شناخت کامل ماه | از گردش و مدار تا چاله‌ها و تصورات باستانی

شناخت کامل ماه

ماه تنها قمر طبیعی زمین و تنها جرم آسمانی است که انسان بر روی آن قدم گذاشته است. ماه روشن ترین جرم در آسمان شب است اما نوری از خود تولید نمی کند در عوض نور خورشید را منعکس می کند. مانند زمین و دیگر اعضای منظومه شمسی، عمر ماه حدود 6/4 میلیارد سال می باشد . ماه از زمین بسیار کوچک تر است. میانگین شعاع ماه 4/1737 کیلومتر، حدود ۲۷ درصد شعاع زمین  می باشد. جرم آن نیز از جرم زمین بسیار کمتر است جرم زمین ۸۱ برابر جرم ماه می باشد چگالی ماه حدود 34/3 گرم در هر سانتی متر مکعب، تقریبا ۶۰ درصد چگالی زمین است.

از آن جایی که جرم ماه از جرم زمین کم تر است، نیروی گرانش در سطح آن نیز کم تر از زمین و حدود یک ششم آن می باشد. بدین ترتیب شخصی که بر روی ماه ایستاده احساس می کند که پنج ششم از وزن خود را از دست داده است. همین طور اگر سنگی را در سطح ماه رها کنیم بسیار آهسته تر از سنگی که در زمین رها شده به سطح می رسد. علیرغم نیروی گرانش نسبتا ضعیف ماه، فاصله آن تا زمین به قدری کم است که باعث ایجاد جذر و مد در آب های زمین می گردد.

 میان گین فاصله مرکز ماه تا مرکز زمین ۳۸۴،۴۶۷ کیلومتر است. این فاصله در حال افزایش است البته با سرعتی بسیار اندک ماه در هر سال 3/8 سانتیمتر از زمین دور تر می شود. دمای سطح ماه در ناحیه استوایی آن از بسیار سرد یعنی 173- درجه سانتی گراد در شب تا بسیار گرم یعنی ۱۲۷ درجه سانتی گراد در طی روز، متغیر است. در چاله های عمیق نزدیک قطب های ماه، دما همیشه حدود ۲۴۰- درجه سانتی گراد است.

 در ماه هیچ گونه ای از حیات وجود ندارد. در مقایسه با زمین این قمر تغییرات اندکی در طی میلیاردها سال داشته است در ماه آسمان حتی در طی روز سیاه است و ستارگان همیشه دیده می شوند.

وقتی از زمین با چشم غیر مسلح به ماه نگاه می کنیم می توانیم مناطق تیره و روشنی بر روی سطح ماه ببینیم مناطق روشن ارتفاعات ناهمواری هستند که به واسطه برخوردهای اجرام آسمانی با ماه به وجود آمده اند. به این مناطق تری می گویند. کلمه تری یک کلمه یونانی به معنی زمین ها می باشد. مناطق مرتفع پوسته اصلی ماه هستند که به دلیل برخورد انواع اجرام آسمانی قطعه قطعه شده اند. قطر چاله های زیادی در منطقه تری متجاوز از ۴۰ کیلومتر می باشد. بزرگ ترین آن ها حوزه ایتکن قطب جنوب با قطر ۲۵۰۰ کیلومتر است.

مناطق تیره با نام ماریا شناخته می شوند ماریا واژه ای یونانی به معنی دریا می باشد. این نام به جهت هموار بودن مناطق تیره و شباهت آن ها به بسترهای وسیع آب به این مناطق اطلاق می گردد این مناطق با لایه ای از مواد مذاب که میلیاردها سال پیش از آتش فشان های فعال فوران کرده و اکنون منجمد شده اند پوشیده شده است. از آن زمان برخورد اجرام آسمانی چاله هایی را در نواحی ماریا ایجاد کرده اند. ماه جو قابل ملاحظه ای ندارد اما مقدار اندکی گاز در سطح آن وجود دارد.

مردم اغلب این گازها را اتمسفر ماه می دانند. این اتمسفر می تواند اگزوسفر یا جو خارجی نیز نامیده شود اگزوسفر به ذرات بسیار کم چگالی گفته می شود که پیرامون یک جسم بدون جو را احاطه کرده است. عطارد و برخی از اجرام منظومه شمسی نیز دارای اگزوسفر می باشند.

