القمر: الخصائص ، الهيكل ، المدار ، الأطوار ، الحركات - آرتي - 2025

و القمر هو القمر الصناعي الطبيعي للأرض، مرتبطة من قبل الجاذبية. لأنه أقرب نجم لكوكبنا ، فهو الأكثر شهرة لدى الجميع وأول ما زارته البشرية. إنه جسم صخري نصف قطره 1738 كيلومترًا ، أي ما يقرب من نصف نصف قطر الأرض ، بينما تبلغ كتلته بالكاد 1/81 من كتلة الأرض.

أما متوسط ​​كثافته فهو 3.3 أضعاف كثافة الماء ، بينما يبلغ متوسط ​​كثافة الأرض 5.5. وبالطبع هناك جاذبيتها ، والتي تساوي 0.17 مرة من قيمة الأرض.

الشكل 1. اكتمال القمر. المصدر: Pixabay.

في نموذج مصغر مع الأرض بحجم كرة السلة ، سيكون القمر كرة تنس ، وستكون الكرتان على بعد حوالي 10 أمتار.

المسافة الفعلية بين الأرض والقمر حوالي 385 ألف كيلومتر أكثر أو أقل. يستغرق الضوء الذي يعكسه القمر من الشمس 1.3 ثانية للوصول إلى الأرض.

خاصية أخرى مهمة هي أن القمر ليس له غلاف جوي خاص به ، ولا تكاد توجد أي آثار لبعض العناصر الغازية مثل الهيدروجين والهيليوم والنيون والأرجون وغيرها بكميات دقيقة.

والتفاصيل الأكثر إثارة للدهشة هي أن القمر يظهر دائمًا نفس الوجه للأرض. وذلك لأن فترة دورانه حول محوره تساوي فترة دورانه حول الأرض: حوالي 27 يومًا.

إذا كان هناك أي اختلاف بين الفترتين ، فسيكون الجانب البعيد من القمر مرئيًا من الأرض في مرحلة ما ، ولكن هذا ليس هو الحال ويرجع ذلك إلى التأثير المسمى اقتران المد والجزر. سيتم مناقشة هذا التأثير بمزيد من التفصيل لاحقًا.

هيكل القمر

الشكل 2. مقطع عرضي للقمر يوضح هيكل طبقاته ونصف القطر التقريبي لكل منها. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز. Bryan Derksen في ويكيبيديا الإنجليزية يُعرف الهيكل الداخلي للقمر بفضل أجهزة قياس الزلازل التي تم تركيبها بواسطة بعثات أبولو. أجهزة قياس الزلازل هي أجهزة تسجل حركات الأرض وتلك الموجودة على القمر قادرة على تسجيل الزلازل القمرية والموجات الناتجة عن تأثير النيازك.

من هذه السجلات ، من المعروف أن القمر يحتوي على بنية الطبقات التالية:

- كاردك ، سمكه حوالي 80 كم ، أرق على الوجه مواجهًا للأرض وأسمك على الوجه المقابل ، بسبب قوى المد والجزر.

- مانتو ، ويقدر نصف قطرها بحوالي 1300 كيلومتر ، وتتكون أساسًا من أكاسيد الحديد والمغنيسيوم.

- النواة ، صغيرة ، نصف قطرها حوالي 587 كم ، والتي تتكون بدورها من قلب صلب داخلي ، ولب خارجي وسائل بالإضافة إلى طبقة محيطة شبه مذابة.

- يفتقر القمر إلى النشاط التكتوني ، على عكس الأرض ، حيث فقد كل حرارته الداخلية تقريبًا ، عن طريق التبريد بسرعة كبيرة.

سطح القمر

الشكل 3. صورة لسطح القمر في الجانب البعيد. المصدر: ناسا عبر ويكيميديا ​​كومنز.

سطح القمر مغطى بغبار كاشط لزج يسمى الثرى. المناطق المظلمة التي يتم تمييزها تسمى بحار ، من اللاتينية "ماري" ، على الرغم من أنها لا تحتوي على الماء ، ولكنها تحتوي على حمم صلبة.

يُعتقد أن سبب هذه البحار هو تأثير الكويكبات الكبيرة منذ حوالي 4 مليارات سنة ، وأنها امتلأت لاحقًا بالحمم البركانية المتدفقة من الداخل. يعتبر Mare Imbrium هو الأكبر ، حيث يبلغ عرضه 1200 كم.

