ירח: מאפיינים, מבנה, מסלול, שלבים, תנועות - ארטה - 2025

הירח הוא הלוויין הטבעי של כדור הארץ, המקושרים אליו על ידי משיכה כבידתית. מכיוון שהוא הכוכב הקרוב ביותר לכוכב הלכת שלנו, הוא המוכר ביותר לכולם והראשון בו ביקרה האנושות. זהו גוף סלעי עם רדיוס של 1738 קילומטרים, קרוב למחצית הרדיוס של כדור הארץ, ואילו המסה שלו היא בקושי 1/81 ממסת כדור הארץ.

באשר לצפיפות הממוצעת שלו, הוא פי 3.3 מזה של מים, ואילו הצפיפות הממוצעת של כדור הארץ היא 5.5. וכמובן שיש כוח המשיכה שלה, שהוא פי 0.17 מערך כדור הארץ.

איור 1. ירח מלא. מקור: Pixabay.

במודל בקנה מידה עם כדור הארץ בגודל כדורסל, הירח יהיה כדור טניס, ושני הכדורים יהיו במרחק של כ -10 מטרים זה מזה.

מרחק כדור הארץ-ירח בפועל של כ- 385 אלף ק"מ פחות או יותר. אור זה לוקח 1.3 שניות שהירח משקף מהשמש כדי להגיע לכדור הארץ.

מאפיין משמעותי נוסף הוא שלירח אין אווירה משל עצמו, כמעט ולא קיימים עקבות של כמה יסודות גזים כמו מימן, הליום, ניאון, ארגון ואחרים בכמויות דקות.

ופרט בולט עוד יותר הוא שהירח תמיד מראה את אותן הפנים לכדור הארץ. הסיבה לכך היא שתקופת הסיבוב שלה סביב צירו שווה לזו של מסלולו סביב כדור הארץ: כ- 27 יום.

אם היה הבדל כלשהו בין שתי התקופות, הצד הרחוק של הירח היה גלוי מכדור הארץ בשלב מסוים, אך זה לא המקרה וזה נובע מההשפעה המכונה צימוד גאות ושפל. השפעה זו תידון ביתר פירוט בהמשך.

מבנה הירח

איור 2. איור 2. חתך רוחב של הירח המציג את מבנה השכבות שלו ואת הרדיוס המשוער של כל אחד מהם. מקור: Wikimedia Commons. בריאן דרקסן בוויקיפדיה האנגלית המבנה הפנימי של הירח ידוע בזכות הסיסמוגרפים שהותקנו על ידי משימות אפולו. סייסמוגרפים הם מכשירים המתעדים את תנועות כדור הארץ וכי על הירח מסוגלים לתעד רעידות ירח, גלים המיוצרים כתוצאה מהשפעת המטאוריטים.

מהרישומים הללו ידוע כי הירח הוא בעל המבנה שכבה הבא:

-מגרש, בעובי של כ -80 ק"מ, דק יותר על הפנים הפונות לכדור הארץ ועבה יותר על הפנים הנגדיות בגלל כוחות הגאות והשפל.

-מאנטו, עם רדיוס מוערך של כ -1,300 ק"מ, מורכב בעיקר מתחמוצות ברזל ומגנזיום.

-רעיף, קטן, ברדיוס של כ 587 ק"מ, אשר בתורו מורכב מליבה מוצקה פנימית, גרעין חיצוני ונוזל בתוספת שכבה מסובכת למחצה.

-ירח חסר פעילות טקטונית, שלא כמו כדור הארץ, מכיוון שהוא איבד כמעט את כל החום הפנימי שלו, על ידי קירור מהיר מאוד.

משטח ירחי

איור 3. תמונה של פני הירח בצד הרחוק. מקור: נאס"א באמצעות ויקימדיה Commons.

פני הירח מכוסים באבק דביק ושוחק הנקרא רגולית. האזורים הכהים המובחנים נקראים ים, מה"סוסה "הלטינית, אם כי הם אינם מכילים מים, אלא לבה מיוצקת.

על פי ההערכה, ים אלה נגרמו כתוצאה מהשפעתם של אסטרואידים גדולים לפני כ -4 מיליארד שנים, וכי הם התמלאו אחר כך בלבה שזרמה מבפנים. מארה אימבריום הוא הגדול ביותר, ורוחבו 1200 ק"מ.