در سال ۱۹۵۹، دانشمندان کاوش کردن در ماه را به کمک سفینه روبوتیک آغاز کردند. در آن سال اتحاد جماهیر شوروی سفینه لونا ۳ را به قسمتی از ماه که دیده نمی شود فرستاد و این سفینه نخستین عکس ها را از سمت پنهان ماه تهیه نمود کلمه لونا در لاتین به معنی ماه است. در تاریخ ۲۰ ژوئیه ۱۹۶۹، ماه نشین آپولو ۱۱ ایالات متحده در ماه فرود آمد. فضانورد نیل آرمسترانگ نخستین انسانی بود که بر روی ماه قدم گذاشت.

در سال های ۱۹۹۰، دو سفینه کاوش گر روبوتیک امریکایی، کلمنتاین و لونار پراسپکتور، شواهدی مبنی بر وجود آب یخ زده در دو قطب ماه به دست آوردند. این یخ ها توسط سنگ های آسمانی، ۲ تا ۳ میلیارد سال پیش به سطح ماه آورده شده اند. این یخ ها در مناطق همیشه سایه ماه باقی ماندند چرا که دما در این مناطق ۲۴۰ درجه سانتی گراد می باشد.

 حرکات ماه

ماه در مسیرهای متنوعی در حرکت است. برای مثال حرکت وضعی ماه حول محور طولی فرضی خودش و حرکت ماه به دور زمین را می توان بر شمرد به دلیل گردش ماه به دور زمین قسمت های مختلفی از بخش قابل رویت ماه در هر فاز از زمین دیده میشود در هنگام وقوع پدیده ای به نام خسوف ماه، زمین و خورشید در یک راستا قرار می گیرند حرکت آرامی به نام لیبراسیون با رخ گرد ما را قادر به دیدن حدود ۵۹ درصد از سطح ماه در زمان های مختلف می کند.

گردش و مدار

ماه در هر 29/5 روز یک بار به دور خود می چرخد. در واقع این مدت زمان بین یک طلوع خورشید تا طلوع دیگر در ماه است و به آن روز قمری می گویند در مقایسه زمین در هر ۲۴ ساعت یکبار حول خود می چرخد.محور طولی ماه مانند محور طولی زمین، اندکی کج است. زاویه محور طولی زمین 23/5 درجه است و همین امر منجر به تغییر فصل در زمین می شود. اما زاویه محور طولی ماه تنها حدود 5/1 درجه است بنابر این در ماه فصل وجود ندارد.

نتیجه دیگری که از انحراف اندک زاویه محور طولی ماه حاصل می گردد این است که قله های مشخصی نزدیک قطب های ماه همیشه در معرض نور خورشید قرار دارند و کف برخی از چاله ها به ویژه نزدیک قطب جنوب همیشه در سایه به سر می برند.

ماه نجومی زمانی است که ماه یک گردش کامل به دور زمین را نسبت به ستارگان پس زمینه آسمان کامل می کند. در این حین به دلیل اینکه زمین دائما در مدار خود به دور خورشید در حرکت است ماه باید کمی بیش از ۳۶۰ درجه حرکت کند تا از یک ماه نو به ماه نوی دیگر برسد. بنابر این ماه هلالی از ماه نجومی طولانی تر است. یک ماه نجومی 27/355 روز طول می کشد در حالیکه ماه هلالی 29/537 روز است.

 یک ماه هلالی برابر با یک روز قمری است. در نتیجه همیشه فقط یک نیم کره از ماه دیده می شود و نیمکره دیگر از دید ما در روی زمین پنهان است. مردم گاهی اشتباها به قسمت پنهان ماه قسمت تاریک می گویند ماه قسمت تاریک دارد اما آن قسمت بخشی است که در معرض تابش نور خورشید قرار نمی گیرد و محل آن دائما در حال تغییر است.

 مدار ماه مانند مدار زمین به شکل یک دایره کشیده یا یک بیضی پهن است. فاصله بین مرکز زمین و مرکز ماه یا متغیر میباشد در قسمتی از مدار ماه به نام حضیض ماه، کم ترین فاصله از زمین یعنی ۳۶۳،۳۰۰ کیلومتر را دارد. در قسمت دیگری از مدار به نام نقطه اوج ماه بیش ترین فاصله یعنی ۴۰۵،۵۰۰ کیلومتر از زمین را دارد.

فازها

با حرکت ماه به دور زمین ناظر زمینی در شکل ماه تغییر مشاهده می کند. به نظر می رسد که ماه از شکل یک هلال به شکل یک دایره در آمده و مجددا به هلال تبدیل می شود. شکل ماه هر روز تغییر می کند چرا که ناظر با گردش ماه قسمت های مختلفی از ماه را که در معرض نور خورشید قرار گرفته است مشاهده می کند. این تغییرات در ظاهر را فاز می نامند.

