Bolygótársunk: a Hold

Nézzünk fel egy éjszakán az égre, és megláthatjuk a Naprendszer egyik legszebb látványát, Földünk közeli természetes égi kísérõjét, a Holdat. Nincs saját fénye, de ragyogni látszik az égbolton, mert visszaveri a Nap fényét. A Hold az egyetlen égitest a Naprendszerben, amelynek felszínét a Földrõl kis távcsõvel világosan meg lehet figyelni. Az elsõ holdtérképet 1609-ben készítették, Galilei pedig 1610-ben nagyon pontos eredményekre jutva próbálta meghatározni a Hold hegyeinek magasságát. A Hold felszíni alakzatait kiemelkedõ személyiségekrõl nevezik el.

A Hold földkörüli pályáját 27,3 nap alatt futja be. Ez a sziderikus hónap. Ennek következtében egy nap alatt kb. 13°-ot halad a csillagok között nyugatról keletre. Pályája a Föld keringési síkjával 5°-os szöget zár be. Elliptikus keringési pályája folytán a Földtõl mért távolsága a földközeli 356 410 km és a földtávoli 406 680 km között ingadozik. Ez több mint 10%-os ingadozást jelent.

Saját tengelye körül pontosan annyi idõ alatt fordul meg, mint amennyit Föld körüli keringése igénybe vesz, ezért mindig ugyanazt az arcát (félgömbjét) mutatja a Föld felé. Ez a jelenség az úgynevezett kötött keringés.
Mivel a Hold pályája enyhén elliptikus, ezért annak mentén mozgása hol felgyorsul, hol lelassul, így felszínének 59%-át lehet megfigyelni a Földrõl.

A Hold tengelyforgása miatt mindig másik oldalát mutatja a Nap felé. Ezért a Holdon egy rögzített helyen elhelyezkedõ megfigyelõ számára nappalok és éjszakák váltakoznak.
Mivel a Hold mindig ugyanazt az oldalát mutatja a Föld felé, a Hold a Földrõl nézve hol sötétnek (újhold), hol világosnak (telehold) látszik. Ezt nevezzük a Hold fényváltozásainak, vagy fázisainak.

Újholdkor a Hold a Földrõl a Nap irányában látszik, tehát sötét felét figyelhetjük meg. Ahogy pályájának elsõ negyedét rója növekedni kezd, félhold lesz, majd az addig megvilágítatlan rész is szinte teljesen láthatóvá válik. Teliholdkor a felénk nézõ féltekéje teljesen megvilágítódik; ilyenkor kereknek látszik. A fázisok ezután fordított sorrendben követik egymást. A két egymást követõ újhold között eltelt idõt szinódikus hónapnak nevezzük. Ez 29,5 nap.

A sziderikus és a szinódikus hónap hossza közötti idõkülönbség abból adódik, hogy egy hónap alatt a Föld is elmozdul a pályáján.

A Hold túlsó oldalát csak az utóbbi évtizedekben az ûrszondák segítségével ismertük meg.

A Hold a Naptól kapja a fényét és ezért a holdsarló kidudorodó részének természetesen a Nap felé kell fordulnia. A holdsarlót egyébként nem két félkör, hanem egy félkör (ez a külsõ ív) és egy fél ellipszis (amely a Hold megvilágított részének határa perspektívában, ez a belsõ ív) határolja.

A Nap után a Hold a legnagyobb fényességû égitest a Föld égboltján. A Hold fényessége a fázisoktól függõen változik. Érdekes, hogy a félhold nem feleannyi fényt ad mint a telehold, hanem annak csak kilencedrészét. Az elsõ negyed idejében ugyanis úgy esnek a napsugarak a Hold kiemelkedõ részeire, hogy azok hosszan elnyúló árnyékot vetnek. A sok kisebb-nagyobb árnyék (amelyek teljesen feketék a légkör hiányában) együttesen erõsen csökkentik a Hold fényességét.

A Hold megkövült világ, az utóbbi három milliárd évben nem sok minden történt rajta, ám viharos múlt áll mögötte.
Az utóbbi 3,2 milliárd évben kevés lényeges változás játszódott le a Hold felszínén, eltekintve néhány nagy becsapódástól, amely egyébként látványos alakzatokat hozott létre, pl. a Tychot és a Kopernikuszt. A vastag szilárd kéreg, valamint a köpeny konvekciós mozgásának korlátozott volta miatt a Holdon nincsenek tektonikus rétegmozgások. Szórványos gázkitörésektõl és meteorit-becsapódásoktól eltekintve a Hold világa halott és változatlan.

A Hold felszínén a következõ fontosabb felszíni alakzatokat figyelhetjük meg.

