Sistemul Pământ - Lună

1. Caractere generale

Luna este singurul satelit natural al Terrei.

Raza medie a orbitei lunare este de 384 402 km. La perigeu (punctul cel mai apropiat de Terra)

atinge 363 300 km. La apogeu (punctul cel mai îndepartat de Pamânt), se gaseste la 405 508 km.

Diametrul lunar ecuatorial este de 3 480 km, densitate medie de 3,34 g/cm3, Masa de 7,35 • 1022 kg,

respectiv 1,23 % din cea a Pamântului. Acceleratia gravitationala la suprafata este de 162 cm/s2,

(60 kg pe Pamânt devin 10 kg pe Luna). Suprafata satelitului este de 0,07 din cea terestra, iar

volumul de 0,02 din cel terestru. Albedoul este redus, de 0,07.

Importanta Lunii pentru viata pe Terra este hotarâtoare sub 2 aspecte:

1. mareele au dus la frânarea miscarii de rotatie a Pamântului,

2. mentinerea unei oscilatii extrem de reduse a oblicitatii axei de rotatie a Pamântului de doar

câteva fractiuni de grad si astfel a unui climat stabil. De exemplu, o oscilatie de un singur grad

poate genera o noua era glaciara (Milankovici, 1941).

2. Ipoteze asupra originii Lunii

Exista multe ipoteze privind formarea satelitului, care pot fi grupate în patru mari categorii:

ipoteza desprinderii din Pamânt, a captarii, a acretiei si a unui impact de dimensiuni gigantice.

Ipoteza desprinderii din Terra si a acretiei nu pot fi dovedite ca fiind fizic posibile. Celelalte doua

au si ele o probabilitate extrem de redusa. Practic, nici una din ipotezele formulate nu explica în

mod satisfacator prezenta Lunii alaturi de Terra, acest lucru ramânând în continuare un mister.

a. Ipoteza desprinderii din Pamânt a fost formulata în 1879 de George Darwin (cel de al doilea

fiu din cei zece ai celebrului Charles Darwin). Ea porneste de la ideea ca la începutul formarii sale,

Terra se rotea extrem de repede (cu o perioada de 2 – 3 ore), ceea ce a dus la aparitia în sectorul

ecuatorial a unei proeminente. Aceasta a devenit instabila si s-a desprins. Teoria desprinderii din

Pamânt poate explica diferentierile chimice dintre cele doua corpuri ceresti, dar nu si problemele de

dinamica. Conform legii conservarii momentului cinetic, viteza de rotatie a sistemului Pamânt –

Luna (sistem format din miscarea de rotatie a Terrei si cea de revolutie a Lunii) ar fi trebuit sa fie

mult mai mare decât este în prezent.

b. Ipoteza captarii (Cloud, 1968) presupune formarea Lunii în sectorul asteroizilor. Acum circa

3,9 mld. ani, distanta dintre cele doua corpuri a devenit suficient de mica pentru ca satelitul sa poata

fi captat. Probabilitatea unui astfel de scenariu este însa extrem de redusa. Trecerea de la o orbita

initiala heliocentrica, de forma parabolica (relativ la Terra), la cea geocentrica, eliptica actuala,

necesita o frânare extraordinara a vitezei de deplasare pe orbita a Lunii, ce ar fi dus la topirea

suprafetei lunare, datorita unor maree cu amplitudini de peste 200 km.

În 1990, cercetatori americani Malcuit, Mehringer si Winters au demonstrat prin intermediul

unor programe de simulare, ca, în anumite conditii orbitale (perioada de rotatie a Terrei de 10 – 13

ore, axa semi-mare a orbitei planetoidului de 0,976 ua, iar excentricitatea de 1 %, energie totala

negativa a planetoidului pe orbita geocentrica etc.), o astfel de captare gravitationala ar putea fi

posibila.

c. Ipoteza formarii concomitente a celor doua corpuri prin procesul de acretie nu poate explica

diferentierea chimica mare, în special de ce Luna prezinta un continut mult mai scazut în fier (10 %

din masa lunara) si elemente usoare (Na, K cu 0,07 %) comparativ cu Pamântul.

d. O a patra ipoteza a câstigat un mare interes cu ocazia conferintei Hawaii (1984). Cu aceasta

ocazie a fost revitalizata ideea mai veche a aparitiei Lunii ca urmare a unui impact meteoritic

2

extrem de violent ce ar fi avut loc în perioada de început a evolutiei Pamântului (idee formulata

initial în 1946). Aceasta ipoteza pleaca de la ideea unei rotiri initiale mai lente a Terrei. Coliziunea

cu un corp de dimensiuni planetare ar fi accelerat perioada de rotatie a planetei.

3. Miscarile Lunii

Acestea sunt foarte complicate, deoarece Luna sufera atât atractia exercitata de Pamânt, cât si pe

cea a Soarelui si a celorlalte planete. Orbita Lunii are o forma aproximativ eliptica, cu o

excentricitate de 0,054, fiind înclinata cu circa 50 fata de ecliptica. În timpul unei singure revolutii,

Luna se va afla în planul eclipticii numai în doua puncte, numite noduri. Linia de intersectie a celor

doua planuri poarta numele de linia nodurilor lunare (NN'). Aceasta linie nu este fixa, ci sufera o

miscare retrograda cu revenire în punctul de plecare dupa 18 ani si 8 luni.

Viteza medie pe orbita a Lunii este de 1,02 km/s. Ca urmare, perioada de revolutie siderala

(intervalul de timp dintre doua conjunctii consecutive în functie de o stea fixa) este de 27,3 zile iar

revolutia sinodica (intervalul de timp scurs între doua conjunctii succesive ale Pamântului, Lunii si

Soarelui) este de 29,5 zile. Diferenta dintre cele doua situatii este explicabila tinând cont de

miscarea de revolutie a Terrei, ceea ce face ca repetarea fazei Lunii în raport de Soare sa se

realizeze într-un interval de timp mai lung cu circa 2,2 zile.

Luna are o miscare de rotatie egala ca durata cu revolutia siderala, ceea ce face ca ea sa prezinte

mereu aceeasi fata spre Pamânt. Planul ecuatorial al satelitului este înclinat fata de cel orbital cu 6

grade, determinând ca axa de rotatie sa sufere balansari (numite libratii) atât în sens longitudinal,

cât si latitudinal. La aceasta se adauga miscarea de rotatie a Terrei, ceea ce face ca suprafata lunara

vizibila de pe Pamânt sa depaseasca 50 % (fiind de 59 %).