ماه دارای چهار فاز است: ۱) ماه نو، ۲) ربع اول، ۳) ماه کامل، ۴) ربع آخر یا سوم. زمانی که ماه بین زمین و خورشید قرار می گیرد منطقه روشن آن پشت به زمین است. ستاره شناسان این فاز تاریک ماه را ماه نو می نامند.

 یک شب پس از ماه نو، هلال بار یکی از نور در گوشه شرقی ماه پدیدار می شود. باقی مانده قسمتی از ماه که رو به زمین است به شکلی کدر و بی نور به خاطر پرتوهایی که از زمین به ماه می تابند، قابل مشاهده است. هر شب، ناظر زمینی می تواند قسمت بیشتری از ماه را که به آن نور خورشید می تابد. ببیند بعد از حدود ۷ روز، ناظر می تواند نصف ماه کامل را ببیند به این فاز ربع اول می گویند چرا که این فاز پس از گذشت یک چهارم از ماه هلالی ظاهر می گردد.

با گذشت ۷ روز دیگر ماه به قسمت مقابل خورشید و زمین می رسد همه قسمت نورانی ماه یعنی یک دایره کامل  در این هنگام قابل رویت است به این فاز بدر کامل می گویند.

حدود هفت روز بعد از بدر کامل ناظر مجددا یک نیم بدر ماه را می بیند به این فاز ربع سوم یا ربع آخر می گویند. با گذشت هفت روز دیگر ماه بین زمین و خورشید قرار می گیرد و به این ترتیب ماه نویی دیگر آغاز می شود. مانند خورشید، ماه نیز از شرق طلوع و از غرب غروب می کند با پیشروی ماه در مدار و ایجاد فازها، زمان طلوع و غروب آن نیز تغییر می کند. در فاز ماه نو ماه به همراه خورشید طلوع می.کند با گذشت هر روز، به طور متوسط ماه حدود ۵۰ دقیقه دیر تر طلوع می کند.

گرفتگی ها زمانی رخ می دهند که زمین خورشید و ماه به طور کامل و یا تقریبا در امتداد یک خط قرار می گیرند. خسوف زمانی رخ می دهد که زمین بین ماه و خورشید است و سایه آن بر روی ماه می افتد. خسوف فقط در زمان فاز بدر کامل رخ میدهد کسوف زمانی ایجاد می گردد که ماه تقریبا یا کاملا بین زمین و خورشید قرار بگیرد و سایه ماه بر روی زمین بیفتد کسوف فقط در زمان فاز ماه نو رخ می دهد.

در حین یک دور گردش ماه به دور زمین، یک بار زمین بین ماه و خورشید قرار می گیرد و یک بار ماه بین خورشید و زمین است. اما در بیشتر اوقات این اجرام در راستای یک خط قرار نمی گیرند بنابراین ما هر ماه شاهد وقوع یک کسوف و یک خسوف نخواهیم بود. دلیل اصلی قرار نگرفتن این اجرام در یک راستا، انحراف ۵ درجه ای صفحه مداری ماه نسبت به صفحه مداری زمین است. به دلیل این انحراف سایه زمین یا ماه از بالا یا پایین یکدیگر عبور کرده و وارد فضای بی کران می شوند.

رخ گرد یا لیبراسیون

 مادر زمین گاهی شاهد بخشی از قسمت پنهان ماه هستیم. نمایان شدن بخشی از قسمت پنهان به دلیل لیبراسیون یا رخ گرد ماه می باشد. در ماه سه نوع رخ گرد وجود دارد: ۱) رخ گرد طولی، ۲) رخ گرد روزانه، ۳) رخ گرد عرضی. رخ گرد طولی به دلیل بیضی بودن شکل مدار ماه به دور زمین اتفاق می افتد. در حین گردش ماه به دور زمین سرعت گردش آن متغیر است.

بر اساس قانون کشف شده توسط ستاره شناس آلمانی، یوهانس کپلر در اوایل قرن ۱۷، هنگامی که ماه نسبتا به زمین نزدیک است سرعت آن بیش از حد میان گین و هنگامی که نسبتا از زمین دور است سرعت آن کمتر از حد میان گین می شود. اما سرعت گردش وضعی ماه یعنی گردش آن به دور محور طولی همواره ثابت است بنابراین در نتیجه ارتعاشات طولی رصد کننده نه تنها می تواند چهره ماه را ببیند بلکه گونه هایش را هم می تواند مشاهده کند.

