پنجمین قمر طبیعی بزرگ که در منظومه شمسی وجود دارد ماه است که در شب ها کره زمین را به وسیله بازتابش نور خورشید روشن می کند. زمین فقط یک قمر دارد و اعتقاد بر این است که این قمر در اثر برخورد یک جسم بزرگ به زمین به وجود آمده است. در درس علوم پایه ششم این قمر معرفی شده است. برای کسب اطلاعاتی درباره قمر زمین با این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک ما را همراهی کنید.
ماه چیست؟
درخشان ترین قمر در منظومه شمسی که دارای دو نیمکره می باشد ماه است. یک سمت آن رو به زمین بوده و نیمکره پیدای آن است و نیمکره دیگر که همیشه از زمین روی گردان است و نیمکره پنهان آن به شمار می رود. دما در هنگام تابش خورشید ۱۲۷ درجه و هنگام تاریکی ۱۷۳- درجه سانتی گراد است. حیات و زندگی در این قمر وجود ندارد و دارای سطح سنگی است. زمان پیدایش آن بیش از ۴ میلیار سال پیش بوده ولی مشخص نیست که قبل یا بعد از زمین تشکیل شده است. در گذشته دریا نوردان و مسافران برای جهت یابی از نور این قمر استفاده می کردند. از قمر زمین در بعضی فرهنگ ها به عنوان خدای پرستش یاد می کردند. باید بدانیم که ماه فقط یک قمر است و سیاره و یا ستاره نیست.
تشکیل ماه
در هنگام پیدایش منظومه شمسی یعنی ۴,۵ میلیارد سال پیش، با برخورد یک جسمی به اندازه مریخ و جمع شدن بقایای حاصل این برخورد از زمین و آن جسم، قمر زمین را ساخته است.
ویژگی های ماه
نیروی گرانش که بین ماه و خورشید وجود دارد بیشتر از نیروی گرانشی است که بین زمین و این قمر است. به همین دلیل قمر زمین کمی متمایل به خورشید و تخم مرغی شکل است. شعاع قمر زمین یک سوم عرض این سیاره و ۱۷۴۰ کیلومتر است که با فرض زمین به اندازه گردو، قمر آن اندازه دانه قهوه خواهد بود. فاصله قمر زمین از آن به اندازه ای است که بین آن دو ۳۰ سیاره به اندازه زمین می تواند جای بگیرد (۳۸۴,۴۰۰ کیلومتر). قمر زمین هر سال مقداری از انرژی چرخشی زمین را می گیرد و به اندازه ۲۵ سانتی متر از سیاره خود فاصله می گیرد.
ساختار ماه
این قمر دارای سه لایه هسته، گوشته و پوسته می باشد. با مطالعه اطلاعات به دست آمده از مأموریت آپولو ساختار هسته قمر زمین مشخص شد. هسته از یک هسته داخلی جامد که شعاع ۲۴۰ کیلومتری داشته و سرشار از آهن است تشکیل شده که اطراف آن از لایه آهن مذاب با شعاع ۹۰ کیلومتری پوشیده شده است. کل این مجموعه با لایه ای نیمه مذاب با ضخامت ۱۵۰ کیلومتر احاطه شده است. در قسمت بالای لایه نیمه مذاب، گوشته متشکل از مواد معدنی الیوین و پیروکسن تا پوسته این قمر امتداد دارد. بیشتر عناصر تشکیل دهنده گوشته منیزیم، آهن، سیلیسیم و اکسیژن است.
پوسته قمر زمین ضخامت های مختلفی در دو نیمکره دارد. طوری که ضخامت آن در نیمکره رو به زمین ۷۰ کیلومتر و در نیمکره دور از زمین ۱۵۰ کیلومتر می باشد. اکسیژن، سیلیسیم، منیزیم، آهن، کلسیم و آلومینیم مواد اصلی تشکیل دهنده پوسته این قمر است. اورانیوم، تیتانیوم، توریم، پتاسیم و هیدروژن نیز به مقدار کم در ساختار آن وجود دارد. قمر زمین ابتدا حالت مذاب داشت اما ۱۰۰ میلیون سال پیش پوسته ماه به دلیل جامد شدن اقیانوس های ماگمای جهانی تشکیل شده است. این قمر به خاطر اندازه کوچکی که دارد احتمالا حرارت داخلی خود را از دست داده است.
