سطح یا قسمت خارجی پوسته ماه همان بخش قابل مشاهده آن است.پوسته ماه ضخامت متغییری بین 60 تا 150 کیلومتر دارد.پدیده جالبی که د مورد کره ی ماه پیش آمده این است که هسته مرکزی ماه،در زمانی که هنوز کل کره مذاب بوده ،به علت چگالی بیشت با نیروی بیشتری به سمت زمین کشیده شده وباعث گردیده که هسته چگالتر در درون کره مذاب کمی جابجا شده است.به بیان دیگر مرکز هسته از مرکز ماه فاصله گرفته وبه همین علت تفاوت ضخامت در پوسته ماه بوجود آمده است.در واقع در قسمت رو به زمین با نزدیک شدن هسته چگال به سطح از ضخامت لایه کاسته شده وبر عکس ،به علت دورشدن هسته از طرف مقابل ،باعث افزایش ضخامت پوسته در آن مناطق شده است.میانگین ضخامت پوسته در قسمتی که همیشه به سوی زمین است حدود 60 کیلومتر ودر طرف مقابل که هیچگاه از زمین دیده نمی شود حدود 150 کیلومتر است.سطح ماه از یک لایه غبار نرم به نام رگولیت(سنگ پوش)پوشیده شده است.این لایه بر اثر نشستن ریزشهابها بر روی سطح ماه بوجود آمده است.ریز شهابها ذرات بسیار ریز گرد وغباری هستندکه از مواد اولیه تشکیل دهنده ی سیارات منظومه شمسی باقی مانده اند.این ذرات بسیار ریز،که اندازه آنها د حد میکرون است به آرامی بر سطح اجرام منظومه شمسی ،از جمله ماه ،می نشینند.
ضخامت رگولیت در مناطق مختلف ماه متفاوت است ،میانگین ضخامت آن را حدود 20 متر ارزیابی کرده اند که البته این مقدار در کف دره ها بیشتر ودر دامنه ها ومناطق پرشیب کمتر است.
فضانوردانی که بر سطح ماه قدم زده اند جاپایی از خود به یادگار گذاشته اند که ممکن است میلیون ها سال برسطح آن باقی بماند.فقدان فرسایش زیاد در سطح ماه دلیل ماندگاری این آثار در طی میلیون ها سال است.(در سیاره زمین،با فرسایش به اشکال مختلفی مواجه هستیم که از مهمترین آنها می توان به آب ،باد،حرکات زمین،اثرات انسانی و.....اشاره نمود)
برخورد شهاب سنگهامهمترین عامل بروز تغییرات سطحی در ماه است.در واقع ما اثر این عامل را در سطح زمین بسیار کم می بینیم،زیرا جو غلیط وضخیم زمین مانند سپری مانع از برخورد این اجرام به سطح آن می شود.اما در ماه جوی به معنای واقعی وجود ندارد که بتواند از برخورد این شهابسنگها با سطح ماه جلوگیری کند واین به معنی آن است که سطح ماه بطور مداوم توسط شهابسنگها بمباران می شود.مطالعات نشان می دهد که در هر 10 میلیون سال بر اثر برخورد شهابسنگها دهانه ای به قطر 10 کیلومتر،در هرماه یکبار دهانه ای به قطر حدود 1 متر ودر هرچند دقیقه یکبار گودالی به قطر 1 سانتی متر در سطح ماه پدید می آید.
از عوارضی که در سطح ماه به چشم می خورند می توان به موارد زیر اشاره نمود:
Rilleیا rimaeکه به صورت چین وچروکهایی کانال مانند در سطح دریاهای ماه است وناشی از سرد ومنقبض شدن مواد سطحی دریاها می باشد.عمق آنها چند کیلومتر وطول آنها می تواند به چند صد کیلومتر برسد.
Dorsa که به صورت نواحی مرتفع رشته کوه مانند هستند که در سطح دریاها وجود دارند
Rupes که به شکل نواحی شیبدار دره مانند هستند که دو ناحیه با ارتفاع متفاوت را از هم جدا می کنند
برای کسب اطلاعات درباره نامگذاری عوارض سطحی ماه به آدرس زیر مراجعه نمایید:
http://planetarynames.wr.usgs.gov/Page/MOON/target
مواد تشکیل دهنده اصلی پوسته ماه
پیروکسین:سیلیکاتی از ترکیب کلسیم منیزیم وآهن که ماده اصلی تشکیل دهنده لاوا می باشد ونیمی از نمونه های ماه که به زمین آورده شده اند از جنس آن می باشند.به شکل کریستالهای زرد وقهوه ای می باشد که اندازه آن به چند سانتی متر هم می رسد.