האזורים הברורים ביותר שניתן לראות מסביב לים הם אזורים הרריים עם רכסי הרים אשר נקראו על שם שטחי כדור הארץ, למשל הרי האלפים והקרפטים.

המובהק הוא נוכחותם של מכתשים רבים בכל הגדלים, אשר נגרמים אולי כתוצאה מהשפעות של אסטרואידים קטנים ומטאורות. הם נקראים על שם אנשים מפורסמים, למשל מכתש קופרניקוס.

תיאוריה אחרת על מקורם של מכתשי ירח מחשיבה שיש להם מקור וולקני, אם כי לתורת המקור על ידי מטאורים יש תמיכה גדולה יותר מצד האסטרונומים.

סדקים עמוקים קיימים גם על פני הירח, שמקורו עדיין לא ברור לחלוטין, למרות שמאמינים כי הם מגיעים מזרמי לבה קדומים. דוגמא לכך היא קרע היגנוס, שבמרכזו שני ענפים נמצא מכתש עם אותו שם.

התמונות שצילמו החללית בצד שאיננו יכולים לראות מראות משטח דומה לזה שבצד הנראה, אם כי עם פחות ים.

מַסלוּל

הודות למשיכה הכבידה שמפעילה כדור הארץ, הירח עוקב אחר מסלול אליפטי של תמהון מועט ממזרח למערב סביב כדור הארץ שלנו, על פי חוקי קפלר.

זו הסיבה שמרחק כדור הארץ-ירח המצוין בתחילת 385 אלף ק"מ הוא מרחק ממוצע, אם כי בגלל האקסצנטריות הקטנה שלו, המסלול כמעט מעגלי. כלומר, לפעמים הירח קרוב יותר (דבורה) ופעמים אחרות הוא רחוק יותר (אפוגי).

יתר על כן, זה אינו מסלול קבוע, מכיוון שיש הפרעות אחרות, כמו המשיכה הכבדית של השמש ושאר כוכבי הלכת המשנים אותה ללא הרף.

המטוס העוקב אחר מסלול הירח לא בדיוק עולה בקנה אחד עם זה העוקב אחר מסלול כדור הארץ, אך נוטה כ -5 מעלות בערך. במהלך מהפכה, הירח ממוקם כ -5 מעלות מעל ומתחת למישור מסלול כדור הארץ. שני מסלוליו מצטלבים בנקודות הנקראות צמתים ירחיים.

להלן ייצוג של כדור הארץ המסתובב סביב השמש והירח סביב כדור הארץ:

סיבוב סינכרוני

הירח מראה תמיד את אותן הפנים לכדור הארץ, ולכן יש צד אפל שאי אפשר לראות מכאן. ההסבר הוא שכדור הארץ והירח יוצרים מערכת הנמצאת תחת פעולת כבידה הדדית, אך לכדור הארץ יש מסה גדולה יותר.

במקרה זה, הגוף הקטן יותר מזדווג את תנועתו לזו של הגוף הגדול יותר, כלומר הוא משווה את תקופת הסיבוב שלו לזו של התרגום.

איור 4. סיבוב סינכרוני של הירח וכדור הארץ. מקור: Wikimedia Commons פרננדו דה גורוצ'יקה מערכת כדור הארץ-ירח הגיעה לכך בגלל כוחות הגאות והשפל, כמו שנאמר בהתחלה. ובאותו הזמן זה קורה מכיוון שמשיכת הכבידה אינה "מופצת" באופן אחיד, מכיוון שכדור הארץ והירח הם בעלי מימדים ניכרים.

במילים אחרות, החלקים של כל אחד מהם הכי קרוב לשני מושכים חזק יותר מהקצוות הרחוקים יותר, וההבדל הזה יכול להיות גדול מספיק כדי לייצר בליטה על פני כדור הארץ.

כך אחראי הירח לגאות והשפל של כדור הארץ, מכיוון שהאוקיאנוסים "מתרוממים" בתגובה למשיכת הכבידה של הלוויין. אך גם קרום הירח התעוות והביא לכוחות החיכוך שגרמו לירידה בהדרגה של תקופת הסיבוב שלו.