رخ گرد روزانه به سبب تغییر موقعیت ناظر در زمین نسبت به ماه پدیدار می شود. ناظری را مجسم نمایید که در فاز بدر ،کامل در استوا اقرار دارد با گردش زمین از غرب به شرق ناظر ابتدا ماه را هنگام طلوع در افق شرقی و سرانجام غروب آن در افق غربی را مشاهده می.کند در طول این مدت نقطه دید ناظر حدود ۱۲،۷۰۰ کیلومتر (به اندازه قطر زمین) نسبت به ماه تغییر کرده است. در نتیجه این گونه به نظر می رسد که ماه به آرامی به سمت غرب گردش می کند.

 زمانی که ماه از شرق طلوع کرده و به بالاترین نقطه خود در آسمان سفر می کند ناظر می تواند گوشه غربی ماه را مشاهده کند و هنگامی که ماه به سمت افق غربی می رود گوشه شرقی آن قابل رویت است.

رخ گرد عرضی به دلیل انحراف محور طولی ماه رخ می دهد در طی یک گردش ماه به دور زمین قطب شمال ماه نخست به سمت زمین دارای انحراف است و سپس قطب جنوب آن به سمت زمین کج می شود وقتی هر یک از دو قطب به سمت زمین کج شوند، ناظر منطقه بیش تری از قطب ها را مشاهده می کند. در نتیجه همه این رخ گردها یا ليبراسيون ها ناظر به جای ۵۰ در صد از سطح ماه قادر به رویت ۵۹ در صد از سطح ماه می باشد.

شکل گیری و تحولات ماه

 دانشمندان معتقدند که ماه در اثر یک برخورد شدید با زمین به وجود آمده است. بر اساس این نظر 5/4 میلیارد سال پیش، زمین با جرمی به اندازه یک سیاره برخورد کرده است. در اثر این برخورد یک ابر بزرگ از سنگ های تبخیر شده از زمین بلند شده و وارد مداری به دور زمین شده است. این ابر تدریجا سرد و غلیظ شده و به حلقه ای از اجرام کوچک دور زمین تبدیل گردیده این اجرام سپس به یک دیگر متصل شده و ماه را شکل داده اند.

 به دلیل سرعت بالای اتصال اجرام کوچک با یک دیگر انرژی زیادی به شکل گرما آزاد شده است. این گرما منجر به ذوب شدن ماه و پدیدار گشتن دریاهایی از ماگما یا مواد مذاب گردیده است دریای ماگما به آرامی سرد و منجمد شده است. با سرد شدن آن عناصر سنگین به درون ماه فرو رفته و جبه ماه را شکل داده اند.

با شکل گیری پوسته، سنگ های آسمانی به بمباران، خرد کردن و در هم کوبیدن آن پرداختند. احتمال دارد که شدید ترین برخوردها باعث کنده شدن کل پوسته ماه شده باشند. بعضی از برخوردها بسیار قدرتمند بودند به طوری که تقریبا ماه را چندین تکه کردند یکی از این برخوردها منجر به وجود آمدن حوزه ایتکن قطب جنوب ماه، یکی از بزرگ ترین چاله های برخوردی در منظومه شمسی شده است.

در حدود ۴ تا ۳ میلیارد سال پیش احتمالا به دلیل وجود عناصر رادیواکتیو در اعماق ماه، جبه ماه ذوب گردید. مواد مذاب ایجاد شده به شکل موادی سیاه رنگ فوران کرده و قسمت هایی از سطح ماه را پوشانده است. این مواد مذاب به تدریج سرد و منجمد شده و تبدیل به سنگ هایی به نام بازالت شده اند.

فوران های کوچک احتمالا تا یک میلیارد سال پیش ادامه داشته اند. از آن زمان تنها برخوردهای محلی سنگ های آسمانی با سطح ماه به وقوع پیوسته اند. از آن جا که ماه جوی برای سوزاندن سنگ های آسمانی ندارد، بمباران ها تا به امروز ادامه پیدا کرده اند البته با شدتی بسیار بسیار کمتر از گذشته.  برخورد اجرام بزرگ می تواند باعث ایجاد چاله گردد و برخورد اجرام کوچک باعث خرد شدن  سنگ های سطح ماه و تبدیل آن ها به پودری به نام رگولیت می شود رگولیت در همه جای ماه وجود دارد.

اگز و سفر ماه

اگز و سفر ماه که در حقیقت به معنای ذراتی است که پیرامون ماه را پوشانده است به طور کلی از گازهایی که توسط بادهای خورشیدی تولید میشوند تشکیل شده است باد خورشیدی جریانی دائمی از سطح خورشید است که بیشتر از ذرات هیدروژن و هلیوم به همراه مقادیری نئون و آرگون تشکیل می شود.