Medencék

A Hold felénk forduló oldalán több sötétebb tónusú , nagyjából kör alakú síkságot figyelhetünk meg. Ezeket nevezzük medencéknek.

Az elsõ távcsöves megfigyelõk kezdetleges mûszereikkel a Hold sötét területeit tengereknek nézték, a annak is nevezték el. Ezért mondjuk azokat ma is marenak (többes számban mariának), mert ez latinul tengert jelent; az egyik leghíresebb ilyen terület például a Mare Tranquillitatis, azaz a Nyugalom tengere ( képen középen látható). A medencék a Holdba 3-4 milliárd évvel ezelõtt becsapódott égitestek nyomai. A Hold anyaga késõbb (a Földre hozott kõzetek tanúsága szerint 3,6 milliárd évvel ezelõtt) részben megolvadt és elöntötte, kitöltötte a mélyebben fekvõ tartományokat. Így jöttek létre a medencék, melyeknek fényvisszaverõ képessége különbözik a kontinensekétõl, ezért látszanak sötétebbnek.

Kontinensek

A Hold felszínének mintegy kétharmadát teszik ki a kontinensek. A kontinensek a medencéknél magasabban fekvõ területek, amelyeket a Hold anyagának részleges megolvadásakor nem öntött el a az akkor folyékony anyag. Így a kontinensek a Hold történetének egy régebbi korszakáról adnak hírt számunkra. A kontinensek fényvisszaverõ képessége nagyobb mint a medencéké, ezért ezeket világosabbaknak látjuk.

Hegyláncok

A medencék peremén ív alakú hegyvonulatokat figyelhetünk meg, amelyek valamikor részei lehettek a medencéket körülvevõ gyûrû alakú hegységeknek. Ezek a hegyláncok nem kéregmozgásból származnak, hanem régi hatalmas kráterek fennmaradt falai. A hegyek magasságai gyakran elérik a 7-8 ezer métert (a környezõ medencék szintjéhez viszonyítva). A legmagasabb a Leibnitz-hegy, melynek magassága eléri a 9000 métert. A holdi hegyeket általában földi hegységekrõl nevezték el, így vannak Appenninek, Kárpátok stb.

Kráterek

A Hold topográfiájának legfontosabb és legkülönösebb alakzatai azonban - mint azt már Galilei is megállapította - a hegységek és kisebb-nagyobb kráterek. Ezek a kráterek a legkülönbözõbb átmérõjûek lehetnek, a 800-1000 kilométeresektõl (amilyen például a Mare Orientale) a néhány arasz átmérõjû gödröcskékig. A csillagászok többsége úgy véli, hogy a gödrök és lyukak akkor keletkeztek, amikor meteoritok csapódtak be a Hold felszínére.
A krátereket tudósokról nevezték el (Eratosztenész, Kepler, Bolyai, Eötvös, Kopernikusz). Az egészen kicsi krátereknek nincsen nevük.

A kráterek a Hold felszínének minden részén megtalálhatók, de különösen nagy számban fordulnak elõ a kontinenseken. A legnagyobb kráterek a Hold túlsó oldalán találhatók. A kráterek különbözõ korúak. Az idõsebb kráterek már részben lekoptak, és csak részben õrizték meg eredeti jellemzõiket. A fiatal kráterek még eredeti formájukban figyelhetõk meg és a következõ tulajdonságokkal rendelkeznek - a kráter alja mindig mélyebben fekszik a krátert   környezõ területeknél, - a kráter széleit alkotó gyûrû alakú kiemelkedés térfogata   megegyezik a kráter belsejébõl hiányzó anyag térfogatával, - a kráter középpontjában egy kiemelkedés figyelhetõ meg, - az egészen fiatal krátereket (pl. a Tychot) sugárirányban   vonalrendszer veszi körül.

Szakadékok

A Holdon többfelé megfigyelhetõk egy-két kilométer széles, de több száz kilométer hosszú szakadékok, vagy más néven rianások. Ezek feltehetõen holdrengések alkalmával keletkeztek.

A Hold mindig ugyanazt az oldalát mutatja felénk.
A Hold túlsó oldala sokban különbözött a jól ismert közelebbi félgömbjétõl. Például csupán egyetlen nagyobb mare tûnik fel rajta, a Moszkva-tenger; jóllehet a Hold innensõ felén legalább tizenötöt ismerünk, némelyikük pedig átnyúlik a túloldalra is. E jelenség oka nem teljesen nyilvánvaló. Az egyik lehetséges magyarázat az, hogy az égitest innensõ felébe egy hatalmas üstökös csapódott be, amely óriási sebhelyekként hagyta maga után a tengereket.

