Jak vznikla měsíční moře

Měsíční moře a krátery mají leccos společného. Kráter může vzniknout kdykoli, moře jen v období geologického života Měsíce. Nebo to není podmínka nutná?

V prvním dílu sci-fi povídky Měsíční tvář dopadá na měsíční povrch kometa a vytváří nové měsíční moře zaplněné tekutou lávou. Popišme si, jak tyto procesy ve skutečnosti probíhaly, jak vznikala skutečná měsíční moře a zda je možné, aby i v současnosti k něčemu takovému došlo.

Na pozorování měsíčních moří nepotřebujeme žádné speciální zařízení, jsou vidět i pouhým okem, jako velké tmavé skvrny na stříbřitém povrchu. Pak už stačí i docela malý dalekohled a objevíte další důležitý objekt - měsíční kráter. Tyto dva diametrálně odlišné typy objektů jsou kupodivu blízcí příbuzní. S jistotou to víme teprve nějakých padesát let.

Dlouhou dobu převládal názor, že krátery na Měsíci jsou vulkanického původu. Byli to kupodivu astronomové, kteří tuto domněnku podporovali, zatímco geologové poukazovali na významné odlišnosti od pozemských vulkánů. Bylo tu mnoho modifikací vulkanické teorie. Většinou se psalo o specifickém druhu odplynění Měsíce.

Postupně vulkanická domněnka upadala v nemilost na úkor správné impaktní teorie. Definitivní tečku za sporem přinesly až výpravy na Měsíc. Těžko prosazovat vulkanický původ kráteru o průměru v řádu mikrometrů.

Děj dopadu meteoritu a vznik kráteru nelze popsat obecně. Např. mikrokráter a kráter, kde průměr měříme v kilometrech, nevypadají ani vzdáleně jako příbuzné útvary. Je zřejmé, že se při vzniku uplatňovaly úplně jiné procesy. Nebudeme se věnovat všemu, nás zajímají hlavně ty větší struktury.

V první fázi kontaktu meteoritu s povrchem dochází k prudkému stlačení hmoty, s tím i k jejímu zahřátí. Většina pohybové energie se mění v teplo, meteorit se taví, posléze vypařuje.

Nepředává se však pouze energie, ale i hybnost. Při takhle velkých energiích a krátkých časech se nestačí hybnost předat celému Měsíci a postupuje povrchem jako rázová vlna. Vytváří soustředná pohoří a hlubinné praskliny.

V této chvíli je kráter asi nejobjemnější. Původní materiál povrchu je dílem vymrštěn, dílem zatlačen do hloubky, zbytek se vypařil. Hmota meteoritu se vypařila téměř všechna. Vzápětí však kondenzuje, dopadá zpět a zasypává / zalévá kráter, dno se po přestálém tlaku odpružuje a vrací zpět. Vzniká středový vrcholek.

Vyvržený materiál, který nedopadne zpět do kráteru, se rozlétá do všech stran a vytváří další, takzvané sekundární krátery. Proto můžeme kolem větších kráterů dodnes pozorovat tzv. radiální rýhy, které jsou tvořeny právě těmito krátery. Působením eroze (na Měsíci prakticky jen dopady dalších meteoritů a také působení kosmického záření a slunečního větru) tyto rýhy tmavnou a stávají se méně nápadné.

Opravdu velké meteority dokážou poškodit kůru planety natolik do hloubky, že prasklinami pronikne magma a zalije vnitřek kráteru. K tomu pravděpodobně došlo při vzniku měsíčních moří. Všechna ta tmavá místa, která dnes vidíme na Měsíci, jsou tedy vyplněna kdysi vylitou a opět ztuhlou lávou.

Kdyby dnes na Měsíc dopadl tak velký asteroid, který kdysi stál za vznikem některého z měsíčních moří, k žádnému vylití lávy by již asi nedošlo. Měsíc za těch pár miliard let vychladl. Zda vychladl zcela nebo jen částečně, je předmětem sporů, jisté však je, že v potřebné hloubce již magma tekuté není.

Jsou však i jiné mechanismy vzniku moří. Příkladem může být Mare Orientale.

Meteorický původ Mare Orientale je zřejmý již z jeho kruhové struktury. Zřetelně jsou vidět dvě vnější soustředné terénní vlny - důsledek šokové vlny prostupující Měsícem po dopadu. Teprve za třetím valem (počítáno zvenčí) začíná vlastní moře, kráter zalitý ztuhlou lávou. Některé modely naznačují, že meteorit nemohl mít dostatečnou energii k proražení měsíční kůry. Magma tu patrně vzniklo pouze roztavením horniny. Zůstává otázka, proč se neodpařila jako u jiných kráterů, různé modely přistupují k odpovědi různě. Ve sci-fi povídce Měsíční tvář si můžete přečíst naši, žádným výpočtem ani žádnou simulací nepodloženou hypotézu.

Simulace vzniku měsíčního kráteru Koperník po nárazu sedmikilometrového asteroidu letícího rychlostí 10 km/s