پلاژیوکلاز (یا فلدسپار):از جنس سیلیکات سدیم آلومینیم یا کلسیم آلومینیم می باشد وبه شکل کریستالهای سفید کشیده می باشد.
آنور توزیت:نوعی صخره که شامل پلاژیوکلاز- پیروکسین یا به همراه اولیوین با خواص مختلف می باشد.
بازالت :نوعی صخره که شامل پلاژیوکلاز- پیروکسین و ایلمنایت با خواص مختلف می باشد.
اولیوین:سیلیکاتی از ترکیب منیزیم آهن که به شکل کریستالهای با اندازه در حد میلیمتری ورنگ صورتی تاسبز می باشد و وجود آن در آنورتوزیت رایج است.
ایلمنایت:ماده ای که در بازالت به چشم می خورد واکسیدی از جنس آهن تیتانیوم می باشد.
پیدایش ماه
پیش از انجام ماموریت های فضایی آپولو تنها سه نظریه مختلف در مورد منشا ماه وجود داشت. اولین نظریه، نظریه جدایش بود که بر اساس آن اعتقاد بر این بود که کره ماه از یک زمین اولیه که به سرعت در حال چرخش بوده جدا شده است(هسته وسط زمین دقیقا٬در مرکز نبوده وبر اثر چرخش سریع و بر اثر لق زدن گوشته ای از زمین کنده شده وماه را بوجود آورده است). نظریه دوم، نظریه تسخیر بود که بر اساس آن ماه در مکان دیگری از منظومه شمسی شکل گرفته و آنگاه تحت اثر نیروی گرانش زمین به تسخیر این کره در آمده و حول آن به گردش درآمده است. نظریه سوم، نظریه شکل گیری همزمان زمین و ماه بود که بر اساس این نظریه زمین و ماه از ابتدا به صورت جداگانه در منظومه شمسی شکل گرفته اند.
امروزه اکثر دانشمندان بر این باورند که هیچ کدام از نظریات برشمرده صحیح نمی باشند. در عوض طبق شواهد به دست آمده توسط ماموریت های آپولو دانشمندان بر نظریه جدیدی تکیه کرده اند که این نظریه با عنوان نظریه جدایش برخوردی معروف شده است. بر اساس این نظریه، زمین اولیه با یک جرم آسمانی به بزرگی تقریبی مریخ برخورد نموده و این برخورد باعث جدا شدن قطعاتی از کره زمین شده است که از تجمع این قطعات جدا شده کره ماه به وجود آمده است. نتایجی که از بررسی سنگ های ماه به دست آمده (مشابهت با مواد تشکیل دهنده پوسته زمین )همچنین شواهدی که از تشکیل سیارات منظومه شمسی بر اساس این نظریه در دست می باشد با این نظریه همخوانی خوبی دارد.
سفر به ماه
همانطور که قبلاً گفته شد انسان از روزگاران بسیار دور همواره در این رویا بوده که روزی بتواند به نزدیکترین همسایه خود یعنی کره ماه سفر کند. در سال ۱۸۶۵ یک نویسنده فرانسوی به نام ژول ورن داستانی با عنوان از زمین تا ماه منتشر نمود که درباره سفر یک سفینه فضایی از یک مرکز فضایی در فلوریدا به کره ماه بود. حدود صد سال بعد از او فلوریدا نقطه شروع اولین سفرهایی بود که به وسیله انسان و برای دسترسی به دنیاهای دیگر طراحی شد. بالاخره بین سال های ۱۹۶۹ تا ۱۹۷۲، ۱۲ فضانورد بر روی ماه پیاده روی کردند و پس از قرن ها تخیل سفر به ماه به حقیقت پیوست.