תופעה זו שכיחה לעתים קרובות בין כוכב לכת וירחיו, למשל פלוטו וכרון הלוויין שלו נמצאים בסיבוב סינכרוני זה עם זה.

הצד האפל של הירח

מזמן, כשהירח בדיוק נוצר, הוא הסתחרר מהר יותר סביב צירו והיה קרוב יותר לכדור הארץ מכפי שהוא עכשיו. כך שבשלב כלשהו בהיסטוריה של כדור הארץ הקדום, הוא כנראה נראה כמו דיסק כסף ענק שמאיר את שמי הלילה.

חצי הכדור הזה של הירח תמיד זהה, נראה מכדור הארץ, כפי שהוסבר. עם זאת, מחצית האחת של הירח מקבלת תמיד אור מהשמש (וזה מאוד חם שם, כ 134 מעלות צלזיוס) והחצי השני לא, אלא אם כן מתרחשת ליקוי חמה. אבל החצאים הללו אינם תואמים את הפרצופים שאנו רואים מכאן.

חצי הכדור הירחי שמקבל אור שמש הוא זה שמסתכל עליו ישירות, בעוד השני חשוך וקר מאוד, בערך -153 מעלות צלזיוס. האטמוספירה הירחית הדקה אחראית לשונות גדולה זו בטמפרטורה.

ההמיספרות הללו משתנות כאשר הירח ממשיך בתנועתו התרגומית סביב כדור הארץ, כך שבמציאות הירח כולו מקבל אור מהשמש בשלב מסוים.

מחזורי הירח

איור 5. איור של שלבי הירח. מקור: Wikimedia Commons. אוריון 8.

נראה מכדור הארץ, הירח עובר שינויים בחלקו המואר לאורך תקופה של כחודש. הם מה שמכונה שלבי הירח: ירח חדש, רבע ראשון, ירח מלא ורבע אחרון, החוזרים על עצמם ברציפות באותו הסדר.

למעשה, הזמן שלוקח לירח לעבור את כל שלביו הוא קצת פחות מחודש. תקופה זו נקראת ארוחת הצהריים או החודש הסינודי והיא נמשכת 29 יום ו 12 שעות.

שלבי הירח תלויים במיקום היחסי בין הירח, כדור הארץ והשמש. בואו נראה:

ירח חדש

בירח חדש או בירח חדש כמעט ולא ניתן להבדיל בין הירח, מכיוון שההתמקם בין כדור הארץ לשמש, הצד הגלוי מכאן אינו מואר.

רבע הסהר

ואז, לאורך פרק זמן של 7.4 יום, שהוא משך הזמן של כל שלב, האזור המואר גדל בהדרגה עד שהוא מגיע לרבע הראשון, בו מואר מחצית הדיסק הירחי. ניתן לצפות בו מהצהריים עד חצות.

ירח מלא

האזור המואר ממשיך לגדול לאחר הרבע הראשון עד להגיע לירח המלא או לירח המלא, כאשר הירח נמצא מאחורי כדור הארץ, והשמש מאירה אותו לחלוטין מקדימה (איור 1). ניתן לראות את הירח המלא מרגע שהשמש שוקעת עד הזריחה, ומגיע לגובהו המרבי בחצות הלילה.

רבע אחרון

לבסוף, גודל הירח פוחת לאט לאט, הולך לרבע האחרון, כאשר שוב מחצית מהדיסק מואר. ניתן לראות אותו יוצא בסביבות חצות, עד שהוא מגיע לגובהו המרבי עם הזריחה. ואז הוא ממשיך לצמצם כדי להתחיל מחזור חדש.

יש לציין כי מחצי הכדור הצפוני תנועת האור עוברת מימין לשמאל ובחצי הכדור הדרומי זה הפוך.

כך נוכל לדעת למשל אם הירח מתרומם או דועך. אם הוא נמצא בסהר, הצד הימני של הירח הוא זה שמואר בחצי הכדור הצפוני והצד השמאלי אם הוא נמצא בחצי הכדור הדרומי.

תנועות הירח: סיבוב ותרגום

הירח מבצע מסלול או מהפכה שלמה סביב כדור הארץ תוך 27.32 יום, המכונה החודש הסידורי (לא להתבלבל עם החודש הסינודי של 29 יום ו 12 שעות). זה עושה זאת בקצב של 1 קמ"ש.

