Zjawiska impaktowe jako nadrzędny proces kształtujący powierzchnię Księżyca

• Authors: Marcin Kaczmarzyk

Title variants

EN

Impact phenomena as a major process shaping the Moon’s surface

Abstracts

PL

W niniejszym artykule dokonano przeglądu wybranych zagadnień związanych z wpływem zjawisk impaktowych na krajobraz Księżyca oraz na własności regolitu pokrywającego jego powierzchnię. Przedstawiono tu podstawowe różnice występujące między środowiskiem ziemskim, a warunkami panującymi na powierzchni naszego naturalnego satelity. Różnice te są kluczowe dla zrozumienia roli, jaką uderzenia małych ciał niebieskich odgrywają dla kształtowania powierzchni Księżyca.
Materia kosmiczna bez żadnych przeszkód dociera do powierzchni pozbawionego atmosfery Księżyca, zderzając się z nią z prędkościami wyrażanymi w kilometrach na sekundę. Znaczna większość tej materii to mikrometeoroidy i pył kosmiczny, których uderzenia mają jedynie lokalne skutki. Potęgowy charakter rozkładu liczebności małych ciał Układu Słonecznego w funkcji ich masy sprawia, że częstotliwość uderzeń w powierzchnię Księżyca obiektów o masach powyżej kilograma jest bardzo niska. Na obecnym etapie ewolucji Układu Słonecznego, brak endogenicznych procesów zachodzących w księżycowej litosferze sprawia, że zjawiska impaktowe i wietrzenie kosmiczne są praktycznie jedynymi procesami kształtującymi powierzchnię Księżyca.

EN

This article reviews selected issues related to the effects that impact phenomena exert on the lunar landscape and on the properties of the regolith covering its surface. The basic differences between terrestrial and lunar environment are presented in this paper. These differences are key to understanding the role that impacts of small bodies play in shaping the Moon’s surface. Cosmic matter reaches the surface of the atmosphereless Moon without any obstacles, colliding with it at speeds expressed in kilometers per second. The vast majority of this matter is micrometeoroids and space dust, whose impacts have only local effects. The power-law nature of the distribution of the abundance of small bodies in the Solar System as a function of their mass makes the frequency of impacts on the Moon’s surface by objects with masses of more than a kilogram very low. At the current stage of the evolution of the Solar System, the lack of endogenic processes in the lunar lithosphere makes impact phenomena and space weathering practically the only processes shaping the lunar surface.

Keywords

EN

impact phenomena; Moon; lunar regolith; space weathering

PL

zjawiska impaktowe; Księżyc; regolit księżycowy; wietrzenie kosmiczne

• Publisher: Polskie Towarzystwo Meteorytowe
• Journal: Acta Societatis Metheoriticae Polonorum
• Year: 2024
• Volume: 15
• Pages: 56-70

Dates

published

2024

Contributors

author

Marcin Kaczmarzyk

• Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza: Wydział Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury [do 2014-09-30 Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska]