Összetételüket tekintve a holdkõzetek nagyjából a földi kõzetekre hasonlítanak, a legnagyobb különbség viszont az, hogy a holdkõzetek gazdagabbak nehezen olvadó alkotórészekben, tehát olyan magas forráspontú anyagokban, mint amilyen például a titán, és igen szegények illékony (alacsony forráspontú) anyagokban. Különleges vonásuk, hogy vizet vagy hidratált anyagokat egyáltalán nem tartalmaznak.

A kõzetminták két nagy csoportra oszthatók

	Mare bazaltok A Mare bazalt sötét, vasban dús nehéz bazalt. Ilyeneket találtak a medencék felszínén. Az Apollo és a Luna programokban gyûjtött kõzetminták tanúsága szerint a tengerek bazaltjainak kora 3,1 - 3,8 milliárd évre
	Anortositok Az anortositok a kontinenseket fedik. Világos színûek és fõ alkotórészeik a szilícium, az alumínium és a kalcium oxidok. Az anortositok annyira egységesek, hogy feltehetõen ugyanabból a hatalmas olvadékból keletkeztek, koruk 3,8 - 4,5 milliárd évre tehetõ, amely meghaladja bármely földi kõzetminta korát.

Már az ûrhajózás korszakának kezdete elõtt is biztosan lehetett tudni, hogy a Holdnak nincs légköre. (A Holdon járt ûrhajósok személyesen is meggyõzõdhettek errõl, és víznek sem bukkantak a nyomára.)

A légkör hiányát több megfigyelés is alátámasztja.

A Földön naplemente után sincs teljesen sötét, mert a levegõ molekuláin szóródó fény miatt a nappal fokozatosan megy át az éjszakába. A Holdon a szürkületnek nyomait sem lehet megfigyelni, az árnyékok roppant élesek.

Gyakran elõfordul, hogy a Hold eltakar egy csillagot. Ha a Holdnak lenne légköre, akkor a fedés elõtt az atmoszféra megváltoztatná a csillag fényét, de ilyet nem észleltek.

A légkör hiányának érdekes következménye, hogy a Hold felszínén álló megfigyelõ szórt fény hiányában teljesen sötétnek látja az eget, a csillagokat nappal is tündöklõnek látja, és még a napkorong közvetlen közelében is megfigyelheti. Az égitesten az árnyékok élesek és feketék, mivel nincs a földihez hasonló kék égbolt, amely megvilágítaná azokat. Így a Hold ideális lenne egy csillagászati obszervatórium számára.

A Hold felszínén a szökési sebesség 2,4 km/s ( a Föld felszínén 11,2 km/s). Ha a Holdon a földi hasonló összetételû légkör volna, akkor a Nap melegítõ hatása miatt a molekulák hamarosan elérnék a szökési sebességet, és elhagynák a Holdat. Hasonló okok miatt víz sem lehet a Holdon.

A holdi égbolton fényesen ragyog a felhõcsíkokkal tarkított kék bolygó, a Föld. Ezen az Apollo-11 készítette képen a kékben és fehérben pompázó Föld erõsen elüt a kopár holdfelszíntõl. Ezt a felvételt "földkeltének" is nevezik, bár a Föld valójában sohasem kel fel vagy nyugszik le a Hold egén. Az a legfeltûnõbb, hogy a Holdról a Föld átmérõje mintegy négyszer akkorának tûnik, mint amekkorának a Hold látszik tõlünk. A Föld fényvisszaverõ képessége legalább négyszer-ötször nagyobb mint a Holdé.

Éppen ezért a "teleföld" körülbelül nyolcvanszor annyi fényt küld a Hold felé, mint amennyit a telehold hozzánk reflektál. A Föld-fény hatását akkor vehetjük észre a legkönnyebben, amikor a Hold sarlója a legkeskenyebb; a teleföldrõl az égitestre tükrözõdõ fény annyira megvilágítja annak árnyékban levõ területeit, hogy az egész holdkorongot megpillanthatjuk. E jelenséget gyakran úgy emlegetik, mintha "a régi Hold az újhold karjaiban" lenne látható. A keskeny fényes holdsarlót "kiegészítõ" fényt pedig hamuszürke fénynek nevezik. Ezt a jelenséget azért lehet csak újhold idején észlelni, mert amikor például nálunk félhold van, akkor a Holdon is "félföld" van és ilyenkor sokkal kevesebb fény érkezik a Holdra. Ez a kevesebb fény nem tudja a Hold árnyékos részét olyan erõs mértékben megvilágítani, hogy az a Földrõl is látható legyen. A Holdról vizsgálva a Földet, a 29,5 napos szinódikus hónap folyamán bolygónk ugyancsak fényváltozásokat mutat, újföldtõl teleföldig, majd ismét elsötétülve újföldig.

