Под корой до глубины 300 километров располагается лунная верхняя мантия. Слой от 300 до 900 километров глубины представляет собой среднюю мантию, за которой идет нижняя мантия. Нижняя граница мантии расположена на глубине около 1000 километров. В этой области локализуются источники «лунотрясений», мощность которых, как правило, невелика. «Лунотрясения» происходят каждый раз, когда Луна находится в перигее иди апогее своей орбиты. Кроме того, зарегистрирован еще 207-дневный, совпадающий с периодом возмущений Солнца цикл «лунотрясений», которые происходят относительно часто (600—3000 в год).
Как оказалось, сейсмические колебания, порожденные падением на лунную поверхность метеоритов и лунных отсеков кораблей «Аполлон», поглощаются в центральной области Луны. В связи с этим можно утверждать, что ее ядро частично расплавлено. Оно имеет около 350 километров в диаметре и вряд ли состоит из железа, так как вблизи Луны не замечено никаких возмущений в потоке солнечной плазмы, Следовательно, можно говорить лишь о силикатном, частично расплавленном ядре. По некоторым предварительным оценкам, температура его достигает 1500 °C.
Луна не является холодным безжизненным телом и в настоящее время В ее глубинах теплится жизнь. Теплый поток, исходящий из недр Луны, составляет около 1/3 теплового потока, поступающего из недр Земли. Средняя температура за цикл лунного дня и ночи на глубине 30 сантиметров от поверхности Луны практически постоянна и составляет около — 10 °C Температура в лунных недрах сначала очень быстро растет с глубиной (от 0 °C до 830 °C на 200-метровой глубине), а затем изменяется довольно медленно, достигая, как уже отмечалось, 1500 °C на глубине 1000 километров. В связи с этим можно предположить, что сегодняшний тепловой поток из недр Луны создается радиоактивными изотопами.
ЛУННЫЕ ГРАВИТАЦИОННОЕ И МАГНИТНОЕ ПОЛЯ
Измерения параметров орбит искусственных спутников Луны помогли воссоздать структуру лунного гравитационного поля, которое, как выше отмечалось, отличается от сферического. Оно сплюснуто у полюсов, сильно вытянуто над обратным полушарием Луны и слегка над северной частью ее видимого полушария. Результаты исследований свидетельствуют о том, что такие гравитационные аномалии вызываются наличием на Луне масконов…
Что касается магнитного поля Луны, то, по оценкам ученых, оно весьма слабое и составляет примерно 0,1 процента магнитного поля Земли.
Кстати, первые данные о существовании этого поля поступили с советской космической станции «Луна-2», а портативный магнитометр американского космического корабля «Аполлон-16» зафиксировал напряженность до величины 327 гамм, то есть на два порядка больше, чем это ожидалось по результатам измерений с окололунных орбит.
Несмотря на это, высокую напряженность магнитного поля объясняют остаточным магнетизмом лунной коры. Согласно гипотезе американского ученого Г. Юри, наша Луна когда-то имела сильное магнитное поле, которое впоследствии утратила в результате резких внутренних термических изменений.
Действительно, исследования Луны показывают, что остывание и кристаллизация ее пород происходили в магнитном поле, напряженность которого могла достигать максимального значения, равного 3 тысячам гамм (кстати, напряженность магнитного поля Земли на экваторе в настоящее время составляет 31 тысячу гамм).
Поскольку Луна, как было сказано выше, не обладает железным ядром, то лунный магнетизм, как считают сегодня многие ученые, имеет все же внешнее происхождение. Однако этот вопрос еще недостаточно изучен.
АТМОСФЕРА ЛУНЫ
В связи с тем, что масса Луны примерно в 80 раз меньше, чем масса Земли, а величина гравитационного лунного поля очень мала, атмосфера в земном понимании у Луны практически отсутствует. Скорее можно говорить о сильно разреженной газовой оболочке.
Эта оболочка, как было установлено, «питается» в основном за счет трех источников:
— дегазации лунного вещества (особенно в дневное время лунных суток),
— дегазация разреженного газа солнечного ветра,
— испарения вещества при сверхзвуковых ударах метеорных тел.
Измерения на лунной поверхности показывают, что вскоре после захода солнца и в течение всей лунной ночи давление составляет 10-12 миллиметров ртутного столба при температуре 100° Кельвина. Лунным днем давление поднимается до 10-10 миллиметров ртутного столба при температуре 300° Кельвина. Плотность газовой оболочки Луны настолько мала, что пространство надлунной поверхностью можно считать экзосферой. Это — самый верхний слой планетной атмосферы, из которого свободно диссипируют молекулы.
Наибольшая плотность лунной атмосферы наблюдается в ночное время (в пересчете на плотность у поверхности 2 × 105 см-3). В дневное время лунных суток концентрация газов соответственно падает до 104 см-3. Эта величина составляет всего лишь 10—13 концентрации молекул газов в земной атмосфере, но все же на три-четыре порядка больше концентрации частиц в солнечном ветре в районе Земли. Основными компонентами лунной атмосферы являются прежде всего водород, гелий, неон и аргон.
Говоря об атмосфере и гравитационном поле Луны, нельзя не коснуться вопроса о возможности создания на ней обсерваторий. О Луне как о своеобразном «астрономическом рае» ученые мечтали очень давно. Действительно, на Луне нет почти никакой атмосферы, которая своими колебаниями, непрозрачностью в обширном диапазоне дайн волн, облаками и пылью искажала бы объект наблюдения; а слабая сила тяжести, казалось бы, позволяет создавать гигантские (в земных понятиях) телескопы и т. д. Однако вся эта радужная перспектива оказывается под большим вопросом.
Условия астрономических наблюдений на Луне были специально изучены с помощью советского самоходного аппарата «Луноход-2». Он был оборудован особым прибором — астрономическим фотометром, предназначенным для измерения яркости лунного неба. С 16 января по 30 марта 1973 года состоялось двенадцать сеансов связи с этим фотометром (девять из них в условиях лунной ночи и один в так называемых лунных сумерках).
В результате обработки полученных с Луны данных выяснилось, что вопреки ожиданиям свечение как дневного, так, кстати, и ночного лунного неба оказалось заметно выше предполагаемого. Столь яркое свечение, возможно, было вызвано рассеянной в пространстве лунной пылью, которая образовалась в результате бомбардировки лунной поверхности метеоритами.
Эти частицы рассеивают не только солнечный свет, но и отраженный свет от Земли. Дело в том, что наша планета в лунном небе — это достаточно большое светило, которое в сорок раз ярче, чем полная Луна в небе Земли. Все эти моменты делают вопрос создания на Луне землянами обсерваторий очень и очень проблематичным.
ГЕОХИМИЯ ЛУННЫХ ПОРОД
Изучение лунного грунта, доставленного на Землю из разных районов видимой поверхности Луны советскими автоматическими станциями «Луна-16», «Луна-20» и «Луна-24», а также шестью американскими пилотируемыми аппаратами серии «Аполлон», показало, что породы в морских и в материковых районах существенно отличаются друг от друга.