References

• Alshibli K., Lunar Regolith, https://alshibli.utk.edu/research/LR/lr.php [dostęp 17.02.2024].
• Bandfield J.L., 2011, Lunar surface rock abundance and regolith fines temperatures derived from LRO Diviner Radiometer data, Journal of Geophysical Research, 2011, 116, E00H02.
• Bottke W.F., Durda, D.D., Nesvorny D. i in., 2005, The fossilized size distribution of the main asteroid belt, Icarus, 2005, 175(1) s. 111–140.
• Cadenhead D., Brown M.G., Rice D.K. i in., Some surface area and porosity characterizations of lunar soils, Proceedings of the 8th Lunar Science Conference, Houston, Texas, USA, 14-18.03.1977, s. 1291–1303.
• Carrier D., Olhoeft G.R., Mendell W., 1991, Lunar sourcebook: a user’s guide to the moon: chapter 09: Physical properties of the lunar surface, Lunar and Planetary Institute, Cambridge University Press, Houston, Texas, USA, 1991, ISBN 0-521-33444-6 http://www.lpi.usra.edu/publications/books/lunar_sourcebook/pdf/Chapter09.pdf [dostęp 18.02.2018].
• Carrier W.D., 1974, Apollo drill core relationships, The Moon, 1974, 10, s. 183–194.
• Carrier W.D., Heiken G., 1972, Apollo 14 Lunar Surface Close-up Photography, NASA TM X-58072, 1972, 51.
• Carrier W.D., Mitchell J.K., Mahmood A., 1973, The nature of lunar soil, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division by American Society of Civil Engineers, 1973, 99, s. 813–832.
• Carrier W.D., Mitchell J.K., Mahmood A.,1973, The relative density of lunar soil, Proceedings of the 4th Lunar Science Conference, 1973, s. 2403–2411.
• Costes N.C., Cohron G.T., Moss D.C., 1971, Cone penetration resistance test-An approach to evaluating the in-place strength and packing characteristics of lunar soils, Proceedings of the 2nd. Lunar Science Conference, 1971, s. 1973–1987.
• Costes N.C., George E.B., Farmer J.E. i in., 1972, Mobility Performance of the Lunar Roving Vehicle: Terrestrial Studies Apollo 15 Results, NASA TR-R-401. 87, 1972.
• Durda D.D., Greenberg R., Jedicke R., 1998, A new interpretation of the size distribution of main-belt asteroids, Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona, 1998 http://www.lpi.usra.edu/meetings/LPSC98/pdf/1680.pdf [dostęp 26.02.2024].
• Earth Impact Database http://passc.net/EarthImpactDatabase/New%20website_05-2018/Index.html [dostęp 30.02.2024].
• etymonline.com Regolith Origin and meaning of regolith, Online Etymology Dictionary, https://www.etymonline.com/search?q=+regolith [dostęp 17.02.2024].
• Fa W., 2013, Simulation for ground penetrating radar (GPR) study of the subsurface structure of the Moon, Journal of Applied Geophysics, 2013, 99, s. 98–108.
• Gillis J.J., Spudis P.D., 1996, The Composition and Geologic Setting of Lunar Far Side Maria, Lunar and Planetary Science, 1996, 27, s. 413.
• Grieve R.A., 1983, The impact cratering rate in recent time, American Geophysical Union and NASA, Lunar and Planetary Science Conference, Houston, Texas, USA, 14-18.03.1983, Journal of Geophysical Research, 1984, Supplement, 89, s. 403–408.
• Hiesinger H., Head J.W., Wolf U. i in., 2003, Ages and stratigraphy of mare basalts in Oceanus Procellarum, Mare Numbium, Mare Cognitum, and Mare Insularum, Journal of Geophysical Research Planets, 2003, 108, 7 id5065.
• Hörz F., Grieve R., Heiken G., 1991, Lunar sourcebook: a user’s guide to the moon: chapter4: Lunar surface processes, Lunar and Planetary Institute, Cambridge University Press, Houston, Texas, USA, 1991, ISBN 0-521--33444-6 http://www.lpi.usra.edu/publications/books/lunar_sourcebook/pdf/Chapter04.pdf [dostęp 18.02.2018]
• Hurnik B., Hurnik H., 2005, Materia Kosmiczna na Ziemi, jej źródła i ewolucja, Wydawnictwo naukowe UAM w Poznaniu, Poznań 2005, ISBN 83-232-1510-3
• Korpikiewicz H., 1988, Spadające Gwiazdy czyli Rzecz o meteorach i meteorytach, Wyd. Krajowa Agencja Wydawnicza, Poznań 1988, ISBN 8303022725
• Lammlein D., 1977, Lunar seismicity and tectonics, Physics of the Earth and Planetary Interiors, 1977, 14(3) s. 224–273.
• Langseth M.G., Keihm S.J., 1974, In-Situ Measurements of Lunar Heat Flow Proceedings of The Soviet-American Conference on Cosmochemistry of the Moon and Planets, Moskwa, ZSRR, 4-8.06.1974.
• Lucey P., Korotev R.L., Gillis J.J. i in., 2006, Understanding the Lunar Surface and Space-Moon Interactions, Reviews in Mineralogy and Geochemistry, January 2006, 60(1), s. 83–219.
• Marcus A.H., 1965, Positive stable laws and the mass distribution of planetesimals, Icarus, 1965, 4(3), s. 267–272.
• McKay D.S., GHeiken G., Basu A., i in., 1991, Lunar sourcebook: a user’s guide to the moon: chapter 7: The lunar regolith, Lunar and Planetary Institute, Cambridge University Press, Houston, Texas, USA, 1991, ISBN 0-521–33444-6 http://www.lpi.usra.edu/publications/books/lunar_sourcebook/pdf/Chapter07.pdf [dostęp 18.02.2018].
