MAAN: KENMERKEN, STRUCTUUR, BAAN, FASEN, BEWEGINGEN - ARTE - 2025

De maan is de natuurlijke satelliet van de aarde, ermee verbonden door zwaartekracht. Omdat het de ster is die het dichtst bij onze planeet staat, is het de meest bekende voor iedereen en de eerste die de mensheid heeft bezocht. Het is een rotsachtig lichaam met een straal van 1738 kilometer, bijna de helft van de straal van de aarde, terwijl de massa amper 1/81 van de massa van de aarde bedraagt.

Wat betreft de gemiddelde dichtheid, deze is 3,3 keer die van water, terwijl de gemiddelde dichtheid van de aarde 5,5 is. En natuurlijk is er de zwaartekracht, die 0,17 keer de waarde van de aarde is.

Figuur 1. Volle maan. Bron: Pixabay.

In een schaalmodel met de aarde zo groot als een basketbal, zou de maan een tennisbal zijn en zouden de twee ballen ongeveer 10 meter van elkaar verwijderd zijn.

De werkelijke afstand aarde-maan van ongeveer 385 duizend kilometer meer of minder. Het licht dat de maan weerkaatst door de zon heeft 1,3 seconden nodig om de aarde te bereiken.

Een ander belangrijk kenmerk is dat de maan geen eigen atmosfeer heeft, er zijn nauwelijks sporen van sommige gasvormige elementen zoals waterstof, helium, neon, argon en andere in zeer kleine hoeveelheden.

En een nog opvallender detail is dat de maan altijd hetzelfde gezicht naar de aarde laat zien. Dat komt doordat de rotatieperiode om zijn as gelijk is aan die van zijn baan om de aarde: ongeveer 27 dagen.

Als er enig verschil zou zijn tussen de twee perioden, zou de andere kant van de maan op een gegeven moment vanaf de aarde zichtbaar zijn, maar dat is niet en is te wijten aan het effect dat getijdenkoppeling wordt genoemd. Dit effect zal later in meer detail worden besproken.

Structuur van de maan

Figuur 2. Dwarsdoorsnede van de maan met de structuur van de lagen en de geschatte straal van elk van hen. Bron: Wikimedia Commons. Bryan Derksen op Engelse Wikipedia De interne structuur van de maan is bekend dankzij de seismografen die zijn geïnstalleerd door de Apollo-missies. Seismografen zijn apparaten die de bewegingen van de aarde registreren en die op de maan in staat zijn om maanbevingen op te nemen, golven die worden geproduceerd door de inslag van meteorieten.

Uit deze gegevens blijkt dat de maan de volgende gelaagde structuur heeft:

-Cardk, ongeveer 80 km dik, dunner aan de voorkant naar de aarde en dikker aan de andere kant, vanwege getijdekrachten.

-Manto, met een geschatte straal van ongeveer 1.300 km, voornamelijk samengesteld uit ijzer- en magnesiumoxiden.

-Kern, klein, ongeveer 587 km in straal, die op zijn beurt bestaat uit een vaste binnenkern, een buitenste en vloeibare kern plus een halfgesmolten omringende laag.

-De maan heeft geen tektonische activiteit, in tegenstelling tot de aarde, omdat hij bijna al zijn interne warmte heeft verloren door zeer snel af te koelen.

Maan oppervlakte

Figuur 3. Afbeelding van het maanoppervlak aan de andere kant. Bron: NASA via Wikimedia Commons.

Het maanoppervlak is bedekt met kleverig, schurend stof dat regolith wordt genoemd. De donkere gebieden die worden onderscheiden, worden zeeën genoemd, van het Latijnse "merrie", hoewel ze geen water bevatten, maar gestolde lava.

Deze zeeën worden verondersteld te zijn veroorzaakt door de inslag van grote asteroïden ongeveer 4 miljard jaar geleden, en dat ze later werden gevuld met lava die uit het binnenland stroomde. De Mare Imbrium is de grootste met een breedte van 1200 km.