برنامه های مطالعه دقیق ماه از سال ۱۹۵۹ شروع شد. یعنی زمانی که شوروی سابق، ۳ مدارگرد کوچک را به سوی ماه پرتاب نمود. کوشش آمریکایی ها در راه رسیدن به ماه به اوایل دهه ۱۹۶۰ و شروع برنامه های فضایی رنجر بر می گردد. این سفینه ها که به ۶ دوربین تلویزیونی مجهز شده بودند به سوی ماه فرستاده شدند و قبل از برخورد با سطح این کره تصاویر جالبی از سطح ماه را به زمین مخابره کردند. در ادامه این مطالعات، نقشه برداری کاملی با دقت زیاد از سطح ماه توسط برنامه های فضایی لونا صورت گرفت. در طی این ماموریت ها ۵ سفینه در بین سالهای ۱۹۶۶ تا ۱۹۶۷ به فضا پرتاب شدند. این پنج سفینه که به دور ماه گردش می کردند بیش از ۱۹۵۰ تصویر با دقت زیاد از سطح ماه به زمین مخابره نمودند که این تصاویر جمعاً ۵/۹۹ درصد از سطح ماه را پوشش می دادند. در بعضی از این تصاویر ساختارهایی با ابعاد ۱ متر نیز قابل تشخیص می باشند. تصاویر یاد شده به دلیل دقت بسیار زیاد آنها کمک فراوانی به دانشمندان ناسا نمودند تا بتوانند محل های مناسبی را برای فرود فضانوردان بر ماه انتخاب نمایند.
اولین بار در سال ۱۹۵۹ سفینه فضایی لونا ۳ شوروی توانست از بخش غیر مرئی ماه یعنی جانب دور از زمین این کره عکسبرداری نموده و تصاویری از آن بخش از ماه را به زمین مخابره نماید. بر اساس این اطلاعات مشخص گردید که بر خلاف جانب رو به زمین، جانب دور از زمین کره ماه دارای دریاهای خیلی کمتری است.
در آن زمان چنین تصور می شد که طی میلیاردها سال بمباران سطح ماه توسط شهابسنگ ها بایستی سطح این کره از غبار ریز پوشیده شده باشد. حتی پس از ماموریت فضایی رنجر هم معلوم نبود که آیا سطح ماه مکانی مناسب برای فرود آ رام سفینه ها می باشد یا خیر؟
شاید سفینه ای که قصد فرود بر روی آن را داشته باشد به آسانی در این غبار فرو رود. بنابراین قبل از فرود انسان بر روی ماه لازم بود کوشش شود یک فرود آرام بدون سرنشین بر روی این کره انجام گیرد تا چگونگی فرود مشخص گردد. این موضوع هدف اصلی برنامه های مطالعاتی سورویر(surveyor) بود. بین سالهای ۱۹۶۶ تا ۱۹۶۸ پنج فضاپیمای سورویر به طور موفقیت آمیزی بر روی ماه به آرامی فرود آمدند. این ماموریت ها نشان داد که سطح ماه برای فرود آرام مناسب می باشد. همزمان با این ماموریت ها در سال های ۱۹۶۶ و ۱۹۶۷ شوروی سابق نیز مجموعه ای از سفینه های بدون سرنشین به نام لونا(Luna) را در مدار ماه قرار دادند که این سفینه ها به دور ماه گردش کرده و به آرامی بر سطح ماه فرود آمدند.
بعد از اتمام موفقیت آمیز ماموریت های سورویر و لونا دیگر هیچ مانعی برای سفر انسان به ماه وجود نداشت. در بین سالهای ۱۹۶۹ تا ۱۹۷۲ سفینه های سرنشین دار آپولو(Apollo) از سوی سازمان فضایی آمریکا(ناسا) به سوی ماه پرتاب شدند. شروع ماموریت های آپولو با شکست همراه بود. سفینه آپولو ۱ در لحظه پرتاب آتش گرفت و سه فضانورد آن در آتش سوختند. این حادثه ناگوار باعث شد تا ماموریت سفینه های آپولو به تعویق افتد. بالاخره سفینه سرنشین دار بعدی یعنی آپولو ۷ بود که با سه فضانورد به فضا پرتاب شد. فضانوردان این سفینه و سه ماموریت بعدی یعنی آپولوهای۹،۸و۱۰ با موفقیت مراحل مختلف سفر انسان به ماه را تمرین کردند و نهایتاً سفینه آپولو ۱۱ انسان را به ماه رساند.
سرنشینان آپولو۱۱ عبارت بودند از نیل آرمسترانگ، ادوین آلدرین و مایکل کالینز. ماه نشین این سفینه در روز ۲۰ ژولای ۱۹۶۹ به آرامی در ناحیه دریای آرامش فرود آمد و نیل آرمسترانگ نخستین جای پای بشر را بر روی خاک ماه حک کرد. او به هنگام قدم گذاشتن بر خاک ماه چنین گفت: این قدم کوچکی است برای یک مرد و گامی است بزرگ برای بشریت.
