MẶT TRĂNG: ĐẶC ĐIỂM, CẤU TẠO, QUỸ ĐẠO, CÁC PHA, CHUYỂN ĐỘNG - ARTE - 2025

Các mặt trăng là vệ tinh tự nhiên của Trái Đất, liên kết với nó bởi lực hấp dẫn. Bởi vì nó là ngôi sao gần nhất với hành tinh của chúng ta, nó là ngôi sao quen thuộc nhất đối với mọi người và là ngôi sao đầu tiên mà nhân loại đã đến thăm. Nó là một khối đá có bán kính 1738 km, gần bằng một nửa bán kính Trái đất, trong khi khối lượng của nó chỉ bằng 1/81 khối lượng của Trái đất.

Đối với mật độ trung bình của nó, nó gấp 3,3 lần so với nước, trong khi mật độ trung bình của Trái đất là 5,5. Và tất nhiên là trọng lực của nó, gấp 0,17 lần giá trị của Trái đất.

Hình 1. Trăng tròn. Nguồn: Pixabay.

Trong một mô hình tỷ lệ với Trái đất có kích thước bằng một quả bóng rổ, Mặt trăng sẽ là một quả bóng tennis và hai quả bóng sẽ cách nhau khoảng 10 mét.

Khoảng cách thực tế giữa Trái đất và Mặt trăng khoảng 385 nghìn km hoặc ít hơn. Ánh sáng mà Mặt trăng phản chiếu từ Mặt trời mất 1,3 giây để đến Trái đất.

Một đặc điểm quan trọng khác là Mặt trăng không có bầu khí quyển của riêng nó, hầu như không có bất kỳ dấu vết nào của một số nguyên tố khí như hydro, heli, neon, argon và những nguyên tố khác với số lượng nhỏ.

Và một chi tiết nổi bật hơn nữa là Mặt Trăng luôn chiếu cùng một mặt với Trái Đất. Đó là vì chu kỳ quay quanh trục của nó bằng chu kỳ quay của nó quanh Trái đất: xấp xỉ 27 ngày.

Nếu có bất kỳ sự khác biệt nào giữa hai thời kỳ, thì một lúc nào đó phía xa của Mặt trăng sẽ có thể nhìn thấy được từ Trái đất, nhưng không phải vậy và đó là do hiệu ứng được gọi là khớp nối thủy triều. Hiệu ứng này sẽ được thảo luận chi tiết hơn ở phần sau.

Cấu trúc của Mặt trăng

Hình 2. Mặt cắt của Mặt trăng cho thấy cấu trúc của các lớp và bán kính gần đúng của mỗi lớp. Nguồn: Wikimedia Commons. Bryan Derksen tại Wikipedia tiếng Anh Cấu trúc bên trong của Mặt trăng được biết đến nhờ vào các máy đo địa chấn do các sứ mệnh Apollo lắp đặt. Máy đo địa chấn là thiết bị ghi lại chuyển động của Trái đất và trên Mặt trăng có khả năng ghi lại các đợt trăng, sóng tạo ra do tác động của thiên thạch.

Từ những ghi chép này, Mặt trăng được biết là có cấu trúc phân lớp như sau:

-Cardk dày khoảng 80 km, mỏng hơn ở mặt đối diện với Trái đất và dày hơn ở mặt đối diện, do lực thủy triều.

-Manto, với bán kính ước tính khoảng 1.300 km, được cấu tạo chủ yếu từ các oxit sắt và magie.

- Hạt nhân, nhỏ, bán kính khoảng 587 km, lần lượt được tạo thành từ một lõi rắn bên trong, một lõi chất lỏng và bên ngoài cộng với một lớp bán nóng chảy xung quanh.

- Mặt trăng thiếu hoạt động kiến ​​tạo, không giống như Trái đất, vì nó đã mất gần như toàn bộ nhiệt lượng bên trong, do nguội đi rất nhanh.

