Nitro Měsíce, jádro a měsíční plášť

Základní poznatky o nitru Měsíce nám zprostředkovaly a měřící stanice ALSEP, které na měsíčním povrchu umístily posádky expedic Apollo. Do té doby se mohli astronomové pouze dohadovat, jak měsíční jádro vůbec vypadá. Systémy ALSEPu mohly provádět jak pasivní, tak i aktivní (Apollo 14) seismické experimenty, které odhalily do té doby zcela nečekané vlastnosti podpovrchových vrstev měsíční kůry. V současnosti, ačkoliv měřící aparatury by pravděpodobně byly i dnes schopny získávat informace, žádný ze systémů ALSEP nepracuje, neboť 1. října 1977 byly z úsporných důvodů vypojeny.

Na základě měření těchto seismometrů jsme se dozvěděli, že svrchní část měsíčního pláště z rozdrobených hornin - regolit - sahá do hloubky asi 4 kilometrů. Jde o zcela rozdrcený a nesoudržný materiál, který byl i několikrát promíchán.

V hloubkách 20 až 25 km a 60 až 70 km dochází k podstatným změnám v šíření seismických vln, což signalizuje i změnu vlastností materiálu měsíční kůry. Od hloubky asi 70 kilometrů do asi 1 000 kilometrů se vlastnosti materiálu prakticky nemění.

Teprve v hloubce okolo 1 000 kilometrů dochází k velmi podstatné změně vlastností měsíčního pláště - přestávají se zde šířit jakékoliv seismické vzruchy, což nasvědčuje tomu, že se měsíční kůra přestává chovat jako pevná látka a začíná se chovat jako látka plastická.

Čtěte také: Povrch Měsíce a jeho morfologie

Toto zjištění bylo ve své době velice překvapující, neboť do té doby se nesoudilo, že by mohlo být měsíční jádro kapalné. Teplota měsíčního nitra tak musí dosahovat teploty okolo 1 500 °C a tlak asi 4 700 MPa. Jen pro srovnání si uveďme, že tohoto tlaku je v zemské kůře dosaženo v hloubce okolo 150 kilometrů. V době největšího roztavení měsíčního nitra před asi 2,5 až 3 miliardami let dosahovala pevná kra tloušťky asi 15 až 45 kilometrů. Hlavními zdroji tepla byly pravděpodobně následující radioaktivní prvky, seřazené v tabulce:

Tab. č. 1: Radioaktivní prvky v měsíční kůře

Podívejme se blíže na oblast v hloubce okolo 800 kilometrů pod měsíčním povrchem, kde vzniká většina měsíčních zemětřesení, narozdíl od Země, kde zemětřesení vznikají nejčastěji v hloubce řádově desítek kilometrů. Ovšem jejich mechanismus je u obou těchto těles rozdílný. Na Zemi vznikají jako důsledek pohybu litosférických desek, kdežto na Měsíci vznikají v důsledku slapových sil, o čemž svědčí jejich periodický charakter.

V důsledku velkých hloubek ohnisek měsícetřesení, nedosahují na povrchu otřesy větší intenzity než 1. a nebo 2. stupně Richterovy stupnice. Toto nemá na svědomí pouze již uváděná velká hloubka ohnisek, ale i malá energie, která se při těchto měsícetřeseních uvolní, roční úhrn uvolněné energie nepřesahuje 10⁸ J (což představuje energii uvolněnou při výbuchu pouze 200 t TNT) v porovnání se Zemí, kde se ročně při zemětřeseních uvolní 10¹⁷ J energie. V porovnání se Zemí je tedy Měsíc seismicky prakticky mrtvé těleso.

A měsíční zemětřesení mají ještě jednu zvláštnost. Nejenže vznikají ve velkých hloubkách, ale také doba jejich doznívání - několik hodin - je mnohanásobně delší než doba doznívání na Zemi (asi 5 minut).

Tab. č. 2: Selenografické souřadnice ohnisek periodických měsícetřesení

Měsíční mascony

S podpovrchovými vrstvami souvisí i tzv. mascony, o kterých jsme se zmiňovali již dříve. Jde o koncentrace hmoty (mass concentration) v podpovrchových vrstvách. Pravděpodobně jde o těla obřích meteoritů, které se zaryly do měsíčního tělesa po jeho utuhnutí a vychladnutí.

Tyto mascony byly objeveny umělými družicemi Měsíce v 60. letech, neboť se projevují poruchami v gravitačním poli Měsíce, které nebylo dříve možno registrovat. Polohy masconů na Měsíci udává následující tabulka.

Tab. č. 3: Selenografické souřadnice středů oblastí s mascony