بقیه گازهای پیرامون ماه از خود ماه سرچشمه می گیرند یک باران دائمی اجرام ریز سماوی، سنگ های ماه را گرم کرده و باعث تبخیر آن ها می شود اغلب اتم های موجود در این بخارها اتم های سدیم و پتاسیم می باشند. در حال حاضر مقدار این عناصر بسیار اندک و تنها چند صداتم در هر سانتی متر مکعب است. علاوه بر بخارهایی که در اثر برخوردها ایجاد می شوند مقادیری گاز نیز در اعماق ماه تولید  می شوند.

بیشتر گازهای پیرامون ماه در منطقه ای تقریبا بین استوا و قطب ها متمرکز می شوند و مقدار آن ها قبل از طلوع خورشید به بیش ترین حد خود می رسد بادهای خورشیدی دائما بخارها را در فضا پخش می کنند، اما بخارها مجددا جای گزین می شوند. سطح ماه پوشیده از سوراخ های کاسه ای شکل به نام چاله گودال های کم عمق به نام حوزه و دشت های مسطح پهناور به نام ماریا یا دریا می باشد و پودر رگولیت نیز در میان بیش تر سطح آن وجود دارد.

چاله ها

 تعداد بیشمار چاله های ماه در اثر برخورد اجرام آسمانی با سطح ماه ایجاد شده اند. چاله های سطح ماه با اسامی دانشمندان مشهور نام گذاری شده اند. برای مثال چاله کوپرنیک به یاد ستاره شناس لهستانی که در قرن ۱۶ متوجه گردش سیارات به دور خورشید شد نام گذاری شده است.

 چاله ارشمیدس نیز به نام ریاضی دان یونانی که ۲۰۰ سال قبل از میلاد مسیح اکتشافات فراوانی در زمینه ریاضیات به انجام رساند نام گذاری شده است. شکل چاله ها متناسب با ابعاد آن ها متغیر است. چاله های کوچک به قطر کم تر از ۱۰ کیلومتر تقریبا شبیه کاسه هستند. چاله هایی که کمی بزرگ ترند  نمی توانند شبیه به کاسه باشند چون دیواره های آن ها شیب زیادی دارد. مواد از دیواره ها به درون این چاله ها سقوط میکند در نتیجه دیواره ها کنگره ای و کف چاله ها مسطح است.

چاله های بزرگ دیواره ای طبقه طبقه دارند طبقه هایی که شبیه به تراس میباشند و به صورت پلکانی روی یک دیگر قرار دارند و در کف چاله ها قله های مرکزی وجود دارند. همان فرایندی که باعث کنگره دار شدن دیواره ها می باشد، منجر به تشکیل تراس ها در دیواره ها می شود قله های مرکزی کف چاله نیز تقریبا مانند قله های مرکزی که در اثر برخورد سنگ های آسمانی با زمین ایجاد شده اند، به وجود

 می آیند. مطالعات بر روی چنین قله هایی در روی زمین نشان می دهد که وجود آن ها به دلیل تغییر شکل زمین است برخورد باعث فشرده شدن زمین و سپس ارتجاع زمین و تشکیل قله ها می گردد. مواد تشکیل دهنده قله های مرکزی ماه ممکن است که از عمق ۱۹ کیلومتری آن آمده باشند. اطراف چاله ها، ناهموار و پوشیده از مواد کوهستانی است مواد کوهستانی به تکه ها و خرده های   سنگ هایی گفته می شود که در اثر فشار به خارج از چاله ها پرتاب می شوند. این مواد می توانند تا ۱۰۰ کیلومتر دورتر از چاله پرتاب شوند.

دور تر از چاله ها، در بیش تر موارد، چاله های ثانوی نامنظمی قرار دارند که در اشکال و اندازه های مختلف، به طور خوشه ای و گروهی و یا به طور ردیف در یک خط قرار گرفته اند. چاله های ثانوی در اثر پرتاب شدن مواد از چاله های اصلی و برخورد با سطح ماه به وجود می آیند. موادی که پرتاب  می شوند شامل توده های عظیم سنگ، دسته هایی از سنگ های نرم به هم چسبیده و باران سنگ های ریزی که از سطح ماه بلند می شوند است.

این مواد ممکن است که تا هزاران کیلومتر دور تر بروند. پرتوهایی سبک به شکل پودر که می توانند هزاران کیلومتر پیش بروند از چاله ها متساطع می گردد. این پرتوها به آرامی در اثر بمباران های اجرام بسیار ریز آسمانی از بین رفته و با لایه سطحی ماه ترکیب  می گردند. بنابر این چاله ای که هم چنان پرتوی مرئی متساطع می نماید جزء چاله های جوان ماه به حساب می آید.