Bề mặt mặt trăng

Hình 3. Hình ảnh bề mặt Mặt Trăng ở phía xa. Nguồn: NASA qua Wikimedia Commons.

Bề mặt mặt trăng được bao phủ bởi lớp bụi dính, mài mòn được gọi là regolith. Các vùng tối được phân biệt được gọi là biển, từ tiếng Latinh "mare", mặc dù chúng không chứa nước, mà là dung nham đông đặc.

Những vùng biển này được cho là do tác động của các tiểu hành tinh lớn khoảng 4 tỷ năm trước, và sau đó chúng bị lấp đầy bởi dung nham chảy ra từ bên trong. Mare Imbrium là lớn nhất, rộng 1200 km.

Các khu vực rõ ràng nhất có thể nhìn thấy xung quanh biển là các vùng núi với các dãy núi được đặt theo tên của Trái đất, ví dụ như Alps và Carpathians.

Đặc biệt là sự hiện diện của rất nhiều miệng núi lửa với mọi kích cỡ, có thể do tác động từ các tiểu hành tinh nhỏ và thiên thạch. Chúng được đặt theo tên của những người nổi tiếng, ví dụ như miệng núi lửa Copernicus.

Một giả thuyết khác về nguồn gốc của các miệng núi lửa cho rằng chúng có nguồn gốc từ núi lửa, mặc dù giả thuyết về nguồn gốc của các thiên thạch được các nhà thiên văn ủng hộ nhiều hơn.

Các vết nứt sâu cũng tồn tại trên bề mặt Mặt trăng, nguồn gốc của chúng vẫn chưa hoàn toàn rõ ràng, mặc dù chúng được cho là đến từ các dòng dung nham cổ đại. Một ví dụ là vết nứt Hyginus, với hai nhánh ở trung tâm là một miệng núi lửa có cùng tên.

Những hình ảnh do tàu vũ trụ chụp ở phía mà chúng ta không thể nhìn thấy cho thấy bề mặt tương tự như ở phía nhìn thấy, mặc dù có ít biển hơn.

Quỹ đạo

Nhờ lực hấp dẫn do Trái đất tác dụng, Mặt trăng quay theo quỹ đạo hình elip có độ lệch tâm nhỏ từ đông sang tây quanh hành tinh của chúng ta, theo định luật Kepler.

Đó là lý do tại sao khoảng cách Trái đất-Mặt trăng được chỉ ra ở đầu 385 nghìn km, là khoảng cách trung bình, mặc dù do độ lệch tâm nhỏ, quỹ đạo gần như là hình tròn. Có nghĩa là, đôi khi Mặt trăng ở gần hơn (perigee) và những lần khác nó ở xa hơn (apogee).

Hơn nữa, nó không phải là một quỹ đạo cố định, vì có những nhiễu động khác, chẳng hạn như lực hấp dẫn của Mặt trời và các hành tinh khác, liên tục thay đổi nó.

Mặt phẳng quay theo quỹ đạo Mặt Trăng không hoàn toàn trùng với mặt phẳng quay theo quỹ đạo Trái Đất, nhưng nghiêng khoảng 5º. Trong một vòng quay, Mặt trăng nằm ở vị trí cao hơn và thấp hơn mặt phẳng quỹ đạo Trái đất khoảng 5º. Cả hai quỹ đạo giao nhau tại các điểm được gọi là nút mặt trăng.

Sau đây là hình biểu diễn Trái đất quay quanh Mặt trời và Mặt trăng quay quanh Trái đất:

Xoay đồng bộ

Mặt Trăng luôn hiển thị cùng một mặt với Trái Đất, do đó có một mặt tối không thể nhìn thấy từ đây. Lời giải thích là Trái đất và Mặt trăng tạo thành một hệ thống chịu tác động của lực hấp dẫn lẫn nhau, nhưng Trái đất có khối lượng lớn hơn.