De duidelijkste gebieden die rond de zeeën te zien zijn, zijn bergachtige gebieden met bergketens die zijn vernoemd naar die van de aarde, bijvoorbeeld de Alpen en de Karpaten.

Opvallend is de aanwezigheid van talloze kraters van alle groottes, mogelijk veroorzaakt door inslagen van kleine asteroïden en meteorieten. Ze zijn vernoemd naar beroemde mensen, bijvoorbeeld de Copernicus-krater.

Een andere theorie over de oorsprong van maankraters is van mening dat ze van vulkanische oorsprong zijn, hoewel de theorie van de oorsprong door meteoren meer steun krijgt van de kant van de astronomen.

Er zijn ook diepe scheuren op het oppervlak van de maan, waarvan de oorsprong nog niet helemaal duidelijk is, hoewel wordt aangenomen dat ze afkomstig zijn van oude lavastromen. Een voorbeeld is de Hyginus-kloof, met twee takken in het midden waarvan een krater met dezelfde naam is.

De beelden die door het ruimtevaartuig zijn gemaakt aan de kant die we niet kunnen zien, laten een oppervlak zien dat lijkt op dat aan de zichtbare kant, zij het met minder zeeën.

Baan

Dankzij de zwaartekracht die door de aarde wordt uitgeoefend, volgt de maan volgens de wetten van Kepler een elliptische baan met weinig excentriciteit van oost naar west rond onze planeet.

Dat is de reden waarom de afstand aarde-maan die aan het begin van 385 duizend kilometer werd aangegeven, een gemiddelde afstand is, hoewel de baan vanwege zijn kleine excentriciteit bijna cirkelvormig is. Dat wil zeggen, soms is de maan dichterbij (perigeum) en soms is hij verder weg (apogeum).

Bovendien is het geen vaste baan, aangezien er andere verstoringen zijn, zoals de aantrekkingskracht van de zon en de andere planeten, die het voortdurend wijzigen.

Het vlak dat de baan van de maan volgt, valt niet precies samen met het vlak dat de baan van de aarde volgt, maar helt ongeveer 5º. Tijdens een revolutie bevindt de maan zich ongeveer 5º boven en onder het vlak van de baan van de aarde. Beide banen kruisen elkaar op punten die maanknooppunten worden genoemd.

Het volgende is een weergave van de aarde die rond de zon draait en de maan om de aarde:

Synchrone rotatie

De maan toont altijd hetzelfde gezicht naar de aarde, daarom is er een donkere kant die vanaf hier niet zichtbaar is. De verklaring is dat de aarde en de maan een systeem vormen onder wederzijdse zwaartekrachtwerking, maar de aarde heeft een grotere massa.

In dit geval koppelt het kleinere lichaam zijn beweging aan die van het grotere lichaam, dat wil zeggen, het stelt zijn rotatieperiode gelijk aan die van translatie.

Figuur 4. Synchrone rotatie van de maan en de aarde. Bron: Wikimedia Commons Fernando de Gorocica Het aarde-maan-systeem is hiertoe gekomen vanwege getijdekrachten, precies zoals in het begin werd gezegd. En tegelijkertijd gebeurt het omdat de aantrekkingskracht niet gelijkmatig "verdeeld" is, aangezien de aarde en de maan aanzienlijke afmetingen hebben.

Met andere woorden, de delen van elk van hen die het dichtst bij elkaar liggen, trekken sterker aan dan de extremen die verder weg liggen, en dit verschil kan groot genoeg zijn om een ​​uitstulping op de planeet te veroorzaken.

Dit is hoe de maan verantwoordelijk is voor de getijden op aarde, omdat de oceanen "stijgen" als reactie op de zwaartekracht van de satelliet. Maar de maankorst vervormde ook, wat aanleiding gaf tot wrijvingskrachten die ervoor zorgden dat de rotatieperiode geleidelijk afnam.

Dit fenomeen komt vaak voor tussen een planeet en zijn manen, bijvoorbeeld Pluto en zijn satelliet Charon draaien synchroon met elkaar.

