Bodacs Istvan diplomamunkaja
Szegedi Tudomanyegyetem
Termeszettudomanyi Kar
Kiserleti Fizikai Tanszek
A Hold es hatasai a Foldre
DIPLOMAMUNKA
Irta:
Bodacs Istvan
fizikus hallgato
Temavezet?:
Dr. Szatmary Karoly
tudomanyos f?munkatars
Szeged
2000
TARTALOMJEGYZEK
BEVEZETES
A HOLD, MINT EGITEST
A HOLD FELSZINE
A LEGKOR KERDESE
VIZ A HOLDON
A
HOLD GEOLOGIAJA
A BELS? FELEPITES
HOLDK?ZETEK
A HOLD TORTENETE
A HOLD KELETKEZESE
KOZOS KELETKEZES A FOLDDEL
Kozos anyagfelh?b?l
A Fold egy kiszakadt
darabjabol
KULS? EREDET
AZ
ORIAS UTKOZES ELMELET
A HOLD TOVABBI TORTENETE
A BELS? ELRENDEZ?DES
A FELSZIN EVOLUCIOJA
A
FOLD-HOLD KETT?S RENDSZER
A HOLD MOZGASA
ALTALANOS LEIRAS, A
HOLDPALYA VALTOZASAI
A HOLD LATSZOLAGOS EGI MOZGASA,
FAZISOK
FOGYATKOZASOK
AZ ARAPALY- JELENSEG
TENGERI ES SZILARD DAGALYOK
A FOLDON ES A HOLDON
KOVETKEZMENYEK
A Fold forgastengely-stabilitasa
A rendszer perdulet-atrendez?dese:
a Fold lassulo forgasa, a Hold tavolodasa
A Hold kotott
forgasa
A HOLD HATASAI A FOLDI EL?VILAGRA
A HOLD KELETKEZESENEK HATASA
A KOZVETLEN KOVETKEZMENYEK
A LEGKOR ATALAKITASA
AZ
ARAPALY HATASA
A PERDULETATRENDEZ?DES
A (kezdetben) kozeli
Hold hatasa
A foldforgas
lassulasa
Megn? a napok hossza:
ujabb lehet?segek az el?vilagnak
Megvaltoznak a szelrendszerek
A foldi magnetoszfera
modosulasa
A FOLDFORGAS STABILIZALASA
A SZILARD DAGALYOK HATASA:
FESZULTSEGEK A KEREGLEMEZEKBEN, ARAPALYF?TES
A HOLD MINT VED?PAJZS A KOZMIKUS BECSAPODASOK
ELLEN
EGY BECSAPODAS KOVETKEZMENYEI
AZ EL?VILAGRA
A HOLD NYUJTOTTA VEDELEM ES
ANNAK CSOKKENESE A TAVOLODASSAL
A HOLDFENY ES A ARAPALY HATASA
AZ EL?LENYEK VISELKEDESERE
A HOLDFENY ES A FAZISOK
AZ APALY ES DAGALY
A HOLD ES AZ EMBER
A MULT ES A JELEN
TERVEK A JOV?RE
BEFEJEZES
KOSZONETNYILVANITAS
IRODALOMJEGYZEK
BEVEZETES
Az Apollo-expediciok ota a kozvelemeny
a Holdat mar nem tartja igazan erdekes egitestnek.
Akkoriban ugy t?nt, mar mindent megtudtunk rola,
amit csak meg lehet. 1969 es 1972 kozott hat ?rhajoval,
(Apollo-11, -12, -14, -15, -16, -17) 12 ember jart a bolygon.
Osszesen kb. 300 oranyi id?t toltottek
ott, kulonfele vizsgalatokat vegeztek, tobb,
mint 100 km-nyi utat tettek meg es csaknem 400 kg holdk?zetet
gy?jtottek
(Almar-Horvath, 1981).
Az ?rszondak es ?rhajok kozeli
fotoi alapjan a Hold felsziner?l a korabbinal
joval reszletesebb terkepek keszultek,
amelyeken most mar a Foldr?l nem lathato
tulso oldala is szerepelt. A belsejer?l is sikerult
hozzavet?leges kepet alkotni az otthagyott szeizmometerek
segitsegevel.