Trong trường hợp này, vật thể nhỏ hơn kết hợp chuyển động của nó với chuyển động của vật thể lớn hơn, nghĩa là nó tương đương với chu kỳ quay của nó với chu kỳ tịnh tiến.

Hình 4. Sự quay đồng bộ của Mặt Trăng và Trái Đất. Nguồn: Wikimedia Commons Fernando de Gorocica Hệ thống Trái đất-Mặt trăng có được điều này là do lực thủy triều, như đã nói ở phần đầu. Và đồng thời điều đó cũng xảy ra do lực hút hấp dẫn không được "phân bố" đồng đều, vì Trái đất và Mặt trăng có kích thước đáng kể.

Nói cách khác, các phần của mỗi phần gần nhau nhất thu hút mạnh hơn các phần ở xa hơn, và sự khác biệt này có thể đủ lớn để gây ra sự phình ra trên hành tinh.

Đây là cách Mặt trăng chịu trách nhiệm về thủy triều của Trái đất, bởi vì các đại dương "dâng lên" để phản ứng với lực hút của vệ tinh. Nhưng lớp vỏ Mặt Trăng cũng bị biến dạng, sinh ra lực ma sát khiến chu kỳ quay của nó giảm dần.

Hiện tượng này thường xuyên xảy ra giữa một hành tinh và các mặt trăng của nó, ví dụ như Sao Diêm Vương và vệ tinh Charon của nó đang quay đồng bộ với nhau.

Phần tối của Mặt trăng

Cách đây rất lâu, khi Mặt trăng vừa mới hình thành, nó quay nhanh hơn quanh trục của nó và ở gần Trái đất hơn bây giờ. Vì vậy, vào một thời điểm nào đó trong lịch sử Trái đất sơ khai, nó hẳn trông giống như một chiếc đĩa bạc khổng lồ thắp sáng bầu trời đêm.

Bán cầu này của Mặt trăng luôn giống nhau, nhìn từ Trái đất, như đã được giải thích. Tuy nhiên, một nửa của Mặt trăng luôn nhận được ánh sáng mặt trời (và ở đó rất nóng, xấp xỉ 134 ºC) và nửa còn lại thì không, trừ khi xảy ra nguyệt thực. Nhưng những nửa này không tương ứng với những khuôn mặt mà chúng ta nhìn thấy từ đây.

Bán cầu Mặt Trăng nhận được ánh sáng mặt trời là bán cầu nhìn thẳng vào nó, còn bán cầu kia thì tối và rất lạnh, khoảng -153 ºC. Khí quyển mặt trăng mỏng là nguyên nhân gây ra sự biến đổi nhiệt độ lớn này.

Các bán cầu này thay đổi khi Mặt trăng tiếp tục chuyển động tịnh tiến quanh Trái đất, do đó toàn bộ Mặt trăng thực sự nhận được ánh sáng từ Mặt trời vào một thời điểm nào đó.

Tuần trăng

Hình 5. Hình minh họa các giai đoạn của mặt trăng. Nguồn: Wikimedia Commons. Orion 8.

Nhìn từ Trái đất, Mặt trăng trải qua những thay đổi về phần được chiếu sáng của nó trong khoảng thời gian khoảng một tháng. Chúng được gọi là các giai đoạn mặt trăng: trăng non, nguyệt san đầu tiên, trăng tròn và chu kỳ cuối cùng, được lặp lại liên tục theo cùng một thứ tự.

Trên thực tế, thời gian để Mặt trăng trải qua tất cả các giai đoạn của nó chỉ dưới một tháng. Khoảng thời gian này được gọi là tháng tạm lắng hoặc tháng kết hợp và kéo dài 29 ngày 12 giờ.

Các giai đoạn của mặt trăng phụ thuộc vào vị trí tương đối giữa Mặt trăng, Trái đất và Mặt trời. Hãy cùng xem:

Trăng non

Ở trăng non hay trăng non khó có thể phân biệt được Mặt trăng, vì nằm xen kẽ giữa Trái đất và Mặt trời nên mặt có thể nhìn thấy từ đây không được chiếu sáng.