 چاله هایی با قطر بیش از ۲۰۰ کیلومتر دارای قله های مرکزی هستند. برخی از آن ها علاوه بر قله های مرکزی دارای حلقه های کوهستانی نیز می باشند حضور این حلقه ها خبر از شکل بعدی چاله ها یعنی حوزه ها را می دهد.  حوزه ها چاله هایی با قطر بیش از ۳۰۰ کیلومتر میباشند حوزه های کوچک تر تنها یک حلقه کوهستانی دارند اما بزرگ ترها دارای چندین حلقه با مرکز مشترک هستند درست مانند صفحه دارت حوزه چند حلقه ای دریای شرقی با ۱۰۰۰ کیلومتر قطر، از حوزه های خاص به شمار می آید حوزه های دیگر   می توانند بیش از ۲۰۰۰ کیلومتر پهنا داشته باشند یعنی به بزرگی منطقه غربی ایالات متحده.

تعداد حوزه ها در نیمه پنهان و نیمه مرئی ماه مساوی است بیش تر حوزه ها یا فاقد بازالت می باشند به ویژه در حوزه های قسمت پنهان، و یا حاوی مقدار کمی بازالت هستند این تفاوت ممکن است که از ضخامت پوسته ناشی شود. ضخامت پوسته در قسمت پنهان بیش تر از بخش مرئی می باشد بنابر این ذوب شدن سنگ ها و رسیدن آن ها به سطح مشکل تر است.

 در زمین های مرتفع مواد خارج شونده از حوزه ها بیش تر مواد چند کیلومتری سطح ماه را تشکیل  می دهند بیش تر این مواد لایه ضخیمی از تکه ها و خرده سنگ هایی هستند که بر چیا نام دارند.  دانشمندان با مطالعه تکه های کوچکی از برچیا اطلاعاتی در مورد منشا پوسته ماه کسب می نمایند.

ماریا، قسمت تیره سطح ماه ۱۶ درصد از کل سطح آن را تشکیل می دهد علت کوچک بودن قسمت ماریا به فرایند تشکیل آن مربوط می شود به جای برخوردهای عظیم عواملی چون فوران آتش فشان و تغییر شکل پوسته باعث به وجود آمدن این مناطق شده اند قسمت عمده زمین های ماریا شامل چین و چروک و بر آمدگی ها و شیارهایی ناشی از عوامل آتش فشانی می باشد.

چروک ها بر آمدگی هایی تاول مانند هستند که در همه جای ماریا پیچ خورده اند. این برآمدگی ها سنگ هایی هستند که به دلیل فشار تا شده اند. بیش تر این چروک ها دایره شکل می باشند.   شیارهایی شبیه به مار نیز در سطح ماه وجود دارند. دانشمندان در گذشته تصور می کردند که این شیارها زمانی آبراهه بوده اند. در حالی که آن ها توسط جریان مواد مذاب شکل گرفته اند. مدرکی که این گفته را ثابت نمود نمونه ای بود که فضانوردان آپولو با خود به زمین آوردند در مولکول های نمونه آورده شده هیچ اثری از آب وجود نداشت.

نشانه های آتش فشانی

در سرتاسر ماریا نشانه های فراوانی که به واسطه فوران آتش فشان ها ایجاد شده اند وجود دارد یکی از این نشانه ها دیواره هایی است که در همه جای سطح مار یا وجود دارد. این دیواره ها در واقع ابتدای جریان های مواد مذاب هستند که به شکل جامد در آمده اند و منجر به تجمع بقیه مواد مذاب در پشت خود شده اند. وجود این دیواره ها دلیل دیگری برای اثبات این است که مار یا از بازالت مذاب که منجمد شده تشکیل گردیده است.

تپه ها و گنبدهای کوچک، احتمالا آتش فشان های کوچک هستند. هم بر آمدگی های گنبدی شکل و هم تپه های مخروطی به صورت گروهی در کنار یک دیگر قرار گرفته اند. یکی از بزرگ ترین دسته های   تپه ای موجود در ماه مجموعه تپه های ماریوس در منطقه اقیانوس طوفان ها می باشد. در این مجموعه تعداد فراوانی چروک، شیار و بیش از ۵۰ آتش فشان قرار گرفته است.  قسمت زیادی از ماریا و تری پوشیده از ماده تیره ای به نام رسوب جبه سیاه است. مدارک به دست آمده در ماموریت های آپولو معلوم کرد که این ماده خاکستر آتش فشانی می باشد.

