Povrch Měsíce

Naše přirozená družice, Měsíc, je krásný, avšak zcela pustým místem - vzhled jeho povrchu, který se výrazně liší od toho zemského, byl vytvořen bombardováním tělesy z vesmíru i vlastní sopečnou aktivitou.

Při pohledu na úplněk můžete i pouhým okem vidět, že Měsíc má na svém povrchu dva zřetelně odlišné typy krajiny. Většina povrchu je tvořena světlou krajinou (světlá je díky odrazu slunečního světla), která je však na řadě míst přerušena opticky tmavšími skvrnami s často téměř kruhovými okraji. Jedná se o tzv. měsíční moře (latinsky mare). Světlejší oblasti se nazývají měsíční pevniny.

Povrch vypráví

Dalekohledy nám mohou dále odhalit, že pevniny jsou tvořeny krátery všech možných velikostí, kdežto moře jsou rozlehlé roviny, jejichž povrch je narušen mnoha krátery. V mořích se často jeví světlejší než jejich okolí a jsou někdy obklopeny světlejšími paprskovitými útvary. Paprsky se mohou táhnout i do vzdálenosti stovek kilometrů od centrálního kráteru.

Moře, pevniny i krátery nám společně vyprávějí příběh o komplikované historii Měsíce. Měsíc je pustá, skalnatá koule bez plynné atmosféry o průměru asi 3 476 km a bez dostatečné gravitace, která by byla v naší vzdálenosti od Slunce schopna udržet nad jeho povrchem nějakou atmosféru (ve větší vzdálenosti od Slunce by to bylo jiné - tam se díky nízké teplotě zpomaluje pohyb molekul plynů.

Teplotní extrémy

Absence plynné obálky, která by uchovávala a roznášela teplo, společně s pomalou rotací Měsíce kolem vlastní osy vede k tomu, že na Měsíci panují, na rozdíl od Země, extrémní teploty. V poledne během dlouhého slunečního dne mohou teploty dosáhnout výše až 123°C, zatímco o půlnoci, o 14 pozemských dní později, klesají až k -233°C.

Všechna místa na povrchu Měsíce nejsou ale působením takových extrémních teplot vystavena. Některé hluboké krátery poblíž pólů totiž setrvávají v permanentním stínu a astronomové se domnívají, že právě zde mohou být určité zásoby směsi ledu a měsíční půdy.

Impaktní krátery

Měsíční pevniny obklopující měsíční moře vystupují do výšky až 3 km nad střední výšku povrchu Měsíce. V těchto oblastech jsou dominantními útvary krátery. Ty nebyly vytvořeny sopkami, nýbrž dopady (impakty) kosmických těles. Velikost kráterů se pohybuje od několika desítek kilometrů až k mikroskopickým rozměrům a je jich tolik, že novější krátery překrývají ty starší a hrozí, že je jednou vymažou z povrchu Měsíce. V závislosti od své velikosti mají krátery různou podobu: od komplexních terasovitých útvarů s centrálním vrcholkem až po jednoduché miskovité deprese.

Až do přistání prvních sond v polovině 60. let minulého století, se astronomové domnívali, že povrch Měsíce je dopady meteoritů rozdrcen na prach do takové míry, že jeho pevnost srovnávali s pevností hradů z písku. Obávali se, že i velmi lehká sonda by se mohla do měsíčního prachu probořit. Naštěstí pro astronauty programu Apollo vyšlo brzy najevo, že měsíční půda neboli tzv. regolit, je pod vrstvou několika centimetrů prachu pevná a je tvořena mnohem většími skalnatými úlomky.

Regolit v měsíčních mořích má, zdá se, podobné chemické složení jako regolit mimo ně. Rozdíl v jeho vzhledu (je mnohem tmavší) je způsoben tím, že malé mikrometeority zde v minulosti dlouhodobě dopadaly na zcela odlišné podloží.

V kolmém slunečním světle, při úplňku, se měsíční moře jeví jako rovné plochy, ale dlouhé stíny při východu a západu Slunce odhalí zvlněný terén s občasnými pahorky a hřebeny. Tmavším horninám měsíčních moří dominuje čedič, typ sopečné horniny vyskytující se také na Zemi. To ukazuje na to, že moře byla v dávné historii Měsíce tvořena obrovskými lávovými jezery. Na některých místech je přímo vidět, jak roztavená láva olizovala úpatí sousedních výšin, pohřbívajíc pod sebou dnes již téměř neviditelné krátery.

