Księżyc naturalny satelita Ziemi

Zobacz slidy

Treść prezentacji

Slide 1

Księżyc naturalny satelita Ziemi

Slide 2

Informacje ogólne Księżyc jest naszym najbliższym sąsiadem. Siódmy Kontynent - tak nazywał naszego naturalnego satelitę radziecki astronom N.A. Warwarow. Były ku temu dwa powody: pierwszy to domniemanie, iż nasz Księżyc jest fragmentem Ziemi, jej odpryskiem; drugi - że jest on, obok rodzimej planety z jej lądami, najlepiej poznanym ciałem niebieskim, tworzącym jakby jeszcze jeden jej kontynent. Jego powierzchnia wynosi 37910000 km2, czyli jest mniejsza od powierzchni Azji, a nawet od powierzchni obu Ameryk, co również w pewnym sensie może uzasadnić ową przenośną nazwę.

Slide 3

Rozmiar Średnica księżyca wynosi 3475 km. Ponad 14 średnicy Ziemi. Jest to drugi co do wielkości, w stosunku do średnicy planety macierzystej, księżyc w Układzie Słonecznym. Pierwszy jest Charon, księżyc Plutona, którego średnica wynosi około 12 średnicy planety. Jego powierzchnia 37910000 km2, mniej niż powierzchnia Azji. Między innymi dlatego rosyjski astronom N.A. Warwarow nazwał Księżyc siódmym kontynentem. Małą odległość od Ziemi sprawia, że gołym okiem możemy dostrzec szczegóły powierzchni, a za pomocą lornetki niektóre kratery i pasma górskie. Księżyc jest najjaśniejszym ciałem na niebie poza Słońcem. Jasność w pełni przekracza 12m.

Slide 4

Masa, gęstość, temperatura powierzchni 81 Księżyców potrzeba do zrównoważenia masy Ziemi, 49 objętości. Średnia gęstość satelity wynosi 3,34 kgdm3, 23 gęstości Ziemi. 7,3471022 kg. Siła przyciągania jest 6 razy mniejsza. Człowiek na Ziemi ważący 60 kg na Księżycu miałby 10 kg. Z powodu braku atmosfery i powolnej rotacji, a raczej długiego dnia i nocy dzienne amplitudy temperatury są bardzo wysokie. Podobnie jak na Merkurym, skały mają dużo czasu do nagrzania się osiągając do 138 stopni w dzień i dużo czasu do ochłodzenia. Brak atmosfery sprawia, że temperatura nie może być rozprowadzana. Podobnie jest ze wszystkimi meteorytami, sondami i innymi ciałami w tej odległości od Słońca. Skafander astronauty musi być

Slide 5

Orbita Księżyca Księżyc porusza się po nieznacznie eliptycznej orbicie w średniej odległości 384600 km z prędkością 3700 kmh. W ciągu 20 minut przemierza odległość równą odległości między Szczecinem a Rzeszowem. Odległość i prędkość obiegu nie jest stała. W ciągu roku oddala się od nas o 6 cm. W chwili kiedy powstał, czyli około 4 mld lat temu Księżyc był pięć razy bliżej niż jest teraz, powodując kilometrowe pływy. Ziemia kręciła się wtedy dużo szybciej. Grawitacja obu ciał dąży do zsynchronizowania czasu obrotu z czasem obiegu. Księżyc jest lżejszy, dlatego synchronizacja już nastąpiła. Efektem tego jest zwrócona ku nam ta sama strona srebrnego globu.

Slide 6

Atmosfera Księżyc nie zdołał utrzymać gęstej atmosfery, jednak tuż nad jego powierzchnią nie ma zupełnej próżni. Nieustanne bombardowanie promieniowaniem kosmicznym i meteorytami wzbija nad powierzchnię chmurę zjonizowanych atomów. Ciśnienie tych atomów wynosi zaledwie 10-10 hPa. Astronauci lądujący na Srebrnym Globie odkryli np. atomy helu i argonu. W 1988 r. obserwatorzy z Ziemi dołączyli do tej kolekcji jony sodu i potasu. Wybite z księżycowego gruntu jony i atomy nie są w stanie jednak stworzyć stałej, gęstej atmosfery, takiej jak na Ziemi. Księżyc jest na to zbyt mały. Jego siła ciążenia nie potrafi zapobiec ucieczce atomów w kosmiczną przestrzeń. Niemniej jednak jest stale otoczony przez niezwykle rozrzedzony obłok jonów i atomów. Pełen skład tego obłoku nadal jest tajemnicą. Do tej pory rozpoznane hel, argon, sód i potas stanowią tylko 10 jego zawartości. nowe składniki księżycowej atmosfery: tlen, krzem i glin, rozpoznała grupa amerykańskich i niemieckich uczonych, a swój raport opublikowała w najnowszym numerze Geophisical Research Letters. Naukowcy wykorzystali jeden z instrumentów badawczych na pokładzie satelity WINd, który krąży w Kosmosie od 1994 r.