درون ماه

ماه، مانند زمین از سه لایه پوسته جبه و هسته تشکیل شده است. البته ترکیب بندی ساختمان و منشا این مناطق در ماه تفاوت زیادی با لایه های زمین دارند.  بیش تر آن چه که دانشمندان درباره درون زمین و ماه می دانند از مطالعات آن ها در خصوص زمین لرزه و ماه لرزه به دست آمده است. اطلاعات به دست آمده درباره لرزش های ماه توسط تجهیزاتی که فضانوردان آپولوبین سال های ۱۹۶۹ تا ۱۹۷۲ در ماه کار گذاشته اند، جمع آوری شده است.

پوسته

میان گین ضخامت پوسته ماه ۷۰ کیلومتر است. لازم به ذکر است که میان گین ضخامت پوسته زمین ۱۰ کیلومتر می باشد. قسمت خارجی پوسته ماه در اثر برخوردهای مهیب شهاب سنگ ها، شکسته شکاف خورده و در هم آمیخته است و در قسمت درونی آن چگالی سنگ ها ناگهان کاهش می یابد.

جبه

جبه ماه متشکل از سنگ هایی متراکم و آکنده از آهن و منیزیم می باشد. مواد معدنی با چگالی کم به سمت لایه های خارجی ماه و مواد معدنی با چگالی زیاد به سمت لایه های درونی حرکت می کنند. پس از تشکیل جبه بخشی از این لایه در اثر تشکیل گرما در اعماق درونی ماه ذوب شد. منبع حرارت احتمالا شکسته شدن اورانیوم و دیگر عناصر رادیواکتیو بوده است. این ذوب شدن منجر به ایجاد ماگمای بازالتی شد این ماگما به تدریج راه خود را به سمت سطح طی کرد و به صورت مواد مذاب و خاکستر فوران نمود.

هسته

داده های جمع آوری شده توسط لونار پراسپکتور داشتن هسته را برای ماه به اثبات رساند و به دانشمندان کمک نمود که ابعاد آن را تخمین زنند شعاع هسته ماه تنها حدود ۴۰۰ کیلومتر است در حالی که شعاع هسته زمین ۳۵۰۰ کیلومتر می باشد. هسته ماه کم تر از ۱ درصد جرم ماه را به خود اختصاص داده است. دانشمندان گمان می کنند که هسته بیشتر از آهن و سولفور و سپس دیگر عناصر تشکیل شده است.

هسته زمین بیش تر از آهن مذاب ساخته شده است. حرکت سریع این هسته مذاب منجر به ایجاد میدان مغناطیسی زمین شده است اما هسته کوچک ماه با مقدار کم قسمت های مذاب نمی تواند میدان مغناطیسی کلی ایجاد نماید. با این حال نواحی کوچکی از ماه مغناطیسی می باشد دانشمندان مطمئن نیستند که این مناطق به چه دلیل به وجود آمده اند. شاید ماه زمانی هسته ای مذاب تر از امروز داشته است.

 مدرکی وجود دارد که اثبات می نماید در گذشته درون ماه از گاز تشکیل می شده است و مقداری از آن گاز هم چنان وجود دارد. در زمین، گازی که در ماگما حل شده است در حین فوران از دهانه آتش فشان خارج می شود؛ درست مانند خارج شدن گاز دی اکسید کربن که با تکان دادن یک بطری نوشابه کربناتی یا گازدار از آن خارج می شود. وجود سوراخ هایی در بازالت مبین وجود گازهایی احتمالا نظیر مونوکسید کربن و بخار سولفور در اعماق ماه می باشد.

تاریخچه مطالعات ماه

تصورات باستانی

برخی از اجداد ما بر این باور بودند که ماه یک کاسه واژگون آتش است. برخی دیگر فکر می کردند که ماه آینه بزرگی است که خشکی ها و دریاهای زمین را نشان می دهد. فیلسوفان یونان باستان متوجه شده بودند که ماه کره ای است که حول زمین در گردش است آن ها هم چنین می دانستند که نور ماه بازتابی از نور خورشید است.

برخی از فلاسفه یونان بر این باور بودند که ماه دنیایی بسیار شبیه به زمین است در حدود ۱۰۰ سال پس از میلاد مسیح، پلوتارک نویسنده یونانی، اشاره نمود که مردم در ماه زندگی می کرده اند یونانی ها هم چنین آشکارا بر این باور بودند که نواحی تاریک ماه دریاها و نواحی روشن ماه خشکی های ماه   می باشند.

در سال ۱۵۰ پس از میلاد مسیح، بطلیموس، ستاره شناس یونانی که در اسکندریه مصر زندگی می کرد اعلام نمود که ماه نزدیک ترین همسایه زمین در فضا است. او فکر میکرد که ماه و خورشید هر دو به دور زمین در گردشند. دیدگاه های بطلیموس تا ۱۳۰۰ سال به قوت خود باقی ماندند. اما در اوایل قرن ۱۶، ستاره شناس لهستانی، نیکولاس کوپرنیک، دیدگاه درست را عرضه کرد. زمین و دیگر سیارات دور خورشید حرکت می کنند و ماه حول زمین در گردش است.