Khu bán nguyệt

Sau đó, trong khoảng thời gian khoảng 7,4 ngày, tức là khoảng thời gian của mỗi pha, diện tích được chiếu sáng tăng dần cho đến khi đạt đến phần tư thứ nhất, nơi một nửa đĩa Mặt Trăng được chiếu sáng. Nó có thể được quan sát từ trưa đến nửa đêm.

trăng tròn

Diện tích được chiếu sáng tiếp tục tăng sau phần tư thứ nhất cho đến khi trăng tròn hoặc trăng tròn, khi Mặt trăng ở phía sau Trái đất và Mặt trời chiếu sáng hoàn toàn từ phía trước (hình 1). Có thể nhìn thấy Trăng tròn từ khi Mặt trời lặn cho đến khi mặt trời mọc, đạt độ cao cực đại vào lúc nửa đêm.

Quý trước

Cuối cùng, kích thước của Mặt trăng giảm dần từng chút một, đến một phần tư cuối cùng, khi một nửa đĩa được chiếu sáng trở lại. Nó có thể được nhìn thấy rời đi vào khoảng nửa đêm, cho đến khi đạt độ cao tối đa vào lúc mặt trời mọc. Sau đó, nó tiếp tục giảm để bắt đầu một chu kỳ mới.

Cần lưu ý rằng từ Bắc bán cầu chuyển động của ánh sáng đi từ phải sang trái và ở Nam bán cầu thì ngược lại.

Vì vậy, chúng ta có thể biết ví dụ như mặt trăng đang sáp hay đang tàn. Nếu nó ở dạng lưỡi liềm, bên phải của Mặt trăng là mặt được chiếu sáng ở bán cầu bắc và bên trái nếu nó ở bán cầu nam.

Chuyển động của Mặt trăng: quay và dịch

Mặt trăng thực hiện một quỹ đạo hoàn chỉnh hoặc quay quanh Trái đất trong 27,32 ngày, được gọi là tháng cận kề (đừng nhầm với tháng đồng nghĩa của 29 ngày và 12 giờ). Nó làm như vậy với tốc độ 1 km / s.

Sự khác biệt giữa tháng cận kề và tháng đồng nghĩa là do trong khi Mặt trăng đang vẽ quỹ đạo của nó, Trái đất tiến 27º trong chuyển động tịnh tiến của chính nó quanh Mặt trời. Khi điều này xảy ra, vị trí tương đối của Mặt trời-Trái đất-Mặt trăng lại giống nhau.

Vệ tinh của chúng ta cũng thực hiện một vòng quay trên trục của chính nó trong cùng một khoảng thời gian, do sự quay đồng bộ.

Di chuột

Mặt Trăng thực hiện nhiều chuyển động hơn ngoài chuyển động quay trên trục và tịnh tiến của nó, được coi là những chuyển động chính. Ngoài chúng ra nó còn có những chiếc di chuột.

Rung động là chuyển động dao động của Mặt trăng cho phép chúng ta quan sát được 59% bề mặt của nó, thay vì 50% dự kiến ​​do nó luôn cung cấp cùng một mặt cho Trái đất. Chúng đã được biết đến từ thời Galileo.

Thành phần

Mặt Trăng là đá và có bầu khí quyển rất mỏng. Sự hiện diện của nước lỏng bị loại trừ trong các bán cầu Mặt Trăng tiếp xúc luân phiên với Mặt Trời, do nhiệt độ cao đạt được ở đó.

Tuy nhiên, ở các cực của Mặt Trăng có những miệng núi lửa không bị nhiệt mặt trời chiếu tới trong hàng triệu năm. Nhiệt độ có thể giảm xuống đến -240ºC.