Az eredmenyek eleg lehangoloak voltak. Mar
azel?tt is koztudott volt, hogy a Hold szaraz, halott
bolygo, felszinenek legnagyobb resze kietlen
sivataghoz hasonlit, amelyet itt-ott meteoritkraterek, sima
medencek vagy hegylancok szakitanak meg. Legkore,
folyekony vize, s?t, valodi talaja sincs, ezert
el?lenyek lete sem valoszin?.
Az ujabb, alaposabb megfigyelesek joreszt csak
ezt er?sitettek meg. A tudosok is tobbet
vartak az expedicioktol, legalabbis
maganak a Holdnak a keletkezeset es tortenetet
szerettek volna kideriteni; egyes ambiciozusabb
elkepzelesek szerint a visszahozott k?zetmintakbol
rekonstrualhato lenne a Naprendszer kialakulasa is.
Am a holdk?zetek reszletes analizise nem igazolta
a remenyeket; valojaban tobb kerdest
vetett fel, mint amennyit megvalaszolt.
A bolygokutatok manapsag inkabb a Naprendszer
tavoli, erdekesebb videkei fele tekintenek,
pl. a Mars - ahova mar az emberes utazasokat tervezik
- , az oriasbolygok es holdjaik, vagy a Kuiper-ov
fele. Masok a kozeli csillagrendszereket furkeszik,
lakott vilagok, vagy legalabb bolygok utan kutatva. A gazdasagi szempontokra
is tekintettel kellett lenni, igy maga az ?rhajozas
- eltekintve bizonyos nagyleptek? vallalkozasoktol
- visszahuzodott a foldkozeli tersegre.
Az utobbi nehany evben megis bekovetkezett
a Hold ?ujrafelfedezese". Nem veletlenul: kiser?nk
ketsegkivul rendkivuli egitest,
s furcsasagai maig nyugtalanitjak a tudosokat.
A Naprendszer negy k?zetbolygoja kozul egyedul
a Foldnek van holdja (a Marsot kerulget? ket szabalytalan
formaju, apro sziklatombot nem tartjuk annak),
es neki is csak ez az egy. Hold letere igen nagy az
anyabolygojahoz kepest - ezert a Fold-Hold
rendszert kett?sbolygonak is tekinthetjuk. Az is csak
mostanaban kezd kiderulni, hogy minden er?feszites
ellenere sok titkat maig meg?rizte, ezert
probalkoznak a tudosok ujra es ujra,
egyre fejlettebb modszerekkel. Az eredete pl. maig is homalyos;
a kulonfele elmeletek egyike sem tokeletes
meg.
Arrol sem tudunk eleget, hogy milyen hatasai vannak a
Holdnak a Foldre, illetve a foldi el?vilagra.
Ez az egesz rendszer igen erzekeny es osszetett,
igy nehez az egyes folyamatokat kulonvalasztani
es nyomon kovetni. Ezert manapsag is igen nehez
ebben a temaban egzakt megallapitasokat
tenni, s viszonylag keves eddig megjelent munka foglalkozik vele.
A hold- es bolygokutatas els? hullama,
vagyis a 60-as-70-es evek ota sok, az addigiaknal
joval kifinomultabb ?rkutato m?szert es
egyeb eszkozt talaltak fel. A kozel kering?
Hold nyilvan olcso es viszonylag biztonsagos
gyakorloterep lehet az uj berendezesek kiprobalasara,
miel?tt tavolabbi egitestek vizsgalatara
kuldenenk ?ket.
Mindez elegnek bizonyult ahhoz, hogy a figyelem ismet
egi szomszedunk fele forduljon. A precizebb
meresek, reszletesebb vizsgalatok sok ujdonsaggal
szolgaltak, s joval arnyaltabba tehetik a rola
kialakult kepet.
Diplomamunkamban celom az volt, hogy megprobaljam
a Holddal kapcsolatban felmerul? uj ismereteket, s a
rajuk epul? elmeleteket (keletkezes,
tortenet, hatasai a Foldre) osszefoglalni,
s valamifele altalanosabb rendszerbe beilleszteni.
A problema igen sokoldaluan elemezhet? (geofizika,
egimechanika, biofizika, kemia stb.), az apropojat
f?leg a Hold mellett is elhalado
Galileo
es
az ujabb, kifejezetten ?t vizsgalo
Wind,
a
Clementine
es
a
Lunar Prospector
?rlaboratoriumok - mostanaban
kozolt - eredmenyei adtak.
1.
A HOLD, MINT EGITEST
1.1.