De donkere kant van de maan

Lang geleden, toen de maan net was gevormd, draaide hij sneller om zijn as en was dichter bij de aarde dan nu. Dus ergens in de vroege geschiedenis van de aarde moet het eruit hebben gezien als een enorme zilveren schijf die de nachtelijke hemel verlichtte.

Dit halfrond van de maan is altijd hetzelfde, gezien vanaf de aarde, zoals is uitgelegd. De ene helft van de maan ontvangt echter altijd licht van de zon (en het is daar erg heet, ongeveer 134 ° C) en de andere helft niet, tenzij er een zonsverduistering plaatsvindt. Maar deze helften komen niet overeen met de gezichten die we vanaf hier zien.

De maanhelft die zonlicht ontvangt, is degene die er rechtstreeks naar kijkt, terwijl de andere donker en erg koud is, ongeveer -153 ºC. De dunne maanatmosfeer is verantwoordelijk voor deze grote variatie in temperatuur.

Deze hemisferen veranderen naarmate de maan zijn translatiebeweging rond de aarde voortzet, zodat de hele maan op een gegeven moment daadwerkelijk licht van de zon ontvangt.

Maanfasen

Figuur 5. Illustratie van de fasen van de maan. Bron: Wikimedia Commons. Orion 8.

Gezien vanaf de aarde ondergaat de maan gedurende een periode van ongeveer een maand veranderingen in zijn verlichte deel. Het zijn de zogenaamde maanfasen: nieuwe maan, eerste kwartaal, volle maan en laatste kwartaal, die continu in dezelfde volgorde worden herhaald.

De tijd die de maan nodig heeft om al zijn fasen te doorlopen, is eigenlijk iets minder dan een maand. Deze periode wordt de lunatie- of synodische maand genoemd en duurt 29 dagen en 12 uur.

De fasen van de maan zijn afhankelijk van de relatieve positie tussen de maan, de aarde en de zon. Laten we eens kijken:

Nieuwe maan

Bij een nieuwe maan of nieuwe maan is het nauwelijks mogelijk om de maan te onderscheiden, omdat deze tussen de aarde en de zon is geplaatst, wordt de zichtbare kant van hieruit niet verlicht.

Halve maan kwartaal

Vervolgens, gedurende een periode van ongeveer 7,4 dagen, wat ongeveer de duur is van elke fase, neemt het verlichte gebied geleidelijk toe totdat het het eerste kwartaal bereikt, waar de helft van de maanschijf wordt verlicht. Het kan worden waargenomen van 12.00 uur tot middernacht.

volle maan

Het verlichte gebied blijft toenemen na het eerste kwartaal totdat het de volle maan of volle maan bereikt, wanneer de maan achter de aarde staat en de zon het volledig vanaf de voorkant verlicht (figuur 1). De volle maan is te zien vanaf het moment dat de zon ondergaat tot zonsopgang en bereikt zijn maximale hoogte om middernacht.

Vorig kwartaal

Ten slotte neemt de grootte van de maan beetje bij beetje af, tot een laatste kwartier, wanneer weer de helft van de schijf wordt verlicht. Je kunt hem rond middernacht zien vertrekken, totdat hij bij zonsopgang zijn maximale hoogte bereikt. Daarna blijft het afnemen om een ​​nieuwe cyclus te starten.

Opgemerkt moet worden dat vanaf het noordelijk halfrond de beweging van het licht van rechts naar links gaat en op het zuidelijk halfrond het tegenovergestelde.

Zo kunnen we bijvoorbeeld weten of de maan aan het wassen of afnemen is. Als het een halve maan is, is de rechterkant van de maan degene die wordt verlicht op het noordelijk halfrond en de linkerkant als deze zich op het zuidelijk halfrond bevindt.

Bewegingen van de maan: rotatie en translatie

De maan maakt een volledige baan of revolutie rond de aarde in 27,32 dagen, de siderische maand genoemd (niet te verwarren met de synodische maand van 29 dagen en 12 uur). Dat doet hij met een snelheid van 1 km / s.