أوضح المناطق التي يمكن رؤيتها حول البحار هي المناطق الجبلية ذات السلاسل الجبلية التي سميت على اسم تلك الموجودة على الأرض ، على سبيل المثال جبال الألب والكاربات.

ما يميزه هو وجود العديد من الحفر من جميع الأحجام ، والتي قد تكون ناجمة عن اصطدامات من الكويكبات الصغيرة والنيازك. تم تسميتها على اسم مشاهير ، على سبيل المثال فوهة كوبرنيكوس.

تعتبر نظرية أخرى حول أصل الفوهات القمرية أن لها أصلًا بركانيًا ، على الرغم من أن نظرية أصل النيازك لها دعم أكبر من جانب علماء الفلك.

توجد أيضًا شقوق عميقة على سطح القمر ، ولم يتضح أصلها تمامًا بعد ، على الرغم من أنه يعتقد أنها تأتي من تدفقات الحمم البركانية القديمة. مثال على ذلك هو صدع Hyginus ، مع وجود فرعين في وسطهما فوهة بركان تحمل نفس الاسم.

تظهر الصور التي التقطتها المركبة الفضائية على الجانب والتي لا يمكننا رؤيتها سطحًا مشابهًا لذلك الموجود على الجانب المرئي ، على الرغم من وجود عدد أقل من البحار.

يدور في مدار

بفضل الجاذبية التي تمارسها الأرض ، يتبع القمر مدارًا إهليلجيًا قليل اللامركزية من الشرق إلى الغرب حول كوكبنا ، وفقًا لقوانين كبلر.

هذا هو السبب في أن المسافة بين الأرض والقمر المشار إليها في بداية 385 ألف كيلومتر ، هي متوسط ​​المسافة ، على الرغم من أن المدار دائري تقريبًا بسبب انحرافها الصغير. أي أن القمر يكون في بعض الأحيان أقرب (نقطة الحضيض) وأحيانًا يكون بعيدًا (الأوج).

علاوة على ذلك ، فهو ليس مدارًا ثابتًا ، حيث توجد اضطرابات أخرى ، مثل جاذبية الشمس والكواكب الأخرى ، والتي تعمل على تعديله باستمرار.

لا يتطابق المستوى الذي يتبع مدار القمر تمامًا مع المستوى الذي يتبع مدار الأرض ، ولكنه يميل حوالي 5 درجات تقريبًا. أثناء الثورة ، يقع القمر على بُعد حوالي 5 درجات أعلى وأسفل مستوى مدار الأرض. يتقاطع كلا المدارين عند نقاط تسمى العقد القمرية.

فيما يلي تمثيل للأرض تدور حول الشمس والقمر حول الأرض:

دوران متزامن

يظهر القمر دائمًا نفس الوجه للأرض ، لذلك هناك جانب مظلم لا يمكن رؤيته من هنا. التفسير هو أن الأرض والقمر يشكلان نظامًا تحت تأثير الجاذبية المتبادلة ، لكن الأرض لها كتلة أكبر.

في هذه الحالة ، يقرن الجسم الأصغر حركته بحركة الجسم الأكبر ، أي أنه يساوي فترة دورانه مع فترة الترجمة.

الشكل 4. دوران متزامن للقمر والأرض. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز فرناندو دي جوروسيكا لقد وصل نظام الأرض والقمر إلى هذا بسبب قوى المد والجزر ، تمامًا كما قيل في البداية. وفي نفس الوقت يحدث ذلك بسبب عدم "توزيع" الجاذبية بشكل موحد ، لأن الأرض والقمر لهما أبعاد ملحوظة.

بعبارة أخرى ، تجتذب أجزاء كل منهما الأقرب إلى الأخرى بقوة أكبر من الأطراف البعيدة ، ويمكن أن يكون هذا الاختلاف كبيرًا بما يكفي لإحداث انتفاخ على الكوكب.

هكذا يكون القمر مسؤولاً عن المد والجزر على الأرض ، لأن المحيطات "ترتفع" استجابةً لجاذبية القمر الصناعي. لكن القشرة القمرية تشوهت أيضًا ، مما أدى إلى ظهور قوى احتكاك تسببت في انخفاض فترة دورانها تدريجياً.

هذه الظاهرة متكررة بين كوكب وأقماره ، على سبيل المثال بلوتو وقمره الصناعي شارون في تناوب متزامن مع بعضهما البعض.