ההבדל בין הצדדית לחודש הסינודי נובע מהעובדה שבעוד שהירח מושך את מסלולו, כדור הארץ מתקדם 27 מעלות בתנועתו התרגמית שלו סביב השמש. כשזה קורה, העמדות היחסיות שמש-אדמה-ירח הופכות אותו הדבר.

הלוויין שלנו מבצע גם סיבוב על צירו שלו באותה פרק זמן, בגלל הסיבוב הסינכרוני.

מרחף

הירח מבצע תנועות נוספות מלבד סיבוב על צירו והתרגום, הנחשבים לתנועות העיקריות. בנוסף אליהם יש את הכליפות.

הליברציות הן תנועות נדנדות של הירח המאפשרות לנו להתבונן ב 59% משטחו, במקום 50% הצפויים בגלל העובדה שהוא תמיד מציע את אותו הפנים לכדור הארץ. הם היו ידועים עוד מתקופת גלילאו.

הרכב

הירח סלעי ובעל אווירה רזה מאוד. נוכחותם של מים נוזליים פוסלת בחצי הכדור הירח הנחשפים לסירוגין לסירוגין, בשל הטמפרטורות הגבוהות שמגיעות אליו.

עם זאת, בקטבי הירח ישנם מכתשים שלא הושגו אליהם באמצעות חום סולרי במשך מיליוני שנים. הטמפרטורות יכולות לרדת לחום -240 מעלות צלזיוס.

שם הצליחו הגישושים ששלחו הודו וארצות הברית לאתר מים בצורת קרח.

לגבי הרכב סלעי הירח, הם נפוצים בחמצן: עד 43%. בנוסף, מוערכים 20% סיליקון, 19% מגנזיום, 10% ברזל, 3% סידן, 3% אלומיניום, 0.42% כרום, 0.18% טיטניום ו- 0.12% מנגן. כסף וכספית התגלו גם באבק ירחי.

במקום זאת אין פחמן, חנקן ומימן חופשי, היסודות המרכיבים חומר חי. ובסלעים ירחיים אין מים, בשונה מסלעים יבשתיים, שבמבנהם הם נמצאים.

הַדְרָכָה

התיאוריה המקובלת ביותר בקרב הקהילה המדעית היא שהירח מקורו בהתנגשות בין כדור הארץ לחפץ הדומה למאדים או גדול ממנו, בשם תיאיה, במהלך היווצרות מערכת השמש.

מלבד שהוליד את הירח, ההתנגשות עם תיאיה שינתה את הטיה של ציר הסיבוב של כדור הארץ וייצבה את האווירה הקדומה.

תיאוריה זו מסבירה מדוע הירח פחות צפוף מכדור הארץ, מכיוון שההתנגשות עם תיאיה קרעה ממנו חלק מהמעיל, שצפיפותו דומה לצפיפות הירח. עם זאת, זה לא מסביר את קיומו של הגרעין המותך למחצה של הירח, שידוע שהוא קיים בזכות מידע סייסמי.

תיאוריה אלטרנטיבית אחרת מחשיבה כי הירח נוצר במקום אחר במערכת השמש ונלכד על ידי כוח הכבידה של כדור הארץ בשלב מסוים.

הבסיס לרעיונות אלה הוא שלסלעי הירח, למרות שהם מכילים אותם אלמנטים כמו אלה של כדור הארץ והם בני אותו גיל, יש הבדלים רבים מבחינה כימית.

ליקוי חמה

ליקוי ירח

איור 6. ליקוי חמה של הירח. מקור> ויקימדיה Commons.

הקוטרים הנראים לעין של השמש, האדמה והירח זהים לראות בכדור הארץ. כך שכאשר כדור הארץ נמצא בין השמש לירח, ניתן לצפות בליקוי ירח.

ליקוי הירח יכול להתרחש רק במהלך הירח המלא וכאשר הוא נופל בצל כדור הארץ, המכונה אומברה. באופן זה הוא מחשיך, ורוכש גוון אדמדם או כתום, תלוי בתנאי האטמוספירה של כדור הארץ. ניתן לראות בתמונה הבאה:

הירח יכול ליפול לחלוטין בצל כדור הארץ או רק בחלקו, במקרה הראשון ליקוי החמה הוא טוטאלי ואחרת הוא חלקי. ניתן לטעות בליקוי חמה חלקית לשלב של הירח, עד ליקוי הליקוי והירח המלא עולה שוב.