Slide 7

Zaćmienia Zaćmienie Słońca następuje gdy linia węzłów będzie zwrócona ku Słońcu, a Księżyc będzie w pełni. W przeciwnym wypadku cień rzucany przez satelitę ominie Ziemię. Księżyc jest 400 razy mniejszy od Słońca, ale jest też 400 razy bliżej Ziemi niż Słońce. Dlatego wielkość jego tarczy na niebie jest zbliżona do wielkości tarczy Księżyca. Podobnie jest z zaćmieniem Księżyca. Jednak cień rzucany przez Ziemię jest dużo większy niż ten rzucany przez Księżyc, dlatego zaćmienie Księżyca zdarza się częściej. W momencie wkraczania Księżyca od zachodu w cień rzucany przez Ziemię ciemność poczyna wschodni rąbek jego tarczy. W miarę, jak coraz większy obszar Srebrnego Globu ogarnia mrok dostrzec można, że cień rzucany przez Ziemię ma kolisty kształt. Jest to jeden z dowodów na

Slide 8

Dlaczego Księżyc się od nas oddala? Przyciąganie Księżyca powoduje wybrzuszenie Ziemi w kierunku Księżyca. Ponieważ Ziemia się dość szybko obraca, wybrzuszenie nie jest dokładnie pod Księżycem, tylko przesunięte nieco w kierunku obrotu Ziemi. Wybrzuszenie to powoduje, ze grawitacja Ziemi nie oddziałowywuje na Księżyc dokładnie po linii łączącej ich środki mas, tylko nieco w bok - w kierunku obrotu Ziemi. Powstaje wiec składowa tego przyciągania działająca prostopadle do kierunku Ziemia-Księżyc, w kierunku obrotu Ziemi. Ponieważ akurat Księżyc obiega Ziemie w tym samym kierunku, powoduje to przyspieszanie go na orbicie, w rezultacie czego oddala się od Ziemi. (Gdyby Księżyc obiegał Ziemie w kierunku przeciwnym do obrotu Ziemi, ten sam efekt powodowałby jego zbliżanie się do Ziemi.) Oddalając się od Ziemi, Księżyc dodatkowo na orbicie zwalnia (taki mały paradoksik mechaniki orbitalnej - jak ciało przyspiesza, to zwalnia [i odwrotnie...]). Ponieważ akcja równa się reakcji, ta sama siła, co przyspiesza (i zwalnia...) Księżyc, powoduje zwalnianie ruchu obrotowego Ziemi (tu efekt jest niezależny od kierunku obiegu Ziemi przez Księżyc). W

Slide 9

Powierzchnia Z powodu zrównania się ruchu obrotowego z ruchem obiegowym (tzw. rotacja związana) Księżyc zwrócony jest ku Ziemi zawsze jedną stroną, czyli możemy widzieć tylko połowę jego powierzchni. Jednak obszar widzialności powierzchni Srebrnego Globu ulega niewielkim zmianom. Zjawisko to nosi nazwę libracji (od libra - waga), a zostało ono zauważone po raz pierwszy przez Galileusza.

Slide 10

Wnętrze Dotychczas uzyskano ze Srebrnego Globu skały, które można w zasadzie zaliczyć do jednego z trzech rodzajów. Są to: ciemny bazalt mare oraz noryt KREEP i anortozyt oba ostatnie występujące na księżycowych wyżynach. Ciemna barwa bazaltu spowodowana jest zawartością związków żelaza i tytanu. Noryt KREEP zawdzięcza swą nazwę niezwykle dużej zawartości potasu K, ziem rzadkich REE (Rare Earth Elements) oraz fosforu P. Skała ta jest jasna, podobnie z resztą jak anortozyt. W porównaniu z tym ostatnim jednak zawiera m.in. aż 50 do 100 razy więcej nie tylko pierwiastków oznaczonych skrótowcem KREEP, ale również promieniotwórczych, takich jak uran i tor. Skały wszystkich trzech wymienionych typów zawierają krzemiany magnezu i żelaza pod postacią piroksenów lub oliwinów oraz skalenie glikokrzemiany, tu głównie wapnia. Bazalt w nieco ponad 50 procentach składa się z owych krzemianów magnezu i żelaza, a oprócz tego ma znaczną, bo 10- lub 20-procentową domieszkę ilmenitu, który jest tytanianem żelaza. Anortozyt natomiast to prawie czysty skaleń wapniowy anoryt. Noryt w porównaniu z pozostałymi dwoma materiałami skalnymi ma skład pośredni.