A lassú tengelyforgás és a légkör hiánya azt eredményezi, hogy a nappalok és az éjszakák váltakozásával a talaj hõmérséklete szélsõségesen ingadozik. A Hold felszíne egészen áttüzesedhet azon a tájon, ahol a Nap a zenitben tartózkodik, hõmérséklete akár a 100 Celsius fokot is meghaladhatja. A hosszú holdi éjszakák alatt azután, amelyek több mint 14 földi napig tartanak, teljesen kihûl a vidék, a hõmérséklet eléri a - 150 Celsius fokot is. Minthogy a Holdnak nincs észrevehetõ légköre, és nincsenek felhõi, a holdi égbolt teljesen feketének látszik.

A légkör és a víz hiánya azoknak a romboló erõknek a hiányát is jelenti, amelyek a Földön lekoptatják a hegységeket. Ugyanakkor a Hold felszíne állandóan ki van téve a becsapódó égitestek romboló hatásának. Az Apollo-ûrhajósok lábnyomai és autóik keréknyomai évmilliókig meg fognak maradni a Hold felszínén, mivel nincs szél, sem idõjárás mely eltüntetné azokat.

Az Apollo-ûrhajók utasai által az égitest felszínén hagyott szeizmométerek elvégezték a Hold belsõ felépítését feltáró kísérleteket. (A többi bolygó közül egyedül a Marsra lehetett a Viking ûrszondákkal ilyen eszközöket juttatni.) A mérésekbõl többek között az is kiderült, hogy a Hold túlsó oldalán a kéreg körülbelül 15 km-rel vastagabb. A Holdnak valószínûleg részben megolvadt övezettel körülvett kisméretû (750 km) vasban gazdag magja van. Szilárd köpenyének vastagsága mintegy 1000 km, a kéreg vastagsága pedig 60 - 75 km között változik. A mélységi holdrengések a köpeny alsó részében zajlanak. A felszíni medencéket kitöltõ láva több száz kilométeres mélységbõl tör fel.

A Hold és a Nap tömegvonzása (az elõbbié nagyobb) apályt és dagályt kelt, amelyek az óceánok és tengerek vízfelszínének süllyedésében és emelkedésében vehetõk észre. A Hold úgy "vonszolja" maga után a Föld dagályövét bolygónk felszínén, hogy az épp ennek forgásával ellentétes irányban haladjon. Emiatt a földi napok évszázadonként 0,02 másodperccel hosszabbodnak meg. Ez az érték elhanyagolhatónak tûnhet, de hosszú évszázadok alatt annyira felszaporodik, hogy könnyen kimutathatóvá válik. Ha például a teljes napfogyatkozások bekövetkezésének elõre kiszámított helyét összevetjük a tényleges hellyel, akár egyórás különbségeket is felfedezhetünk. Ha a Föld forgása lassul, akkor viszont a Hold keringésének kell megfelelõ arányban gyorsulnia (a Föld által elveszített mozgási energia a Hold mozgására tevõdik át.) Meglepõ módon, ha az égitest mozgása gyorsul, akkor eltávolodik bolygónktól, s így végeredményben hosszabb idõre lesz szüksége, hogy egy teljes keringést végezzen körülöttünk. Számítások szerint a Hold évente 4,5 cm-rel távolodik Földünktõl e jelenség hatására. Ez az érték persze szintén elhanyagolhatónak tûnik a Föld-Hold távolsághoz képest. Ha azonban azt is figyelembe vesszük, hogy a dagálysúrlódás amely a múltban -amikor a Hold sokkal közelebb volt hozzánk- lényegesen nagyobb volt, akkor arra a következtetésre jutunk, hogy a két égitestnek egymilliárd évvel ezelõtt olyan közel kellett lennie egymáshoz, hogy szinte összeértek. Nyilvánvaló, hogy valamilyen oknál fogva a súrlódási erõ kisebb volt. A kutatók feltételezik, hogy a változás a kontinensvándorlással magyarázható. A Föld õskorában, amikor a kontinensek egyetlen szárazföldet alkottak, a dagálysúrlódásnak sokkal kisebbnek kellett lennie, mint napjainkban, mivel a kontinentális selfek teljes területe akkoriban sokkal kisebb volt.
A szárazföld, az úgynevezett litoszféra a Föld felszínének kb. 30%-a. A fennmaradó 70%-ot tengerek és óceánok borítják. Ez az úgynevezett hidroszféra.

---

Föld

Hold

Holdkutatás

---