الجانب المظلم من القمر

منذ زمن بعيد ، عندما كان القمر قد تشكل للتو ، كان يدور حول محوره بشكل أسرع وكان أقرب إلى الأرض مما هو عليه الآن. لذلك في وقت ما من تاريخ الأرض المبكر ، لا بد أنه بدا وكأنه قرص فضي ضخم يضيء سماء الليل.

نصف الكرة الأرضية هذا من القمر دائمًا ما يكون هو نفسه ، كما هو موضح من الأرض. ومع ذلك ، يتلقى نصف القمر دائمًا ضوءًا من الشمس (ويكون الجو حارًا جدًا هناك ، حوالي 134 درجة مئوية) والنصف الآخر لا يستقبله ، إلا إذا حدث الكسوف. لكن هذين النصفين لا يتوافقان مع الوجوه التي نراها من هنا.

نصف الكرة القمرية الذي يستقبل ضوء الشمس هو الذي ينظر إليه مباشرة ، بينما الآخر في الظلام وبارد جدًا ، حوالي -153 درجة مئوية. الغلاف الجوي القمري الرقيق مسؤول عن هذا التباين الكبير في درجات الحرارة.

تتغير نصفي الكرة الأرضية مع استمرار القمر في حركته الانتقالية حول الأرض ، بحيث يستقبل القمر بأكمله بالفعل الضوء من الشمس في مرحلة ما.

مراحل القمر

الشكل 5. رسم توضيحي لمراحل القمر. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز. اوريون 8.

عند النظر إليه من الأرض ، يخضع القمر لتغييرات في الجزء المضيء منه على مدار حوالي شهر. وهي ما يسمى بالمراحل القمرية: القمر الجديد ، والربع الأول ، والقمر الكامل ، والربع الأخير ، والتي تتكرر باستمرار بنفس الترتيب.

في الواقع ، الوقت الذي يستغرقه القمر في جميع مراحله هو أقل بقليل من شهر. تسمى هذه الفترة بالشهر القمري أو الشهر المجمعي وتستمر 29 يومًا و 12 ساعة.

تعتمد مراحل القمر على الموقع النسبي بين القمر والأرض والشمس. لنرى:

قمر جديد

في قمر جديد أو قمر جديد ، يصعب التمييز بين القمر ، لأن الجانب المرئي من هنا لا يضيء لأنه محصور بين الأرض والشمس.

حي الهلال

بعد ذلك ، خلال فترة 7.4 يومًا تقريبًا ، وهي مدة كل مرحلة تقريبًا ، تزداد المنطقة المضيئة تدريجياً حتى تصل إلى الربع الأول ، حيث يضيء نصف قرص القمر. يمكن ملاحظته من الظهر حتى منتصف الليل.

اكتمال القمر

تستمر المنطقة المضيئة في الزيادة بعد الربع الأول حتى الوصول إلى اكتمال القمر أو اكتمال القمر ، عندما يكون القمر خلف الأرض والشمس تضيئه بالكامل من الأمام (شكل 1). يمكن رؤية البدر من وقت غروب الشمس حتى شروقها ، حيث يصل إلى أقصى ارتفاع له عند منتصف الليل.

الربع الأخير

أخيرًا ، يتناقص حجم القمر شيئًا فشيئًا ، ويذهب إلى الربع الأخير ، عندما يضيء نصف القرص مرة أخرى. يمكن رؤيتها وهي تغادر حوالي منتصف الليل ، حتى تصل إلى أقصى ارتفاع لها عند شروق الشمس. ثم يستمر في الانخفاض لبدء دورة جديدة.

وتجدر الإشارة إلى أنه من النصف الشمالي للكرة الأرضية تتحرك حركة الضوء من اليمين إلى اليسار ، وفي النصف الجنوبي تكون الحركة عكس ذلك.

لذلك يمكننا أن نعرف على سبيل المثال ما إذا كان القمر يتضاءل أو يتضاءل. إذا كان في الهلال ، فإن الجانب الأيمن من القمر هو الجانب المضاء في نصف الكرة الشمالي والجانب الأيسر إذا كان في نصف الكرة الجنوبي.

حركات القمر: الدوران والترجمة

يصنع القمر مدارًا كاملاً أو ثورة حول الأرض في 27.32 يومًا ، يُطلق عليه الشهر الفلكي (لا يجب الخلط بينه وبين الشهر السينودسي الذي يبلغ 29 يومًا و 12 ساعة). تقوم بذلك بمعدل 1 كم / ثانية.