Slide 11

Wnętrze Charakterystyczną cechą skał księżycowych jest ich silne zubożenie w pierwiastki, takie jak kadm, cynk, ołów, potas, sód i inne. Pod tym względem minerały Srebrnego Globu różnią się tak zasadniczo od ziemskich, że stanowi to argument przeciw utworzeniu się Księżyca i naszej planety z jednego wspólnego ciała macierzystego. Zarówno bazalt mare, jak i oba materiały wyżynne mają ten odmienny ogólny skład pierwiastkowy od tego, jaki występuje w atmosferze słonecznej czy w chondrytach. Bazalt, noryt KREEP i anortozyt przypominają natomiast ziemskie skały magmowe. Można z stąd wyciągnąć uzasadniony wniosek, że to procesom magmowym zawdzięczają powstanie i skład. Bazalt mare i noryt KREEP powstały wskutek częściowego przetopienia we wnętrzu globu księżycowego. Anortozyt natomiast został wytworzony w procesie innego typu, a mianowicie na drodze krystalizacji frakcjonowanej. Jak wykazały badania prawie cała skorupa księżycowa o grubości ocenianej na około 60 do ponad 100 kilometrów zbudowana jest z anortozytu. Bazalt mare wypełnia głównie stosunkowo płytkie niecki nizin.

Slide 12

Pływy Poziom wody w oceanach podnosi się i opada w regularnych odstępach czasu, dwukrotnie w ciągu doby. Ta rytmiczność przypływów wpływa na ludzi, którzy bądź pracują na morzu, bądź mieszkają w jego sąsiedztwie. Już w starożytności zauważono, że pora rozpoczęcia przypływu w następujących po sobie dniach opóźnia się o kolejne 50 minut. O tyle mniej więcej bowiem opóźnia się każdego dnia wschód Księżyca. To siła przyciągania naszego satelity jest w części odpowiedzialna za pojawianie się pływów. Jak jednak wytłumaczyć ów wpływ Księżyca, skoro siła przyciągania wywierana przez Słońce jest po wielekroć większa? Otóż siła pływotwórcza niezbyt odległego Księżyca jest znacznie większa (2,17 rażą) niż dalekiego Słońca. Oznacza to jednak, że i nasza gwiazda przyczynia się do powstawania pływów.

Slide 13

Ciekawostki Na Księżycu znajduje się największy krater uderzeniowy w Układzie Słonecznym. Jest to krater Aitkena i ma on średnicę ponad 2200 kilometrów. Odległość między Ziemią a Księżycem wynosi 384 000 km. Czyli światło pokonuje ją w nieco ponad sekundę. Nocą temperatura na Księżycu spada do 162 stopni Celsjusza. Księżyc obiega Ziemię w 27,3 dnia. Księżyc ma zaledwie średnicę Ziemi. Księżyc świeci tak jasno dlatego, że jego pył zawiera okruchy szkliwa odbijające światło. Wiele wskazuje na to, że Księżyc był kiedyś w stanie płynnym. Badania skał księżycowych pozwalają szacować, że skalna skorupa wykształciła się 4,48 miliarda lat temu. Przez następne 500 milionów lat meteoryty rozbijały i nadtapiały tę skorupę. W wyniku dwóch ostatnich potężnych zderzeń, które miały miejsce około 4 miliardów lat temu, powstały baseny uderzeniowe, znane jako Morze Deszczów (Mare Imbrium) i Morze Wschodnie (Mare Orientale). Grawitacja na naszym Księżycu jest 6 razy mniejsza od ziemskiej.

Slide 14

Charakterystyka fizyczna Średnica równikowa 476,2 km (0,273 Ziemi) Gęstość 3,344 gcm 3 472,0 km (0,273 Ziemi) Przyspieszenie grawitacyjne na równiku 1,622 ms (0,1654 Ziemi) Średnica biegunowa Promień 1 737,064 km (0,273 Ziemi) Prędkość ucieczki Spłaszczenie 0,0012 27,321 661 d Powierzchnia 3,793107 km (0,074 Ziemi) Okres obrotu wokół własnej osi Prędkość obrotu 16,655 kmh (na równiku) Nachylenie osi pomiędzy 3,60 a 6,69 Jasność w pełni -12,74 mag Temp. powierzchni min. 40K średnia 250K maks. 396K Odległość od Ziemi 384 403 km Objętość 2,1971010 km (0,020 Ziemi) Masa 7,347 6731022 kg (0,0123 Ziemi) 2,38 kms

Slide 15

Prezentacja: Księżyc Sebastian Tofilski 3TI