مشاهدات اولیه با تلسکوپ

گالیله، ستاره شناس و فیزیکدان ایتالیایی نخستین بیانیه علمی درباره ماه بر اساس مشاهدات انجام شده با تلسکوپ را نوشت. در سال ۱۶۰۹، گالیله سطحی ناهموار و کوهستانی را تشریح کرد بیانات او با باورهای رایج تفاوت داشت. گالیله متذکر شد که مناطق روشن، مناطق ناهموار و تپه ای و مناطق تیره زمین های مسطح می باشند.

 وجود ارتفاعات بلند روی ماه گالیله را مجذوب خود کرده بود بیانات دقیق وی در مورد یک چاله در ماه باب مناقشات و مباحثات ۳۵۰ ساله ای را در خصوص منشاء چاله های ماه باز نمود.

 ستاره شناسان دیگر در قرن ،۱۷ از همه نشانه هایی که در سطح ماه رویت نمودند نقشه تهیه کردند به تدریج با پیشرفت تلسکوپ ها جزئیات بیشتری از سطح ماه نمایان شد. در سال۱۶۴۵، مهندس و ستاره شناس آلمانی مایکل فلورنت لانگرن مشهور به لانگر نوس، نقشه ای را منتشر کرد که در آن برای همه نشانه های سطح ماه به ویژه چاله های نام نهاده شده بود. در سال ۱۶۴۷ نیز ستاره شناس لهستانی یوهانس هولیوس نقشه ای تهیه کرد که مناطق رخ گرد ماه را نیز شامل می شد.

تشخیص منشاء چاله ها

تا اواخر قرن ۱۹، بیش تر ستاره شناسان معتقد بودند که چاله های سطح ماه به واسطه آتش فشان ها تشکیل شده اند تا اینکه در دهه ۸۰ همان قرن، ستاره شناس انگلیسی ریچارد پر کتور به درستی اعلام کرد که چاله های ماه نتیجه برخورد اجرام جامد به سطح ماه می باشند. اما در ابتدا تعداد اندکی از دانشمندان طرح پیشنهادی وی را قبول کردند چرا که تا آن زمان همه چاله هایی که در زمین شناسایی شده بودند منشاء آتش فشانی داشتند.

ماموریت های آپولو

از آغاز سال ۱۹۵۹، اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده مجموعه ای از فضاپیماهای رباتیک را به منظور مطالعه جزئیات ماه به فضا فرستادند. هدف نهایی آن ها رساندن انسان به ماه بود. در آخر، ایالات متحده در سال ۱۹۶۹ با فرود موفقیت آمیز آپولو ۱۱ بر سطح ماه به این هدف دست یافت این کشور شش ماموریت آپولوی دیگر را که شامل پنج فرود موفقیت آمیز بود به انجام رساند. آخرین این ماموریت ها آپولو ۱۷ در دسامبر ۱۹۷۲ بود.

تحقیقات اخیر

تا سال ۱۹۹۴ هیچ سفینه دیگری به ماه فرستاده نشد تا اینکه ایالات متحده مدار گرد کلمنتاین را به سمت ماه ارسال نمود. از ماه فوریه تا ماه مه همان سال چهار دوربین کلمنتاین بیش از ۲ میلیون عکس از ماه تهیه کردند. یک دستگاه لیزر ارتفاعات و اعماق کوهستان ها، چاله ها و دیگر ویژگی ها را اندازه گیری نمود. سیگنال های رادیویی که کلمنتاین به ماه می فرستاد وجود ذخایر حجیم یخ آب را نشان داد به نظر می آید که این ذخایر در چاله های قطب جنوب باشند.

کاوشگر لونار پراسپکتور امریکا از ژانویه ۱۹۹۸ تا ژوئیه ۱۹۹۹ در مداری به دور ماه حضور داشت. این سفینه نقشه تجمع عناصر شیمیایی در ماه را تهیه کرد به کاوش درباره میدان مغناطیسی ماه پرداخت و نشانه های محکمی برای وجود یخ در هر دو قطب به دست آورد. سفینه اسمارت، در سال ۲۰۰۳ توسط آژانس فضایی اروپا ارسال و در سال ۲۰۰۴ در مداری به دور ماه قرار گرفت تجهیزات این سفینه برای بررسی منشاء ماه و عناصر شیمیایی آن طراحی شده بود.