A HOLD FELSZINE
Adatok
(Marik, 1989; Herrmann, 1992)
:
Felszin 37,96 millio km
2
(A Folde:
510 millio km
2
)
Kozepes latszolagos atmer? 31?5"
Atlagos albedo (fenyvisszaver? kepesseg)
0,07
Albedo (a helyt?l fugg?en)
0,04-0,14
Albedo (
Mare-videkek
) 0,03
Albedo (
Terra-fennsikok
) 0,24
1. abra. A Hold ket oldala (megjelolve a magyar vonatkozasu
kraterek).
A Hold felszine er?s tagoltsagot mutat, mar
puszta szemmel is megfigyelhet?ek rajta egyes kiterjedtebb strukturak.
Meret szerint a legfontosabbak:
A legnagyobb tajegysegeknek a Hold ket oldalat
tekintjuk.
Regota ismeretes, hogy a holdfelszinnek
csak egy resze - 59%-a - lathato a Foldr?l.
A tuloldalt voltakeppen csak nemreg, az ?rkorszakban
kezdtuk megismerni, mikor lehet?ve valt a bolygo
megkerulese. Hamar kiderult, hogy a ket fel
er?s aszimmetriat mutat. Igy kulonboznek
a gravitacios ter eloszlasa, magassagi
viszonyok, geokemiai osszetetel, de a kereg es
a kopeny szerkezete alapjan is
(Illes, 1996).
(Err?l lasd meg az 1.2.1. fejezetet.)
A tengerek es szarazfoldek
a lathato
oldal jellegzetes alakzatai
(Marik, 1989)
.
A szarazfoldek
(Terra-fennsikok) nagy, vilagos, viszonylag magasan fekv?
siksagok
. Az elnevezes, ti. s
zarazfold,
itt valojaban csak a
tenger
ellentete, hiszen
a Holdon nincs folyekony viz. (Az egyes fennsikok
nem is kaptak sajat nevet, mint a
Mare-videkek
.) A
holdfelszin legid?sebb teruletei koze tartoznak,
a koruk 4,1 milliard ev. Feluletukon szamos
kisebb-nagyobb krater es hegyseg figyelhet?
meg.
A
tengerek (Mare-videkek) sotet,
szaraz, vulkani bazalttal reszben feltoltott
medencek, tobbseguk kozel kor formaju,
az atmer?juk 1000 km-es nagysagrend?.
Altalaban az atlagfelszinnel (amelyet
vonatkoztatasi siknak hasznalunk a holdi alakzatok
magassaganak megallapitasahoz)
melyebben vannak. Az innens? oldal kozonseges
osszetev?i (kb. 1/3-at boritjak), a tuloldalon
viszont csak egy-kett? van bel?luk. Az aljzatuk nemcsak
teljesen sik (a
Clementine
szonda
lezeres szintmeresei
szerint a vizszintessel legfeljebb 1:1000 hajlasszoget
zarnak be
(Illes, 1996)
), de
mindegyikuk igen
pontosan azonos magassagszinten van
. A meretuk alapjan
neveztek el ?ket. A legnagyobbtol a legkisebb fele
haladva tengernek (latinul mare, oceanus), obolnek (sinus), tonak
(lacus), vagy mocsarnak (palus)
(Almar-Horvath,
1981).
Fiatalabbak a szarazfoldeknel,
mindannyian
a 3,8 es 3,2 milliard ev kozotti id?szakban
keletkeztek.
Ez az oka, hogy a becsapodasos kraterek
is ritkabbak a felszinukon, mint a szarazfoldeken.
(A
leghevesebb kozmikus bombazas 3,9 millard eve
erhetett veget.)
Nemritkan gy?r? alaku
hegysegek veszik korul ?ket, f?kent
a nagyobbakat.
A
Mare-videkek
folott a meresek
jelent?s pozitiv gravitacios anomaliakat
mutattak ki. Ezeket a felszin alatt megbuvo, az atlagosnal
nagyobb s?r?seg? k?zettomzsok
okozhatjak. Ezeket angolul
mas
s
con
centration-nak
hivjak, ennek osszevonasabol szarmazik
a
mascon
nev. A tengereket korulvev?, vekony
gy?r?szer? tersegben viszont negativ
anomaliat talaltak. Ez arra utalhat, hogy a holdi
k?zetburok behajlik a
mascon
sulya alatt, s azt tulajdonkeppen
ez tartja meg.