Tại đó, các tàu thăm dò do Ấn Độ và Hoa Kỳ gửi đã tìm cách phát hiện nước ở dạng băng.

Về thành phần của đá mặt trăng, chúng rất giàu oxy: tới 43%. Ngoài ra, ước tính có 20% silic, 19% magiê, 10% sắt, 3% canxi, 3% nhôm, 0,42% crom, 0,18% titan và 0,12% mangan. Bạc và thủy ngân cũng đã được phát hiện trong bụi mặt trăng.

Nhưng thay vào đó, không có carbon, nitơ và hydro tự do, những nguyên tố tạo nên vật chất sống. Và trong đá mặt trăng không có nước, không giống như đá trên cạn, nó được tìm thấy trong cấu trúc của nó.

Đào tạo

Giả thuyết được chấp nhận rộng rãi nhất trong cộng đồng khoa học là Mặt trăng bắt nguồn từ một vụ va chạm giữa Trái đất và một vật thể tương tự hoặc lớn hơn sao Hỏa, tên là Theia, trong quá trình hình thành hệ Mặt trời.

Ngoài việc làm xuất hiện Mặt trăng, vụ va chạm với Theia đã làm thay đổi độ nghiêng của trục quay của Trái đất và làm mất ổn định bầu khí quyển ban đầu.

Lý thuyết này giải thích tại sao Mặt trăng lại ít đặc hơn Trái đất, kể từ khi vụ va chạm với Theia xé một phần lớp phủ của nó, có mật độ tương tự như mật độ Mặt trăng. Tuy nhiên, nó không giải thích được sự tồn tại của lõi bán nóng chảy của Mặt trăng, vốn được biết là tồn tại nhờ thông tin địa chấn.

Một lý thuyết thay thế khác cho rằng Mặt trăng hình thành ở nơi khác trong hệ Mặt trời và bị lực hấp dẫn của Trái đất bắt giữ vào một thời điểm nào đó.

Cơ sở cho những ý tưởng này là các loại đá Mặt Trăng, mặc dù chúng chứa các nguyên tố giống như các nguyên tố trên Trái Đất và có cùng tuổi nhưng theo quan điểm hóa học lại có nhiều điểm khác biệt.

Nhật thực

Nguyệt thực

Hình 6. Nhật thực của Mặt trăng. Nguồn> Wikimedia Commons.

Đường kính biểu kiến ​​của Mặt trời, Trái đất và Mặt trăng giống như khi nhìn từ Trái đất. Vì vậy, khi Trái đất ở giữa Mặt trời và Mặt trăng, có thể quan sát được nguyệt thực.

Nguyệt thực chỉ có thể xảy ra khi trăng tròn và khi nó nằm trong vùng bóng tối của Trái đất, được gọi là umbra. Bằng cách này, nó bị tối đi, có màu đỏ hoặc cam, tùy thuộc vào điều kiện khí quyển của Trái đất. Nó có thể được nhìn thấy trong hình ảnh sau đây:

Mặt trăng có thể rơi hoàn toàn trong bóng của Trái đất hoặc chỉ một phần, trong trường hợp đầu tiên thì nguyệt thực là toàn phần và nếu không thì là một phần. Nguyệt thực một phần có thể bị nhầm với một giai đoạn của mặt trăng, cho đến khi nguyệt thực kết thúc và trăng tròn lại mọc.

Không giống như nguyệt thực, nguyệt thực có thể được nhìn thấy từ bất kỳ nơi nào trên thế giới vào ban đêm và cũng có thể kéo dài vài giờ.

Nhật thực

Hình 7. Nhật thực của Mặt trời. Nguồn> Wikimedia Commons.

Khi đĩa của Mặt trời và Mặt trăng trùng nhau, được nhìn thấy từ một điểm nào đó trên Trái đất, thì hiện tượng nhật thực xảy ra. chúng không xảy ra vào mỗi lần trăng non.