Het verschil tussen de siderische maand en de synodische maand is te wijten aan het feit dat terwijl de maan zijn baan aan het tekenen is, de aarde 27º vooruitgaat in zijn eigen translatiebeweging rond de zon. Wanneer dit gebeurt, zijn de relatieve posities zon-aarde-maan weer hetzelfde.

Door de synchrone rotatie maakt onze satelliet in dezelfde tijd ook een rotatie om zijn eigen as.

Zweeft

De maan voert meer bewegingen uit dan rotatie om zijn as en translatie, die als de belangrijkste bewegingen worden beschouwd. Naast hen heeft het de zweeft.

Libraties zijn oscillerende bewegingen van de maan waarmee we 59% van het oppervlak kunnen observeren, in plaats van de 50% die wordt verwacht vanwege het feit dat het altijd hetzelfde gezicht naar de aarde biedt. Ze zijn bekend sinds de tijd van Galileo.

Samenstelling

De maan is rotsachtig en heeft een erg dunne atmosfeer. De aanwezigheid van vloeibaar water is uitgesloten op de maanhelften die afwisselend aan de zon worden blootgesteld, vanwege de hoge temperaturen die daar worden bereikt.

Aan de maanpolen bevinden zich echter kraters die al miljoenen jaren niet meer door zonnewarmte zijn bereikt. De temperatuur kan dalen tot -240ºC.

Daar wisten de sondes van India en de Verenigde Staten water in de vorm van ijs te detecteren.

Wat betreft de samenstelling van maangesteenten, ze zijn rijk aan zuurstof: tot 43%. Daarnaast wordt geschat dat 20% silicium, 19% magnesium, 10% ijzer, 3% calcium, 3% aluminium, 0,42% chroom, 0,18% titanium en 0,12% mangaan. Zilver en kwik zijn ook aangetroffen in maanstof.

Maar in plaats daarvan is er geen vrije koolstof, stikstof en waterstof, de elementen waaruit levende materie bestaat. En in maanrotsen is er geen water, in tegenstelling tot terrestrische rotsen, in wiens structuur het wordt aangetroffen.

Opleiding

De meest algemeen aanvaarde theorie onder de wetenschappelijke gemeenschap is dat de maan is ontstaan ​​door een botsing tussen de aarde en een object dat lijkt op of groter is dan Mars, genaamd Theia, tijdens de vorming van het zonnestelsel.

Afgezien van het ontstaan ​​van de maan, veranderde de botsing met Theia de kanteling van de rotatieas van de aarde en destabiliseerde de vroege atmosfeer.

Deze theorie verklaart waarom de maan minder dicht is dan de aarde, aangezien de botsing met Theia een deel van zijn mantel heeft gescheurd, waarvan de dichtheid vergelijkbaar is met de dichtheid van de maan. Het verklaart echter niet het bestaan ​​van de halfgesmolten kern van de maan, waarvan bekend is dat deze bestaat dankzij seismische informatie.

Een andere alternatieve theorie is van mening dat de maan elders in het zonnestelsel is ontstaan ​​en op een gegeven moment door de zwaartekracht van de aarde is veroverd.

De basis voor deze ideeën is dat maangesteenten, hoewel ze dezelfde elementen bevatten als die op aarde en van dezelfde leeftijd zijn, veel verschillen hebben vanuit chemisch oogpunt.

Verduisteringen

maansverduistering

Figuur 6. Eclips van de Maan. Bron> Wikimedia Commons.

De schijnbare diameters van de zon, de aarde en de maan zijn dezelfde als gezien vanaf de aarde. Dus als de aarde tussen de zon en de maan staat, is het mogelijk om een ​​maansverduistering te observeren.

De maansverduistering kan alleen plaatsvinden tijdens de volle maan en wanneer deze in de schaduw van de aarde valt, de umbra genaamd. Op deze manier wordt het verduisterd en krijgt het een roodachtige of oranje tint, afhankelijk van de atmosferische omstandigheden op aarde. Het is te zien in de volgende afbeelding:

De maan kan volledig in de schaduw van de aarde vallen of slechts gedeeltelijk, in het eerste geval is de zonsverduistering totaal en anders is deze gedeeltelijk. Gedeeltelijke verduisteringen kunnen worden aangezien voor een fase van de maan, totdat de verduistering eindigt en de volle maan weer opkomt.