A Hold tuloldalan, a ket nagy tengerevel
(
Mare Imbrium, Mare Serenitatis
) atellenes pontokban a kutatoszondak
m?szerei viszonylag jelent?s lokalis magneses
teret mertek ki
(Illes, 2000, 145.o.; Sik-Simon, 1999)
.
Ezt a felszinen vagy ahhoz kozel fekv?, felmagnesezett
k?zetek okozzak, es eleg er?s, hogy a
napszel reszecskeit ne engedje a felszinig,
s?t, kisebbfajta sugarzasi ovezetbe tereli ?ket.
A
Lunar Prospector
meresei szerint e magneses
mez?k tobb szaz km-es atmer?j?ek,
erejuk mintegy 40 nanotesla (a Hold jelenlegi terereje a felszinen
atlag 1-5 nanotesla, a Folde ennel kb. 10 ezerszer
nagyobb.) (A lehetseges magyarazatot lasd a 2.2.2.
fejezetben.)
A
holdi hegysegek
legnagyobb resze
a
meteorit-kraterekhez (asztroblemakhoz, ?csillagsebhelyekhez")
kot?dik.
Ezek a holdfelszin legfelt?n?bb sajatossagai;
mindenutt lathatoak, a legkulonboz?bb
meretekben. Meg mikromeret?ek is el?fordulnak
a k?zetek belsejeben. Mindegyiket egy-egy kozmikus egitesttel,
(meteorral, ustokossel) valo utkozes
alakithatta ki. Egy-egy ilyen becsapodas soran
a hirtelen felszabadulo h? es az er?s utes
lokeshullamai robbanast okoznak (2.1.3. fejezet),
amely felturhatta a fels? reteget, s igy keletkeztek
a melyedeseket korulvev? hegykoszoruk.
Ha a k?zet eleg rugalmas, ugy viselkedik ilyenkor,
mint a viztukor, amibe kavicsot ejtettunk. A felszin
vegighullamzik, az utkozes helyen
kupszer?en kidudorodik. Csakhogy, mig a vizfeluleten
szetterjed a hullam, addig a talajretegeken csak egy
bizonyos - a robbanas erejet?l fugg? - tavolsagig
jut, ezutan megall, ?megdermed". Tobbe-kevesbe
igy kelekeznek a meteoritkraterek. Ha rugalmatlan k?zeteket
er kozmikus talalat, nem hajlik vissza a fenekaljazat,
s vegul csak egy nagy horpadas jon letre,
a szelen feltorlodott magas sanccal, kozponti
hegy nelkul. A Holdon es mas bolygokon
is megtalalhato mindketfajta asztroblema.
Meretuk alapjan, otfele kratertipust
kulonboztethetunk meg
(
Herrmann, 1992)
:
-
Korulsancolt siksagok.
Ezek a legnagyobb
meret? kraterek, kor vagy sokszog formajuak,
az atmer?juk meghaladja a 100 km-t. A holdi Deli-polus-Aitken-medence
az eddig ismert legnagyobb ilyen alakzat a Naprendszerben. Az atmer?je
kb. 2500 km, a peremt?l a fenekig 12 km mely
(Illes,
1996.).
Az robbanas, amely kivajta, keves hijan
szetvetette
a Holdat. Az aljan sotet szin?
anyag figyelhet? meg, nyilvan a holdkopeny kerult
a felszinre
(Powell, 1991)
. A fiatalabb kraterek kozul
tobb, mint pl. a 850 millio eves
Kopernikusz,
vagy a Deli sarkon lev?, 96 millio eves
Tycho
,
sugaras felepites?. Ezekb?l tobb,
vilagos szin?, egyenes vonal indul ki, sugarszer?en
szettartva; nagy tavolsagig lathatoak.
Neha tobb km szelesek, mas kratereken,
hegysegeken is athaladnak; arnyekot nem vetnek,
vagyis alacsony kepz?dmenyek. A
Tycho
esetebenmeg
1800 km-re a kratert?l is ki lehet venni ?ket. Ezek
a vonulatok tulajdonkeppen a robbanas altal kidobott,
er?sebb feny?, csillogo k?zettormelekek,
amelyeket a tovabbi becsapodasok meg nem szortak
szet. Letuk tehat szinten arra utal, hogy
az adott krater meg viszonylag fiatal. Osszesen kb 60
ilyen sugaras krater lathato a Hold innens?
oldalan. A legnagyobb meret? asztroblemak
a
Mare-videkeknel
alig kisebbek, s feltehet?,
hogy ha a becsapodas ereje valamivel nagyobb lett volna,
itt is a felszinre tor a lenti magma, amely a tengereket is
elontotte annak idejen.