از بین ماموریت های فضایی آپولو، سفینه های آپولو۱۱ و ۱۲ در دریاهای ماه فرود آمدند. آپولو۱۳ بر اثر نقص فنی ناموفق بود و نتوانست بر سطح ماه فرود آید. ۴ ماموریت دیگر یعنی آپولوهای ۱۶،۱۵،۱۴و۱۷ به آسانی در نواحی مرتفع ماه فرود آمدند. فرود در نواحی مختلف ماه این امکان را به فضانوردان داد تا بتوانند از بخش های مختلف این کره نمونه برداری نمایند و این نمونه ها را جهت مطالعات بیشتر به زمین منتقل نمایند.
ماموریت های آپولو باعث توسعه شگرفی در دانش انسان از ماه گردید. علاوه بر انجام عمل نمونه برداری از سنگ های ماه، استقرار دستگاه های لرزه سنج، مغناطیس سنج و سایر مطالعات انجام شده توسط این ماموریت ها باعث شد که اطلاعات ما از این کره آسمانی به طور وسیعی افزایش یابد.
حتی اگر با یک دوربین دو چشمی به ماه بنگرید، سطح ناهموار آن را به وضوح مشاهده خواهید کرد. سطح ماه توسط هزاران حفره و دهانه برخوردی ناشی از برخوردسنگهای سرگردان آسمانی، آبله‌گون شده است.
اما چرا در زمین چنین شواهد خشنی از برخورد را شاهد نیستیم؟ آیا زمین که قاعدتاً هدفی بزرگتر است از برخوردهای سهمگین جان به در برده؟
پاسخ منفی است و ما امروزه به کمک تصاویر ماهواره‌ای ده‌ها دهانه برخوردی کوچک و بزرگ در سراسر زمین بافته‌ایم که همگی در اثر فعالیتهای گوناگون آب و هوایی فرسوده شده‌اند.
بررسی‌ها نشان می‌دهد که از زمان پیدایش زمین تا کنون، این سیاره شاهد برخوردهایی سهمگین‌تر و بمبارانهایی شدیدتر از تنها قمر خود، ماه بوده است. اما از آنجایی‌که زمین سیاره‌ای فعال و زنده است، آتشفشانها، زلزله‌ها و باد و باران زخمهای چهره زمین را در طول تاریخ پاک کرده‌اند. فرسایش شدید، دهانه‌های برخوردی که از زمانهای باستانی تا کنون بر سطح زمین پدید آمده‌اند را از چهره زمین زدوده و در نگاه اول شواهدی از برخورد به چشم نمی‌آید.
اما در ماه شرایط به گونه دیگری است. ماه فاقد اتمسفر است و بنابراین قادر به سوزاندن هیچ سنگ سرگردانی قبل از برخورد به خود نیست. از طرفی ماه، جرم سماوی مرده‌ای است. به جز ماه‌لرزه‌های گاه و بیگاه هیچ فعالیتی که دال بر زنده بودن اینقمر باشد به چشم نمی خورد. عدم وجود اتمسفر نیز باعث می شود موضوع فرسایش سطحی منتفی شده و در نهایت عاملی برای زدودن زخم برخورد از چهره ماه وجود نداشته باشد.
"پاول اسپودیز" سیاره‌شناس ارشد دانشگاه جانز هاپکینز که در آزمایشگاه فیزیک کاربردی به تحقیق مشغول است این موضوع را یکی از دلایل مهم بازگشت بشر به ماه و آغاز دوباره سفرهای سرنشین‌دار به تنها قمر زمین می‌داند. از نظر او ماه گنجینه دست نخورده‌ای برای مطالعه تاریخ زمین است.
پاول اسپودیز معتقد است که ماه صفحه شاهد زمین می‌باشد. زمانی که محققان در صدد اندازهگیری نوع، مقدار و الگوی ویرانی ناشی از یک برخورد یا انفجار بر می‌آیند مواد و شرایط گوناگونی را در معرض برخورد مورد نظر قرار می‌دهند تا اثرات ناشی از برخورد جسم و امواج ناشی از آن را مطالعه کنند. به نمونه آزمایشی "صفحه شاهد" می‌گویند.
ماه و زمین در موقعیت یکسانی از منظومه شمسی قرار دارند و می‌توان گفت که بدشانسیهای یکسانی از نظر برخورد با سنگهای سرگردان داشته‌اند. زمین سیاره‌ای بسیار فعال است و آثار زخمهای بزرگ و کوچک کهن را از چهره خود پاک کرده است. از طرفی بی
