسی کلی ایجاد نماید. با اینحال نواحی کوچکی از ماه مغناطیسی می باشد. دانشمندان مطمئن نیستند که این مناطق به چه دلیل به وجود آمده اند. شاید ماه زمانی هسته ای مذاب تر از امروز داشته است.
مدرکی وجود دارد که اثبات می نماید در گذشته درون ماه از گاز تشکیل می شده است و مقداری از آن گاز همچنان وجود دارد. بازالت موجود در ماه از سوراخهایی که هنگام فوران آتشفشان به وجود آمده اند تشکیل شده است.
در زمین، گازی که در مگما حل شده است در حین فوران از دهانه خارج می شود درست مانند خارج شدن گاز دی اکسید کربن که با تکان دادن یک بطری نوشابه کربناتی یا گاز دار از آن خارج می شود. وجود سوراخ در بازالت مبین وجود گازهایی احتمالا نظیر مونوکسید کربن و بخار سولفور در اعماق ماه می باشد.
تاریخچه مطالعات ماه
تصورات باستانی
برخی از فلاسفه یونان بر این باور بودند که ماه دنیایی بسیار شبیه به زمین است. در حدود ۱۰۰ سال پس از میلاد مسیح، پلوتارک، نویسنده یونانی، اشاره نمود که مردم در ماه زندگی می کرده اند. یونانی ها همچنین آشکارا بر این باور بودند که نواحی تاریک ماه دریاها و نواحی روشن ماه خشکی های ماه می باشند.
در سال ۱۵۰ پس از میلاد مسیح، بطلیموس، ستاره شناس یونانی که در اسکندریه مصر زندگی می کرد اعلام نمود که ماه نزدیکترین همسایه زمین در فضا است. او فکر می کرد که ماه و خورشید هر دو به دور زمین در گردشند. دیدگاه های بطلیموس تا ۱۳۰۰ سال به قوت خود باقی ماندند. اما در اوایل قرن ۱۶، ستاره شناس لهستانی، نیکلاس کوپرنیک، دیدگاه درست را عرضه کرد. زمین و دیگر سیارات دور خورشید حرکت می کنند و ماه حول زمین در گردش است.
مشاهدات اولیه با تلسکوپ
حضور ارتفاعات بلند روی ماه گالیله را مجذوب خود کرده بود. بیانات با جزئیات وی در مورد یک چاله در ماه باب مناقشات و مباحثات ۳۵۰ ساله ای را در خصوص منشاء چاله های ماه باز نمود.
ستاره شناسان دیگر در قرن ۱۷، از همه نشانه هایی که در سطح ماه رویت نمودند نقشه تهیه کردند. به تدریج با پیشرفت تلسکوپ ها جزئیات بیشتری از سطح ماه نمایان شد. در سال ۱۶۴۵، مهندس و ستاره شناس آلمانی مایکل فلورنت لانگرن (Michael Florent van Langren)مشهور به لانگرنوس، نقشه ای را منتشر کرد که برای همه نشانه های سطح ماه به ویژه چاله ها، نام نهاده شده بود.
در سال ۱۶۴۷ نیز ستاره شناس لهستانی یوهانس هولیوس (Johannes Hevelius) نقشه ای تهیه کرد که مناطق رخگرد ماه را نیز شامل می شد.
تشخیص منشاء چاله ها
مشخصات ماه
حضیض (کیلومتر) ۳۶۳,۳۰۰
نقطه اوج (کیلومتر) ۴۰۵,۵۰۰
شعاع استوایی (کیلومتر) ۱۷۳۷.۴
محیط استوایی (کیلومتر) ۱۰,۹۱۶
حجم (کیلومتر مکعب) ۲۱,۹۷۰,۰۰۰
جرم (کیلوگرم) ۷.۳۴۸۳ x ۱۰۲۲
چگالی (گرم/سانتیمتر مکعب) ۳.۳۴۱
شتاب گریز (کیلومتر/ساعت) ۸,۵۶۸
طول سال (روز زمینی) ۲۷.۳۲۱۶۶۱
میانگین سرعت مداری (کیلومتر/ساعت) ۳,۶۸۲.۸
حداقل/حداکثر دمای در سطح (سانتیگراد) -۲۳۳/۱۲۳
منابع:Spudis, Paul D. “Moon.” World Book Online Reference Center. ۲۰۰۴. World Book, Inc.
NASA’s Solar System Exploration
http://www.sumanasinc
ترجمه: لنا سجادیفر