2.
Gy?r?s hegyek
. 20-100 km atmer?j?,
szinten kor vagy sokszog alaku kepz?dmenyek.
3.
Dudorok (lunar domes).
10-20 km atmer?j?,
250-500 m magas, kerek ?dombok". Sokuk tetejen kb. 1000 m atmer?j?
bemelyedest figyelhetunk meg.
4.
Kozonseges meteoritkraterek.
Ezek
1 es 20 km kozotti atmer?j?ek,
olykor a
kozponti kupot
is meglelhetjuk.
5.
Kis kerek hegyek.
1 km-nel kisebb meret?ek,
gyakran kraterek kozponti hegy nelkul, maskor
vulkani kuphoz hasonloan.
Foldi tipusu, a bels? er?k altal
felgy?rt hegylancok
csak elvetve talalhatoak
a Holdon. Meg a
kozel egyenes hegysegek
is joreszt
kraterek vagy tengerek peremei; nagy tobbseguk
az innens? oldalon van. Ezek egy reszet foldi
hegysegekr?l neveztek el. A
Mare Imbrium
menten
elhelyezked?
Apenninek
a leghosszabb (kb. 1000 km), es
az egyik legmagasabb (6000 m korul). Szomszedos hegysegek
a
Kaukazus
(5900 m-es magassag), a
Karpatok
(2300
m), es az
Alpok
(3600 m). (A Hold legmagasabb hegyei 11350
m-esek.) A
Mare Nubium
es
az
Oceanus Porcellarum
kozott az 1200 m magas
Riphaeus,
a
Mare Serenitatis
delnyugati
reszen a
Haemus
, es a
Mare Nectaris
menten
a
Pireneusok
hegysegeket figyelhetjuk meg.
A
tulodalon osszesen csak ket hasonlot, a
Rook
es a
Kordillerak
hegysegeket ismerjuk,
mindkett? a nagy
Mare Orientale
medencehez kot?dik,
vagyis egyik sem gy?rt lanchegyseg.
T?zhanyokbol is keves van, s a legtobb
mar regen kialudt; aktiv vulkan legfeljebb
egy-kett? lehet az egesz bolygon (err?l b?vebben
lasd 1.2.1. fejezetben).
Szakadekok
is nagy szamban talalhatok
a Holdon. Ezek vonalas szerkezetek, amelyek neha bonyolultabb alakzatokat
is felvesznek. A
barazdak
kb. 1 km szeles,
olykor tobb 100 km hosszu arkok; egyenesek es
kanyargosak egyarant vannak koztuk. Egyesek sok,
egybeolvado kis kraterb?l tev?dnek ossze.
A
volgyek
szelesebb repedesek, amelyek kozott
van hasonlo, krateres eredet?, es a bels?
er?k altal szettolt arok is (ilyen pl. a
Vallis
Alpes,
az Alpok harantvolgye). De vannak
vet?desek
is,
mint pl. a
Nagy Fal (Rupes Recta),
amely egy 100 km hosszu,
legfeljebb 300 m magas teraszszer? struktura.
A Hold egesz felszinet affele malladektakaro,
az un.
regolit
boritja. Ez a tengereknel atlagosan
5, a szarazfoldeknel 10 meter vastag
(Meyer,1994)
.
A felszini k?zetek maradvanyaibol kepz?dott,
f?kent a meteorbombazas hatasara.
(Err?l b?vebben lasd a 1.2.2. fejezetet).
1.1.1. A LEGKOR KERDESE
Fontosabb adatok (Almar-Horvath, 1981
;
Marik, 1989)
A legkor atlags?r?sege 10
-20
g/cm
3
Koncentracioja (nappal) 3000 atom/cm
3
Legnyomas < 10
-13
bar
(
Megjegyzes
: a fenti adatok csak hozzavet?legesek.
A kes?bbiekben szo lesz rola, hogy a legkor
a Holdon a nap folyaman is valtoztatja s?r?seget
es osszetetelet.)
Az altalanos velemennyel ellentetben,
miszerint nincs legkore, valojaban a Holdat is
korulveszi egy nagyon ritka gazburok. Ez azonban egeszen
mas, mint a nagybolygok, pl. a Fold eseteben.