يرجع الاختلاف بين الشهر الفلكي والشهر السينودي إلى حقيقة أنه بينما يدور القمر في مداره ، فإن الأرض تتقدم بمقدار 27 درجة في حركتها الانتقالية حول الشمس. وعندما يحدث هذا ، تصبح المواضع النسبية للشمس والأرض والقمر نفس الشيء.

يقوم قمرنا الصناعي أيضًا بالتناوب على محوره في نفس الفترة الزمنية ، بسبب الدوران المتزامن.

تحوم

ينفذ القمر المزيد من الحركات بصرف النظر عن الدوران حول محوره والترجمة ، والتي تعتبر الحركات الرئيسية. بالإضافة إلى أنها تحتوي على تحوم.

الاهتزازات هي حركات تذبذبية للقمر تسمح لنا برصد 59٪ من سطحه ، بدلًا من 50٪ المتوقعة نظرًا لأنه يقدم دائمًا نفس الوجه للأرض. لقد عُرفوا منذ زمن غاليليو.

تكوين

القمر صخري وجو رقيق للغاية. يُستبعد وجود الماء السائل في نصفي الكرة القمرية المعرضين بالتناوب للشمس ، بسبب ارتفاع درجات الحرارة التي يتم الوصول إليها هناك.

ومع ذلك ، توجد في القطبين القمريين حفر لم تصلها الحرارة الشمسية لملايين السنين. يمكن أن تنخفض درجات الحرارة إلى -240 درجة مئوية.

هناك تمكنت المجسات التي أرسلتها الهند والولايات المتحدة من اكتشاف المياه على شكل جليد.

فيما يتعلق بتكوين الصخور القمرية ، فهي غنية بالأكسجين: تصل إلى 43٪. بالإضافة إلى ذلك ، تم تقدير 20٪ سيليكون ، 19٪ مغنيسيوم ، 10٪ حديد ، 3٪ كالسيوم ، 3٪ ألومنيوم ، 0.42٪ كروم ، 0.18٪ تيتانيوم و 0.12٪ منجنيز. تم اكتشاف الفضة والزئبق أيضًا في الغبار القمري.

لكن بدلاً من ذلك ، لا يوجد الكربون والنيتروجين والهيدروجين الحر ، وهي العناصر التي تشكل المادة الحية. وفي الصخور القمرية لا يوجد ماء ، على عكس الصخور الأرضية ، التي يوجد في بنيتها.

تدريب

النظرية الأكثر قبولًا بين المجتمع العلمي هي أن القمر نشأ من تصادم بين الأرض وجسم مشابه للمريخ أو أكبر منه ، يُدعى ثيا ، أثناء تكوين النظام الشمسي.

بصرف النظر عن ظهور القمر ، أدى الاصطدام مع ثيا إلى تغيير ميل محور دوران الأرض وزعزعة استقرار الغلاف الجوي المبكر.

تشرح هذه النظرية سبب كون القمر أقل كثافة من الأرض ، لأن الاصطدام مع ثيا مزق جزءًا من عباءته ، والتي تشبه كثافتها كثافة القمر. ومع ذلك ، فإنه لا يفسر وجود نواة شبه منصهرة للقمر ، والتي من المعروف أنها موجودة بفضل المعلومات الزلزالية.

تعتبر نظرية بديلة أخرى أن القمر تشكل في مكان آخر في النظام الشمسي وتم التقاطه بواسطة جاذبية الأرض في مرحلة ما.

أساس هذه الأفكار هو أن الصخور القمرية ، على الرغم من احتوائها على نفس العناصر الموجودة على الأرض ومن نفس العمر ، إلا أن لها العديد من الاختلافات من وجهة نظر كيميائية.

كسوف

خسوف القمر

الشكل 6. خسوف القمر. المصدر> ويكيميديا ​​كومنز.

الأقطار الظاهرة للشمس والأرض والقمر هي نفسها كما تُرى من الأرض. لذلك عندما تكون الأرض بين الشمس والقمر ، من الممكن ملاحظة خسوف القمر.

يمكن أن يحدث خسوف القمر فقط أثناء اكتمال القمر وعندما يقع في ظل الأرض ، والذي يسمى الظل. وبهذه الطريقة يصبح داكنًا ويكتسب لونًا ضارب إلى الحمرة أو برتقاليًا ، اعتمادًا على الظروف الجوية للأرض. يمكن رؤيته في الصورة التالية:

يمكن أن يسقط القمر كليًا في ظل الأرض أو جزئيًا فقط ، في الحالة الأولى يكون الكسوف كليًا وإلا يكون جزئيًا. يمكن الخلط بين الخسوف الجزئي وطور القمر ، حتى ينتهي الخسوف ويرتفع القمر مرة أخرى.