שלא כמו ליקוי חמה של השמש, ניתן לראות ליקוי חמה של הירח מכל מקום בעולם בו הוא נמצא בלילה ויכול גם להימשך מספר שעות.

ליקוי חמה

איור 7. ליקוי חמה של השמש. מקור> ויקימדיה Commons.

כאשר הדיסקים של השמש והירח חופפים זה לזה, רואים מנקודה כלשהי על פני כדור הארץ, מתרחש ליקוי חמה של השמש, נראה כי הירח עובר מול השמש, שעבורו יש צורך להיות בירח החדש, אם כי ליקוי חמה. הם אינם מופיעים בכל ירח חדש.

כדי ליקוי החמה ליקוי חמה, היישור בין השמש, האדמה והירח חייב להיות מוחלט, וזה לא קורה כל הזמן, אלא לפחות פעמיים בשנה, עד מקסימום חמש. באשר למשך הזמן, השמש נותרה מעורפלת משתנה, בערך 8-10 דקות.

ליקוי חמה של השמש יכול להיות מוחלט, חלקי או טבעתי, תלוי אם הירח מכסה את השמש באופן מלא או חלקי. במקרה של ליקוי חמה טבעיים, הקוטר היחסי של הירח אינו מספיק בכדי לכסות את השמש לחלוטין, ולהשאיר טבעת זוהרת של זה נראה. להלן ליקוי חמה מוחלט:

ליקוי החמה של השמש הוא תופעות שמימיות אדירות ומספקים הזדמנות נפלאה ללמוד פרטים על השכבות החיצוניות ביותר של השמש.

השפעה על החיים על כדור הארץ

כדור הארץ והירח יוצרים דואט נפלא שהשפיע על החיים ועל האנושות בפרט מתחילת הזמן:

תודה לירח יש עונות.

-כל שנה הירח מתרחק כ -4 ס"מ מכדור הארץ, מה שעוזר להאט את סיבוב כדור הארץ ומאריך את הימים בכמה אלפי שניות. מרחק זה אינו קבוע, מכיוון שהוא תלוי רבות בנטייה של ההמונים היבשתיים והמים של כדור הארץ, שכידוע, השתנה רבות מאז היווצרות שניהם.

- תודה להארכה זו של הימים, לצמחים היה מספיק זמן לבצע פוטוסינתזה.

אם התיאוריה של ההשפעה עם תיאיה נכונה, האטמוספירה של כדור הארץ עברה שינויים שהפכו אותה לנכונה יותר להתהוות החיים.

הירח שימש כמדריך במהלך התפתחות האנושות, למשל חקלאים, גם בימינו משתמשים בשלבי הירח לעיבוד שדות.

- גאות ושפל מי ים נוצרים בזכות האינטראקציה הכבידה בין כדור הארץ לירח והם חשובים ביותר לדיג ולאקלים, וכן היותם מקורות אנרגיה.

איור 8. טחנת גאות עתיקה בהולבה, ספרד. מקור: Wikimedia Commons.

-ישנה אמונה פופולרית שהירח המלא משפיע על מצב הרוח של האנשים, מה שהופך אותם לרגישים יותר מנקודת מבט פסיכולוגית בתקופה זו.

-הירח שימש השראה לאינספור רומנים וסרטי מדע בדיוני, עוד לפני שהחל מרוץ החללים.

הפניות

1. אסטרומיה. פני הירח. התאושש מ: astromia.com.
2. גיאונציקלופדיה. מחזורי הירח. התאושש מ: geoenciclopedia.com.
3. איגלסיאס, ר 'לה לונה: יבשת קוסמית ראשונה. התאושש מ: redalyc.org.
4. אוסטר, ל. 1984. אסטרונומיה מודרנית. הערכה Reverté.
5. רומרו, ש. סקרנות על הירח. התאושש מ: muyinteresante.es.
6. ויקיפדיה. גיאולוגיה של הירח. התאושש מ: es.wikipedia.org.
7. ויקיפדיה. ירח. התאושש מ: es.wikipedia.org.