A ?
kek bolygo"
tomegvonzasa ui. eleg
nagy, hogy meg tudja tartani az - eredetileg a vulkanjaibol
kiaramlo - illekony gazokat, amelyek igy
s?r? atmoszferat kepeztek korulotte.
(Err?l b?vebben, lasd a 4.1.3. fejezetet.) Ezzel szemben
a Hold gyenge gravitacios tere nem tudja csapdaban
tartani a kicsiny, mozgekony gazmolekulakat (ez a
kulonbseg tulajdonkeppeni oka).
Osszetetel.
A Holdat korulvev?
vekony gazkod f?kent
hidrogenb?l
es nemesgazokbol all. Ez utobbiak els?sorban
a
helium
es az
argon.
1988-ban a
natrium
es a
kalium
jelenletet is kimutattak.10
evvel kes?bb nemet tudosok az
oxigen,
a
szilicium
es az
aluminium
ionjait
is megtalaltak. A kereses ezzel meg nem ert
veget, mivel ezek az elemek egyuttveve is alig 10%-at
adjak a holdatmoszferanak.
(Sterne und Weltraum,
1999./1)
Eredet.
A
H
a bolygokozi ?rb?l
jut a Holdra, mig a
He
nagyreszt a napszelnek
a k?zetekben elnyel?dott es kes?bb
kiszabadult reszecskeib?l all. A tobbi
anyag igy vagy ugy a holdk?zetekb?l szabadul
fel; egyesek a talajbol parolognak el (a napsugarzastol
vagy a meteoritbecsapodasok hevet?l), vagy a
napszel loki ki ?ket. Masok, mint pl. az
Ar
,
f?kent radioaktiv bomlasbol szarmaznak.
A legkor atlags?r?sege 10
-20
g/cm
3
korul van, ilyen jo vakuumot a
Foldon eddig nem is tudtak el?allitani. A
koncentracio nappal kb. 3000 atom/cm
3
(a vilag?rben
atlag 1 atom/cm
3
), ejszaka azonban mas,
s ilyenkor az osszetetel is megvaltozik. Az er?s
ejjeli leh?les hatasara a
He
koncentracioja
20-szorosara n?, mig az
Ar
-e csokken,
mert egy resze megkot?dik a felszini sziklakon
vagy a talajban. Ezek a kis atomsulyu gazok nem is
maradhatnak meg tartosan, meg a napszel reszecskei
is eleg nagy er?vel lokhetik meg ?ket, hogy felgyorsuljanak
az itteni alacsony szokesi sebessegre. A felszinre
szivargo utanpotlas azonban folyamatosan
kiegyenliti a veszteseget, ezert a Holdon allandoan
van valamifele - nagyon ritka - ?leveg?". Ennek h?merseklete
az allando meteorbombazasnak koszonhet?en
nagyon magas, mintegy 1200-1300
o
C lehet.
(Powell, 1991.)
Az 1990-es evek elejen, amerikai kutatok megfigyelesei
nyoman kiderult, hogy a Hold bizonyos ertelemben a kometakhoz
is hasonlit. Ritka legburkabol - akar
az ustokos komajabol - egy tobb,
mint 25 ezer km hosszu
natriumcsovat
fuj ki a napszel. Ez a csova termeszetesen
mindig a Nappal atellenes oldalon talalhato; a Foldr?l
csak kulonleges medszerekkel tudjuk megfigyelni.
Ehhez a temahoz kapcsolodik
a holdi klima
kerdese. Mivel az ottani atmoszfera tul ritka,
id?jarasrol sem beszelhetunk. Soha
nem figyeltek meg a Holdon pl. felh?- vagy kodkepz?dest,
legfeljebb a mikrobecsapodasok altal felvert keves
port.
A leveg? a Foldon komoly h?kiegyenlit?
hatasu pl. a nappali es ejjeli oldal vagy a
polaris es egyenlit?i videkek kozott.
A Holdon ennek hianyaban a h?ingadozas is nagy
- a nappali felen a talaj +118
o
C-ra hevul, mikozben
az ejszakain -153
o
C-ra h?l le. (
Herrmann, 1992)
Szamolni
kell azonban a kisebb-nagyobb meteorok erkezesevel.