على عكس خسوف الشمس ، يمكن رؤية خسوف القمر من أي مكان في العالم حيث يكون في الليل ويمكن أن يستمر أيضًا لعدة ساعات.

كسوف الشمس

الشكل 7. كسوف الشمس. المصدر> ويكيميديا ​​كومنز.

عندما تتزامن أقراص الشمس والقمر ، التي تُرى من نقطة ما على الأرض ، يحدث خسوف للشمس. يبدو أن القمر يمر أمام الشمس ، ومن الضروري أن يكون في القمر الجديد ، على الرغم من خسوف الشمس لا تحدث في كل قمر جديد.

لكي يحدث الكسوف الشمسي ، يجب أن يكون المحاذاة بين الشمس والأرض والقمر كاملة ، وهذا لا يحدث طوال الوقت ، ولكن على الأقل مرتين في السنة ، بحد أقصى خمسة. بالنسبة للمدة ، فإن الوقت الذي تظل فيه الشمس محجوبًا متغير ، في حدود حوالي 8-10 دقائق.

يمكن أن يكون كسوف الشمس كليًا أو جزئيًا أو حلقيًا ، اعتمادًا على ما إذا كان القمر يغطي الشمس بالكامل أو جزئيًا. في حالة الخسوف الحلقي ، لا يكفي القطر النسبي للقمر لتغطية الشمس بالكامل ، تاركًا حلقة مضيئة من هذا مرئية. فيما يلي كسوف كلي للشمس:

يعتبر الكسوف الكلي للشمس ظواهر سماوية رائعة ويوفر فرصة رائعة لدراسة تفاصيل الطبقات الخارجية للشمس.

التأثير على الحياة على الأرض

تشكل الأرض والقمر دويتو رائعًا أثر في الحياة والإنسانية بشكل خاص منذ بداية الزمان:

- بفضل القمر هناك فصول.

- يتحرك القمر كل عام على بعد 4 سم من الأرض ، مما يساعد على إبطاء دوران الأرض وإطالة الأيام ببضعة أجزاء من الألف من الثانية. هذه المسافة ليست ثابتة ، لأنها تعتمد كثيرًا على تنظيم الكتل القارية والمائية للأرض ، والتي ، كما نعلم ، تغيرت كثيرًا منذ تكوين كليهما.

- بفضل إطالة الأيام ، كان لدى النباتات الوقت الكافي لإجراء عملية التمثيل الضوئي.

-إذا كانت نظرية التأثير مع ثيا صحيحة ، فقد خضع الغلاف الجوي للأرض لتعديلات جعلته أكثر ملاءمة لظهور الحياة.

- لقد خدم القمر كدليل خلال تطور البشرية ، على سبيل المثال ، يستخدم المزارعون ، حتى اليوم ، مراحل القمر لزراعة الحقول.

- يتم إنتاج المد والجزر في المحيطات بفضل تفاعل الجاذبية بين الأرض والقمر وهي مهمة للغاية لصيد الأسماك والمناخ ، فضلاً عن كونها مصادر للطاقة.

الشكل 8. طاحونة المد والجزر القديمة في هويلفا ، إسبانيا. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

- هناك اعتقاد شائع بأن البدر يؤثر على الحالة المزاجية للناس ، مما يجعلهم أكثر عرضة من الناحية النفسية خلال هذه الفترة.

- كان القمر مصدر إلهام لعدد لا يحصى من روايات وأفلام الخيال العلمي ، حتى قبل بدء سباق الفضاء.

المراجع

1. علم الفلك. سطح القمر. تم الاسترجاع من: astromia.com.
2. Geoenccyclopedia. مراحل القمر. تم الاسترجاع من: geoenciclopedia.com.
3. إغليسياس ، آر لا لونا: أول قارة كونية. تم الاسترجاع من: redalyc.org.
4. اوستر ، ل. 1984. علم الفلك الحديث. افتتاحية Reverté.
5. روميرو ، س. الفضول حول القمر. تم الاسترجاع من: muyinteresante.es.
6. ويكيبيديا. جيولوجيا القمر. تم الاسترجاع من: es.wikipedia.org.
7. ويكيبيديا. القمر. تم الاسترجاع من: es.wikipedia.org.