In tegenstelling tot zonsverduisteringen zijn maansverduisteringen overal ter wereld waar het 's nachts is te zien en kunnen ze ook enkele uren duren.

Zonsverduistering

Figuur 7. Verduisteringen van de zon Bron> Wikimedia Commons.

Wanneer de schijven van de zon en de maan samenvallen, vanaf een punt op aarde gezien, vindt er een zonsverduistering plaats.De maan lijkt voor de zon te passeren, waarvoor het noodzakelijk is dat hij in de nieuwe maan is, hoewel zonsverduisteringen ze komen niet elke nieuwe maan voor.

Om de zonsverduistering te laten plaatsvinden, moet de uitlijning tussen de zon, de aarde en de maan totaal zijn, en dit gebeurt niet altijd, maar minstens twee keer per jaar, tot een maximum van vijf. Wat betreft de duur, de tijd dat de zon verduisterd blijft, is variabel, in de orde van grootte van ongeveer 8-10 minuten.

Verduisteringen van de zon kunnen totaal, gedeeltelijk of ringvormig zijn, afhankelijk van of de maan de zon geheel of gedeeltelijk bedekt. In het geval van ringvormige verduisteringen is de relatieve diameter van de maan niet voldoende om de zon volledig te bedekken, waardoor een lichtgevende ring hiervan zichtbaar blijft. Het volgende is een totale zonsverduistering:

Totale zonsverduisteringen zijn geweldige hemelverschijnselen en bieden een prachtige gelegenheid om details van de buitenste lagen van de zon te bestuderen.

Invloed op het leven op aarde

De aarde en de maan vormen een prachtig duet dat sinds het begin der tijden het leven en de mensheid in het bijzonder heeft beïnvloed:

-Dankzij de maan zijn er seizoenen.

-Elk jaar beweegt de maan ongeveer 4 cm van de aarde, wat helpt om de rotatie van de aarde te vertragen en de dagen met een paar duizendsten van een seconde verlengt. Deze afstand is niet constant, omdat deze sterk afhangt van de ligging van de continentale en aquatische massa van de aarde, die, zoals we weten, veel is veranderd sinds de vorming van beide.

-Dankzij deze verlenging van de dagen hebben de planten genoeg tijd gehad om fotosynthese uit te voeren.

-Als de theorie van de inslag met Theia waar is, onderging de atmosfeer van de aarde wijzigingen die het geschikter maakten voor het ontstaan ​​van leven.

-De maan heeft als gids gediend tijdens de ontwikkeling van de mensheid, zo gebruiken boeren, zelfs vandaag de dag, de maanfasen om velden te bewerken.

-Oceanische getijden worden geproduceerd dankzij de gravitatie-interactie tussen de aarde en de maan en zijn buitengewoon belangrijk voor de visserij en het klimaat, maar ook als energiebronnen.

Figuur 8. Oude getijdenmolen in Huelva, Spanje. Bron: Wikimedia Commons.

-Er is een populaire overtuiging dat de volle maan de stemming van mensen beïnvloedt, waardoor ze tijdens deze periode psychologisch gevoeliger worden.

-De maan heeft als inspiratie gediend voor talloze sciencefictionromans en -films, zelfs voordat de ruimtewedloop begon.

Referenties

1. Astromie. Het maanoppervlak. Hersteld van: astromia.com.
2. Geoenccyclopedia. Maanfasen. Hersteld van: geoenciclopedia.com.
3. Iglesias, R. La Luna: eerste kosmische continent. Hersteld van: redalyc.org.
4. Oster, L. 1984. Modern Astronomy. Redactioneel Reverté.
5. Romero, S. Curiosa over de maan. Hersteld van: muyinteresante.es.
6. Wikipedia. Geologie van de maan. Hersteld van: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Maan. Hersteld van: es.wikipedia.org.