Ezeket a Foldon a s?r? legkor tulnyomoreszt
elegeti, s egy bizonyos meret alatt nem is erik el
a felszint. A Holdon meg a legkisebbek is szabadon lezuhanhatnak
es karokat okozhatnak. Hasonlo a helyzet a vilag?rb?l
erkez? artalmas sugarzasokkal: a Fold
legkore es er?s magneses mezeje kivalo
vedelmet nyujt ellenuk, a Holdon mindkett? joreszt
hianyzik. (Err?l a problemarol lasd
meg a 4.5.2. fejezetet.)
1.1.2. VIZ A HOLDON
Az ujabb kutatasok azt mutatjak, hogy a Hold megsem
olyan szaraz egitest, mint azt korabban gondoltak.
Igaz,
folyekony
viz nem lehet a Holdon: az ottani,
kevesebb, mint 10
-13
bar nyomason az olvadas-
es forraspontja egybeesik, vagyis a folyadekfazist
kihagyva
szublimal
, ha eleri ezt a kritikus h?mersekletet.
A Foldon nemcsak a legnyomas elegend?, hogy
a viznel ez a ket h?fok szetvaljon,
de feluletenek nagy tobbsegen megvan a megfelel?
- e ket ertek koze es? - h?merseklet
is. Holdunk felszinen a h?mersekleti
viszonyok sem kedvez?ek, a g?z pedig gyorsan megszokne,
ezert viz tartosan csak jeg formajaban
fordulhat el?.
A legutobbi, f?kent a
Clementine
es
a
Lunar Prospector
?rlaboratoriumok altalvegzett
meresek azt valoszin?sitik, hogy
a Hold polaris videkein nagy mennyiseg?, fagyott
viz talalhato. A Holdon ugyan nem lehetnek a Foldeihez
vagy a Marseihoz hasonlo jegsapkak, de a sarkok
kornyeken azert van nehany krater,
amelyek talajaban a jeg tartosan megmaradhat. Ezekben
a nagy horpadasokban allandoan 40 K koruli
h?merseklet uralkodik, mert a belsejuk mindig
arnyekban marad.
A
Clementine
radarmeresei - meg 1994-ben
- kozvetlenul a vizjeg felderitesere
szolgaltak
(Illes, 1996).
A jeg, vagy a lerakodott
der ui. er?sebben veri vissza a radarhullamokat, mint
a kozonseges talaj. (A Jupiter holdjain is igy
talaltak meg.) A Hold deli polusan valoban
kisse er?sebb visszavert jelet regisztraltak, es
abban bizonyos polarizacios elterest is tapasztaltak.
A masik holdszonda, az 1998. januar 6-an inditott
Lunar
Prospector
meresei mar bonyolultabbak voltak
(Almar,
1999).
A kiserlet alapja az, hogy a Holdunk felszinet
er? er?s kozmikus sugarzas, az atommagokkal
utkozve,
nagy sebesseg?
neutronokat kelt
a fels? talajreteg anyagaibol. Ezek egy resze
a felszin fele tart, s kozben a kulonfele
elemek atomjaival utkozve lefekez?dhet. A
Lunar
Prospector
egyik m?szere, az un. neutronspektrometer
ezeket a reszecskeket, illetve az ? sebesseguket
merte. Ez alapjan harom neutroncsoportot kulonboztetunk
meg:
lassu vagy termikus, kozepes energiaju
vagy epitermikus es gyors
neutronokat
(Sik-Simon, 1999.).
Egyik felosztas szerint a lassuak energiaja 0,3 eV-nal
kisebb, a kozepeseke 0,3 eV es nehany
100 keV kozotti, a gyorsake ennel nagyobb. Mivel
eredetileg minden neutron nagy energiaval szuletik, lassulasuk
mertekeb?l bizonyos melysegig
kovetkeztetni lehet a talajretegek vegyi osszetetelere.
A
Lunar Prospector
meresei szerint a Hold majd
egesz feluleten a kulonboz? energiaju
neutronok aranya csak kis ingadozasokat mutat, egy jellemz?
atlagertek korul. Am a sarkokon es
kornyekukon a epitermikus neutronok szama
hirtelen er?sen - eszakon 4,6 , delen 3%-kal - lecsokken
a termikusokehoz viszonyitva. Itt tehat elterhet
a kemiai osszetetel a holdtalaj tobbi reszet?l,
s mivel a
hidrogenatommag
(proton) fekezi a leghatasosabban
a neutront - leven a tomeguk kozel egyenl?
