Физика и астрономия луны Под редакцией 3. Копала
Невозможно с уверенностью установить, какова была начальная температура Луны во время ее формирования. Тот факт, что на поверхности Луны обнаружено вешество, являющееся продуктом дифференциации, указывает, что некогда на поверхности Луны происходил какой-то процесс плавления. С другой стороны, расчеты показывают, что первоначально расплавленная Луна должна остаться расплавленной или частично расплавленной в значительной части как из-за низкой теплопроводности, так и из-за непрерывного выделения радиоактивного тепла. Следовательно, при изучении тепловой истории Луны мы должны принять, что Луна образовалась как холодное тело.
Заметная близповерхностная концентрация радиоактивных элементов предотвратила бы расплавление в глубоких недрах. В диапазоне принимаемых значений температуропроводности теплопроводность могла перенести некоторую часть генерируемого тепла вниз на глубину около 600—800 км. Если радиоактивные элементы были расположены выше этих глубин, то температура недр осталась бы ниже температуры плавления [125]. Но мы не знаем никаких путей для отделения радиоактивных элементов без изменения всего химического состава, а гравитационные данные указывают на почти полную однородность Луны. К тому же, как указывалось выше (см. разд. V), твердость, достаточная для того, чтобы поддерживать масконы, несовместима с требуемым обширным расплавлением.
Для многих силикатных минералов измерена удельная теплоемкость, и мы примем средние величины, которые использовал Келли [97]. Из-за низкой концентрации железа, находящегося преимущественно в окисленном состоянии, процентное содержание магнезиальных метасиликатов должно быть значительно выше, чем ортосиликатов. Средняя удельная теплоемкость магнезиальных метасиликатов равна 0,279 кал/°С, а магнезиальных ортосиликатов 0,295 кал/°С. У побочных минералов, таких, как жадеит, силикат кальция и сульфат железа, теплоемкости более низкие. Мы возьмем среднее из данных для обоих магнезиальных силикатов, т. е. 0,287 кал/°С. Температуропроводность определяется теплопроводностью, деленной на удельную тепло-