سطح ماه
ماسه سنگی نرم از ذرات گرد و غبار و سنگ های ریز شده سطح قمر زمین را پوشانده که ضخامت آن تا ۱۰ سانتی متر هم می شود. به این ناحیه پودری ریگولیت و به ناحیه سنگی زیر آن مگاریگولیت می گویند. ردپای انسان ها و کاوشگرها روی این رسوب ها به مدت طولانی تا میلیاردها سال می ماند. هیچ باران یا طوفانی در این قمر وجود ندارد که اثر ردپاها و وسایل به جا مانده مانند دوربین فضانورد ها را از بین ببرد ولی در صورت برخورد اجسام دیگر به قمر زمین همه ی این اثرات پاک خواهد شد که تا هزاران سال بعد این اتفاق می افتد. حفره های زیادی روی کره ماه به بارش و برخورد شهاب سنگ ها، ستاره های دنباله دار و سیارک ها ایجاد شده که دهانه Tycho با ضخامت ۸۵ کیلومتر نمونه ای از آن است.
گرانش در قمر زمین یک ششم گرانش زمین است به همین جهت فضانوردان روی کره این قمر بالاتر از سطح آن قرار می گیرند. همچنین به دلیل گرانش کم، جو و اتمسفر در این قمر بسیار نازک و ضعیف است و گازها از آن خارج شده اند.
چرخش و مدار ماه
چون این قمر با سرعت یکسان به دور خود و زمین می چرخد، همیشه فقط یک نیمکره آن به سمت زمین است. قسمت های مختلف ماه با چرخش آن به دور زمین، در مقابل نور خورشید قرار می گیرد و به حالت های مختلف از زمین مشاهده می شود (هلال و بدر). آن قسمتی که از زمین روئیت می شود توسط خورشید روشن شده است اما در ماه بعد این قسمت، تاریک شده و قسمت دیگر آن توسط خورشید روشن شده و دیده می شود. این تابش اگر به طور کامل باشد ماه به صورت بدر و کامل دیده می شود ولی اگر فقط قسمتی از آن توسط تابش خورشید روشن شود به اندازه ای که روی آن تابش شده دیده می شود (هلال). طول زمان چرخش این قمر به دور زمین ۲۷ روز طول می کشد اما به دلیل چرخش زمین به دور محور خود، این زمان چرخش ۲۹ روز به طول می انجامد.
اثر قمر زمین در جزر و مد
اقیانوس های زمین توسط نیروی گرانش ماه به سمت آن کشیده می شود و مد را ایجاد می کند. در هنگام تشکیل ماه جدید و کامل، چون خورشید، زمین و قمر آن در یک راستا قرار می گیرند جزر و مدهای قوی شکل می گیرد. اما در یک چهارم اول و آخر هر ما ه جزر و مدهای ضعیف اتفاق می افتد. دلیل دیگر کشش های قمر زمین این است که قمر آن هر سال مقداری از نیروی چرخشی زمین را می گیرد و باعث حرکت کند چرخش زمین به اندازه ۱,۵ میلی ثانیه در هر ۱۰۰ سال می شود.
دریاهای تاریک
به دلیل نیروی جاذبه کمی که قمر زمین دارد در آن آب و هوا نیست و نمی تواند دریا یا اقیانوس داشته باشد. اما لکه های به شکل اقیانوس که در سطح آن وجود دارد و دریا خوانده می شود، سنگ گدازه ها هستند. میلیارد ها سال پیش در قسمت هایی از سطح سفید قمر زمین که دارای دهانه های آتشفشانی بوده گدازه ها جاری شدند و سطح آن را پوشانده اند. اما امروزه چون قمر ماه برخورد گلوله های آتشین کمی دارد دهانه های آتشفشانی در نواحی تاریک آن، نسبت به بخش سفید قدیمی کمتر است.