- ezt a jelenseget ugy is ertelmezhetjuk, hogy
a sarkok korul a talajban hidrogenben gazdag anyagok talalhatoak
nagy mennyisegben.
A legvaloszin?bb magyarazat
az, hogy vizr?l van szo
.
Az eredmenyek alapjan a kutatok egy resze
ugy veli, hogy
osszesen kb. 6 milliard tonna
vizjeg lehet a Holdon, a sarkok kornyeken,
az orokke arnyekos kraterekben.
A vizlel?helyek elvileg mindket felteken
a 13,5 szelessegi fokig terjedhetnek (itt lehet megfelel?
a h?merseklet), de ujabb vizsgalatok
szerint valojaban csak kisebb foltokban, osszesen kb.
2000-2000 km
2
teruletet foglalnak el mindket polus
menten. Ilyen ?foltok" delen a Deli -sark-Aitken-medence,
eszakon a Peary- Hermite- Plaskett- es Rozsgyesztvenszkij-kraterek
eszaki videkei.
Mivel eszerint a vizjeg aranylag kis teruleten,
nagy koncentracioban fordul el?, nem valoszin?,
hogy a felszinen lenne. A gyorsneutronok (1 MeV felett) ui. mar
nagyobb esellyel fekez?dnek az oxigen atommagokon,
mint a hidrogenen. Ha tehat a viz ilyen nagy mennyisegben
gy?lt volna ossze a felszinen, akkor a nagy energiaju
neutronok szama is csokkenne. Ezert feltetelezik,
hogy a joreszt osszefugg? jegretegek
folott meg egy vekony, 40-50 cm-es szaraz
talajtakaro is huzodik, amelynek sajat oxigentartalma
csak a szokasos mennyiseget fekezi le a gyorsneutronokbol.
Igy ezek mert fluxusaban nincs elteres
a Hold tobbi regiojahoz kepest. A neutronspektrometer
ugyan mindossze 50 cm talajmelysegig kepes kimerni
a vizjeget, am feltehet?, hogy az kb. 2 m-rel nyulik
a felszin ala. Az elmult 2 milliard evben
erkez? meteorok es egyeb egitestek, amelyek
a vizet a Holdra szallithattak, becsapodasuk
soran legfeljebb eddig a melysegig furhattak
le a regolitba.
A viz eredete.
Elvileg haromfele
modon kerulhetett a Holdra. El?szor is, az el?bbiek
alapjan a lezuhano, nagy szentartalmu meteorok
es ustokosok belsejeben erkezhetett,
s valoszin?leg hosszu id?telhetett el,
mire ilyen nagy mennyisegben felhalmozodott. A robbanasok
ui. a viz legnagyobb rezet elparologtattak,
es kirepitettek az ?rbe, raadasul
a becsapodasok legtobbje nem a sarkok kornyekere
hozta, mashol viszont szinten gyorsan elparolgott
es megszokott. A Hold bels? uregeib?l
is lassankent felfele torhetett a viz, vagy a
napszelben aramlo protonok (
H
-ionok) redukalhattak
a talaj oxigentartalmu vegyuleteit (pl. vas-oxid).
A viz lete ellen szol
, hogy a holdrengesek
finomabb vizgalata nem utalt vizzel telt uregekre sem
felszinkozeli retegekre (
Herrmann, 1992)
. A
Lunar
Prospector
mereseit sem sikerult meger?siteni.
Az ?rszondat ui. ugy iranyitottak,
hogy kuldetese vegen az egyik - remelhet?leg
vizben gazdag - sarkvideki regioban erje
el a holdfelszint A becsapodasnak vizg?zt
kellett volna a ?legkorbe" juttatnia, amit tavolabbrol
is eszlelhetnek a foldi vagy ?rbe telepitett m?szerek.
A kiserlet azonban, ugy t?nik, sikertelen volt:
a vizg?z jelenletet nem sikerult kimutatni.
Egyes magyarazatok szerint azert nem, mert a hidrogen
mas anyagok, pl. szabad OH-gyokok resze is lehet,
vagyis a
Lunar Prospector
mereseit esetleg nem jol
ertelmeztek.
Vegeredmenyben csak annyit lehet megallapitani,
hogy a holdi vizjeg ?ugye" meg nincs lezarva,
s dontes csak a tovabbi kutatasoktol varhato.