Để xảy ra nhật thực, sự thẳng hàng giữa Mặt trời, Trái đất và Mặt trăng phải là hoàn toàn, và điều này không xảy ra mọi lúc, nhưng ít nhất hai lần một năm, tối đa là năm. Về thời lượng, thời gian Mặt trời bị che khuất có thể thay đổi, theo thứ tự từ 8-10 phút.

Nguyệt thực của Mặt trời có thể là toàn phần, một phần hoặc hình khuyên, tùy thuộc vào việc mặt trăng che Mặt trời hoàn toàn hay một phần. Trong trường hợp nguyệt thực hình khuyên, đường kính tương đối của Mặt trăng không đủ để che phủ hoàn toàn Mặt trời, để lại một vòng sáng có thể nhìn thấy được. Sau đây là nhật thực toàn phần:

Nguyệt thực toàn phần của Mặt trời là hiện tượng thiên thể tuyệt vời và mang đến cơ hội tuyệt vời để nghiên cứu chi tiết về các lớp ngoài cùng của Mặt trời.

Ảnh hưởng đến sự sống trên Trái đất

Trái đất và Mặt trăng tạo thành một bản song ca tuyệt vời đã ảnh hưởng đến cuộc sống và loài người nói riêng từ thuở sơ khai:

-Nhờ Mặt Trăng mà có các mùa.

-Mỗi năm Mặt Trăng di chuyển cách Trái Đất khoảng 4 cm, điều này giúp Trái Đất quay chậm lại và kéo dài các ngày thêm vài phần nghìn giây. Khoảng cách này không phải là không đổi, vì nó phụ thuộc rất nhiều vào sự bố trí của các khối lục địa và khối nước của Trái đất, như chúng ta đã biết, đã thay đổi rất nhiều kể từ khi cả hai hình thành.

-Nhờ sự kéo dài ngày này mà thực vật đã có đủ thời gian để thực hiện quá trình quang hợp.

-Nếu lý thuyết về vụ va chạm với Theia là đúng, bầu khí quyển của Trái đất đã trải qua những sửa đổi để phù hợp hơn với sự xuất hiện của sự sống.

-Mặt trăng đã phục vụ như một hướng dẫn trong quá trình phát triển của nhân loại, ví dụ như nông dân, thậm chí ngày nay, sử dụng các giai đoạn của mặt trăng để trồng trọt đồng ruộng.

- Thủy triều ở Đại dương được tạo ra nhờ sự tương tác hấp dẫn giữa Trái đất và Mặt trăng và cực kỳ quan trọng đối với đánh bắt cá và khí hậu, cũng như là nguồn năng lượng.

Hình 8. Nhà máy thủy triều cũ ở Huelva, Tây Ban Nha. Nguồn: Wikimedia Commons.

- Có một niềm tin phổ biến rằng trăng tròn ảnh hưởng đến tâm trạng của con người, khiến họ dễ bị ảnh hưởng hơn về mặt tâm lý trong thời kỳ này.

-Mặt trăng đã trở thành nguồn cảm hứng cho vô số tiểu thuyết và phim khoa học viễn tưởng, ngay cả trước khi cuộc chạy đua không gian bắt đầu.

Người giới thiệu

1. Astromy. Mặt trăng. Phục hồi từ: astromia.com.
2. Geoenccyclopedia. Các giai đoạn mặt trăng. Được khôi phục từ: geoenciclopedia.com.
3. Iglesias, R. La Luna: lục địa vũ trụ đầu tiên. Được khôi phục từ: redalyc.org.
4. Oster, L. 1984. Thiên văn học hiện đại. Biên tập Reverté.
5. Romero, S. Những điều tò mò về Mặt trăng. Được khôi phục từ: muyinteresante.es.
6. Wikipedia. Địa chất của Mặt trăng. Được khôi phục từ: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Mặt trăng. Được khôi phục từ: es.wikipedia.org.