Zvrásněné hřebeny se v měsíčních mořích vytvářely podobně jako škraloup na pudinku, když začala láva tuhnout a tvrdnout. Několik měsíčních moří je obklopeno pohořími. Nejkrásnější z nich jsou Měsíční Alpy na jihu Moře dešťů. Je třeba poznamenat, že na Měsíci nejsou tektonické desky, které jsou na Zemi zodpovědné právě za vznik pohoří vrásněním. Měsíční pohoří se vyskytují hlavně na okrajích rozsáhlých impaktních kráterů.

Sopečné krátery

I přesto, že většina kráterů vznikla dopadem kosmických těles, existuje na Měsíci ještě stále hrstka kráterů vytvořených sopečnou činností. Některé z takových kráterů neboli kalder, jsou spojeny s dlouhými klikatými údolími, tzv. zlomovými zálivy. Nejznámější je údolí Vallis Schröteri poblíž kráteru Aristarchus a údolí Hadley Rille poblíž Mons Hadley na okraji Moře dešťů.

O těchto údolích se vědci domnívají, že vznikla zhroucením lávových tunelů, což byly pozůstatky řek roztaveného magmatu, které tekly pod již ztuhlou pevnou kůrou. Jakmile z nich všechna láva vytekla, jejich stropy se zřítily.

Vzorky měsíčního povrchu

V rámci misí Apollo byly na Zemi přivezeny vzorky hornin všech výše popsaných útvarů. Data z těchto vzorků umožnila planetologům získat podrobnou představu o vývoji Měsíce, použitelnou i pro jiné planety sluneční soustavy.

Náš Měsíc vznikl zhruba před 4,5 miliardami lety nejpravděpodobněji v důsledku srážky Země a potulné planety asi o velikosti Marsu, kterou někdy nazýváme Theia. Hmota, která byla v důsledku této srážky vyvržena na oběžnou dráhu kolem Země, se začala shlukovat, a nakonec vytvořila ve velice krátké době naši přirozenou družici. Měsíc byl pravděpodobně zformován během několika málo let.

Vnitřní část sluneční soustavy byla v té době ještě mimořádně nebezpečnou oblastí. Měsíc byl vystaven smršti dopadů skalnatých těles o velikosti malých asteroidů, které nebyly zachyceny většími planetami, nebo byly naopak vymrštěny do vesmíru při blízkém kontaktu s jejich gravitačním polem. Tyto smrtící, vysokou rychlostí letící projektily dopadaly na Měsíc a vytvářely na jeho povrchu hluboké jizvy a prohlubně. V tomto období byla vytvořena pohoří hustě posetá krátery.

Bouřlivá minulost

Asi před 3,9 miliardami let byla většina malých těles z vnitřní části sluneční soustavy zachycena několika většími tělesy, tzv. planetesimálami. Mnoho z těchto planetesimál mělo eliptické dráhy, takže jejich kolize či přiblížení byly nevyhnutelné. Nakonec byly srážkami planetesimál během pouhých několika desítek milionů let vytvořeny větší planety. Při srážkách vytvářeli planetesimály na planetách krátery měřící napříč i stovky kilometrů. Tyto krátery se díky své velikosti nazývají impaktní pánve.

Obecně se tato doba nazývá Pozdní velké bombardování. Na jeho konci byla vnitřní sluneční soustava vyčištěna od nebezpečných planetesimál. Na povrchu Měsíce byly v průběhu Pozdního velkého bombardování vytvořeny obrovské překrývající se pánve, které dnes vidíme jako měsíční moře. Podél okrajů těchto pánví vznikly z vyvrženého materiálu horské řetězce.

Lávové záplavy

Brzy po pozdním velkém bombardování zaplavila Měsíc láva unikající při mohutných sopečných erupcích. Erupce byly vyvolány růstem vnitřní teploty Měsíce vzniklým slapovým třením způsobeným Zemí a rozpadem radioaktivních prvků v jeho plášti. Slapové síly pomohly magmatu dosáhnout snadněji povrchu Měsíce na k Zemi přivrácené straně. Zde láva s vysokým obsahem čediče zaplavila impaktní pánve. Jak postupně chladla a tuhla, vulkanická činnost se zmírňovala, až nakonec ustala.

Během asi 3 miliard let od vzniku posledních měsíčních moří byl povrch Měsíce neustále proměňován dalšími a dalšími dopady kosmických těles. Většina měla téměř mikroskopické rozměry a zbyly po nich jen důlky v prachu regolitu, občas ale došlo i k větší srážce, při níž vznikl obrovský impaktní kráter. Kolem něj se potom mohly vytvořit z vyvrženého materiálu i paprskovité útvary.