• Meyer C., 2003, NASA Lunar Petrographic Educational Thin Section Set: Lunar Regolith, 2003, https://curator.jsc.nasa.gov/lunar/letss/regolith.pdf [dostęp 15.02.2024].
• Mighani S., Wang H., Shuster D.L., i in., 2020, The end of the lunar dynamo, Science Advances, 2020, 6(1), eaax0883.
• Minor Planet Center Archive Statistics: Orbits And Names, https://minorplanetcenter.net/iau/lists/ArchiveStatistics.html [dostęp 14.03.2024].
• Mitchell J.K., 1973, Soil mechanics. In Apollo 17 Preliminary Science Report, NASA SP-330. 1973, s. 8–22.
• Mitchell J.K., Houston W.N., Carrier W.D., i in., 1974, Apollo Soil Mechanics Experiment S-200, Final report, NASA Contract NAS 9–11266, Space Sciences Laboratory Series, 1974, 15, 7.
• Muller P., Sjogren W., 1968, Mascons: lunar mass concentrations, Science, 1968, 161(3842), s. 680–684.
• Nakamura Y. i in., 1982, Apollo Lunar Seismic Experiment-Final Summary, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 1982, 87(S01), s. 117–123.
• NASA 2006, Bizarre Lunar Orbits, NASA Science Mission Directorate, https://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2006/06nov_loworbit [dostęp 18.02.2024].
• National Geographic, Minerals and Gems, https://www.nationalgeographic.com/science/earth/inside-the-earth/minerals-gems/ [dostęp 05.02.2024].
• Noble S.K., Pieters C.M., Keller L.P., 2007, An experimental approach to understanding the optical effects of space weathering, Icarus, 2007, 192(2), s. 629–642. doi:10.1016/j.icarus.2007.07.021
• O’Brien D.P.I., Greenberg R., 2003, Steady-State Size Distributions for Collisional Populations: Analytical Solution with Size-Dependent Strength, Icarus, 2003, 164, (2), s. 334–345.
• Papike J., Taylor L., Simon S., 1991, Lunar sourcebook: a user’s guide to the moon: chapter5: LUNAR MINERALS, LUNAR AND PLANETARY INSTITUTE, CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS, Houston, Texas, USA, 1991, ISBN 0-521--33444-6 http://www.lpi.usra.edu/publications/books/lunar_sourcebook/pdf/Chapter05.pdf [dostęp 18.02.2018].
• Robbins S.J., 2019, A New Global Database of Lunar Impact Craters >1–2 km: 1. Crater Locations and Sizes, Comparisons With Published Databases, and Global Analysis, Journal of Geophysical Research: Planets, 2019, 124, (4), s. 871–892.
• ScienceDirect (A) Oort Cloud – an overview, https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/oort-cloud [dostęp 29.02.2024].
• ScienceDirect (B) Space Weathering an overview, https://www.sciencedirect.com/topics/physics-and-astronomy/space-weathering [dostęp 16.02.2024].
• Stanley S.M., 2002, Historia Ziemi, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2002, ISBN 83-901-13625-1
• Suggs R., Moser D.E., Cooke W.J. i in., 2014, The Flux of Kilogram-sized Meteoroids from Lunar Impact Monitoring, Icarus, 2014, 238, s. 23–36.
• Taylor G.J., Warren P., Ryder G. i in., 1991, Lunar sourcebook: a user’s guide to the moon: chapter 6: Lunar rocks, Lunar and Planetary Institute, Cambridge University Press, Houston, Texas, USA, 1991, ISBN 0-521–33444-6 http://www.lpi.usra.edu/publications/books/lunar_sourcebook/pdf/Chapter06.pdf [dostęp 18.02.2018].
• Trilling D., Valdes F., Allen L., James D., Fuentes C., Herrera D., Axelrod T., Rajagopal J. 2017, The size distribution of Near Earth Objects larger than 10 meters, The Astronomical Journal 154(4).
• Vaniman D., Reedy R., Heiken G. i in., 1991, Lunar sourcebook: a user’s guide to the moon: chapter 3: The lunar environment, Lunar and Planetary Institute, Cambridge University Press, Houston, Texas, USA, 1991, ISBN 0-521--33444-6 http://www.lpi.usra.edu/publications/books/lunar_sourcebook/pdf/Chapter03.pdf [dostęp 18.02.2018].
• Vanzani V., Marzari F., Dotto E., 1997, Meteoroid impacts on the lunar surface, w: Proceedings of The 28th Annual Lunar and Planetary Science Conference, s. 481. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1997LPI....28.1481V/abstract [dostęp 26.03.2020].
• Vasavada A.R., Bandfield J.L., Greenhagen B.T. i in., 2012, Lunar equatorial surface temperatures and regolith properties from the Diviner Lunar Radiometer Experiment, Journal of Geophysical Research, 2012, 117, 12.
• Wang S., Wu Y., Blewett D., i in., 2017, Submicroscopic metallic iron in lunar soils estimated from the in situ spectra of the Chang’E-3 mission, Geophysical Research Letters, 2017, 44, 8 s. 3485–3492.
• Wikipedia (A), Lunokhod programme, https://en.wikipedia.org/wiki/Lunokhod_programme [dostęp 09.02.2024].
• Wikipedia (B), Meteor czelabiński, https://pl.wikipedia.org/wiki/Meteor_czelabiński [dostęp 03.03.2024].

Identifiers

Biblioteka Nauki

30146490