دهانه های آتشفشانی
تا به امروز ۶۰ دهانه آتشفشانی در قمر زمین شناسایی شده که بعضی از آن ها مانند تیخو، کوپر نیکوس و کپلر می توانند پرتوهای درخشانی از گرد و غبار به بیرون تابش دهند. این ساطع شدن پرتوهای نورانی هنگام برخورد اجرام آسمانی به قمر زمین است. در کنار دهانه های آتشفشانی رشته کوه هایی وجود دارد که در واقع کناره های قیف هایی هستند که از برخورد اجرام آسمانی حاصل شده است.
خواهر دار شدن قمر زمین
در سال ۱۹۹۹ ستاره شناسان متوجه حرکت یک شهاب سنگ با عرض ۵ کیلومتری به سمت مدار زمین شدند. آن ها می گویند شاید این شهاب سنگ توسط نیروی گرانش زمین، در مدار این سیاره به دام می افتد. اعتقاد بر این است ۷۷۰ سال دیگر این شهاب سنگ با مدار نعل اسبی دور زمین قرار بگیرد. مدت زمان حضور آن کنار زمین ۵ هزار سال خواهد بود که به عنوان قمر دوم زمین و خواهر ماه خوانده می شود.
حیات و وجود آب در ماه
قمر زمین تنها جایی در فضا است که انسان قدم در آن گذاشته است. اما حضور و وجود هیچ موجود زنده ای در این قمر شناسایی نشده است. اما انتظار می رود چون در این قمر آب وجود دارد و در حفره ها و چاله های تاریک قطب ها این یخ آب ها مشاهده شده، انسان ها را امیدوار به تبدیل این قمر به مکانی برای زندگی آیندگان کرده است. مأموریت های زیادی به قمر زمین نشان داد که سطح این قمر خشک نبوده و مولکول های هیدروکسیل کشف شده در قطب ها نشان داد که مقدار زیادی آب، آن هم به شکل یخی در جاهای بدون نور قطب ها وجود دارد.
ماه فاصله تا زمین
فاصله بین زمین و ماه متفاوت است زیرا هر دو جرم آسمانی مدارهای بیضی شکل را دنبال می کنند. میانگین فاصله بین زمین و ماه ۲۳۸۸۵۵ مایل است. این اندازه گیری به عنوان “میانگین فاصله” یا “محور نیمه اصلی” شناخته می شود. مدار ماه یک دایره کامل نیست، بنابراین فاصله آن از زمین در نوسان است. در نزدیکترین نقطه خود که حضیض نامیده می شود، ماه می تواند حدود ۲۲۵۶۲۳ مایل (۳۶۳۱۰۴ کیلومتر) فاصله داشته باشد، در حالی که در دورترین نقطه خود که به عنوان اوج شناخته می شود، می تواند حدود ۲۵۲۰۸۸ مایل (۴۰۵۶۹۶ کیلومتر) فاصله داشته باشد.
تأثیر گرانشی ماه بر روی زمین، همراه با کشش گرانشی زمین، باعث جزر و مد اقیانوس می شود و بر هر دو جرم آسمانی تأثیر می گذارد. اندازه گیری های دقیق فاصله ماه به طور مداوم توسط آژانس های فضایی و رصدخانه‌ها با استفاده از فناوری هایی مانند تکنیک های برد لیزر، مشاهدات راداری و مأموریت های فضاپیما اصلاح می شوند. علیرغم این تنوع، فاصله متوسط تقریباً ۲۳۸۸۵۵ مایلی معمولاً به عنوان نقطه مرجع برای توصیف جدایی زمین و ماه استفاده می شود.
بد نیست بدانید فاصله بین خورشید و ماه به عنوان فاصله زمین و ماه یا فاصله قمری شناخته می شود. این فاصله ثابت نیست و می تواند با حرکت زمین و ماه در مدار خود تغییر کند. به طور متوسط، ماه تقریباً ۳۸۴۴۰۰ کیلومتر (حدود ۲۳۸۸۵۵ مایل) از زمین فاصله دارد. با این حال، این فقط یک رقم متوسط است و فاصله می تواند به دلیل شکل بیضی شکل مدار ماه به دور زمین در نوسان باشد. رابطه بین زمین، خورشید و ماه یک جنبه پویا و جذاب از همسایگی کیهانی ما است و درک این فواصل به ما کمک می کند تا پیچیدگی های منظومه شمسی را درک کنیم.
