Geologi Bulan Menerusi Teleskop dan Binokular

Artikel ditulis sempena menyambut sambutan minggu angkasa sedunia dan International Observe the Moon Event. Semoga sambutan kali ini memberi manafaat kepada semua pihak khususnya rakyat Malaysia. Semoga rakyat Malaysia mengambil kesempatan untuk mengikuti aktiviti cerapan yang bakal di jalankan pada malam 8 Oktober 2011.

Artikel kali ini akan membincangkan ciri-ciri utama geologi bulan yang dapat dilihat melalui teleskop dan binokular. Bulan merupakan objek paling menarik bagi sesetengah ahli astronomi amatur. Namun bagi sesetengah yang lain, bulan merupakan objek yang bosan untuk dicerap. Dengan memahami geologi bulan, boleh menaikan minat untuk mencerap bulan. Di dalam artikel ini juga saya menggunakan gambar-gambar hasil cerapan saya pada masa lalu. Ini bagi memfokuskan artikel pada ciri-ciri geologi bulan yang telah saya lihat dengan teleskop atau binokular.

Maria(Laut-Laut)

Rajah 1: Maria jika dilihat dengan mata kasar. Gambar di lukis oleh Peter Grego.

Untuk permulaan, saya rasa adalah tepat jika saya mulakan penulisan saya dengan membincangkan struktur bulan yang paling ketara, Maria ataupun laut. Maria boleh dilihat dengan mata kasar, namun sekiranya di lihat dengan mengunnakan teleskop, banyak bentuk dan ciri-ciri maria yang berbeza dan menarik. Rajah 2 adalah gambar yang saya rakam pada 15 September 2011. Saya tandakan maria/ mare(kata tunggal bagi maria) untuk dibincangkan didalam post kali ini.

Rajah 2: Maria yang kelihatan ketika cerapan 15hb September 2011

Walaupun bahagian bertanda di panggil Laut atau Maria dalam dalam latin, ianya bukanlah laut yang mengandungi air seperti di bumi. Nama maria di beri oleh ahli astronomi silam memandangkan ianya kelihatan seakan-akan laut [1].  Ketika zaman Yunani, maria di salah anggap sebagai bayang-bayang bumi pada bulan. Maka, peta-peta dunia ketika awalnya di lukis kelihatan seperti maria di bulan. Hal ini berlaku kerana pada ketika itu mereka beranggapan bahawa bulan adalah objek yang sempurna tanpa kawah dsb.

Di dalam Rajah 2, Maria yang di tanda dengan abjad adalah seperti berikut:
a) Mare Serenitatis ( Sea of Serenity)
b) Mare Frigoris (Sea of Cold)
c) Mare Imbrium ( Sea of Showers)
d) Oceanus Procellarum (Ocean of Storms)
e) MareTranquillitatis (Sea of Tranquillity)
f) Mare Nectaris ( Sea of Nectar)
g) Mare Nubium ( Sea of Clouds)
h) Mare Humorum ( Sea of Moisture)

Maria terbentuk hasil dari limpahan lava dari teras bulan[2]. Pada masa dahulu, bulan merupakan objek yang aktif dan aktiviti volkanik bukan merupakan perkara yang asing. Sesetengah Maria di kaitkan dengan hentaman asteroid, yang kemudianya di ikuti dengan limpahan lava. Mare Imbrium,Mare Crisium(Rajah 4) dan Mare Humorum adalah di antara yang di kaitkan dengan hentaman meteorite. Ini kerana bentuknya yang lebih sekata berbanding dengan mare yang lain. Tambahan pula, kesan dari hentaman asteroid menyebabkan gunung, dan bukit terbentuk di sekeliling Mare.

Rajah 3: Pembentukan Mare dari kesan hentaman meteorite.

Mare Imbrium adalah laut yang berbentuk sekata paling besar, bersaiz 1300km diameter (anggaran). Luas Mare Imbrium adalah 863 000 km persegi ( bersamaan dengan saiz UK+Perancis). Ianya di kelilingi oleh gunung Alps, Appennine, dan Carpathians.

Oceanus Procellarum (Ocean of Storms) adalah lebih besar dari Mare Imbrium. Ianya bersaiz 2500km (utara-selatan) dan bersaiz 2.39 Juta km persegi. Walaubagaimana pun, ianya tidak terbentuk melalui hentaman meteorite seperti Mare Imbrium, sebaliknya ia terbentuk disebabkan limpahan basalt yang membanjiri kawasan dengan lava pepejal.

Rajah 4: kedudukan Mare Crisium Berasingan dengan Maria yang lain.

Hampir kesemua mare bercantum dengan mare yang lain. Mare Crisium adalah contoh mare yang terasing dari kumpulan maria. Walaupun ianya kelihatan memanjang dari utara ke selatan, diameter timur-barat Mare Crisium lebih besar dari utara-selatan iaitu 590km berbanding 490km (disebabkan oleh foreshortening effect). Kedalaman Mare Crisium adalah dalam lingkungan 4km. Ini lebih dalam dari Oceanus Procellarum yang tidak sampai 1km[3].

Gunung

Rasanya tidak lengkap artikel ini jika saya cuma menulis berkenaan laut tanpa bercakap berkenaan gunung. Sebagaimana yang saya nyatakan pada awalnya, mare Imbrium dikelilingi oleh gunung-gunung. Ada di antara gunung-gunung di bulan terbentuk hasil dari hentaman meteorite pada masa dahulu seperti yang ditunjukan di dalam rajah 3. Rajah 5 dan Rajah 6 menunjukan gunung-gunung yang boleh dilihat dengan teleskop semasa cerapan.

Rajah 5: Banjaran gunung di sekeliling Mare Imbrium

Rajah 5:
a)Alpes
b)Caucasus Mtns 
c)Archimedes Mtns
d)Apennine Mtns

Rajah 6: Gunung-Gunung yang kelihatan di tanda dengan abjad, manakala ciri bertanda nombor roman adalah kawah-kawah yang mudah dilihat dengan teleskop/binokular

Rajah 6
a)Jura Mtns
b)Carpathian Mtns
c)Riphaeans Mtns

Banjaran gunung yang paling mudah dilihat semasa cerapan adalah Apennine Mtns. Apennine Mtns  dianggarkan berketinggian 5km dan panjangnya sejauh 600km. Nama Apennine Mtns diambil sempena banjaran gunung di Italy dengan nama yang sama[4].

                                 
Kawah ( Crater) 

Kawah merupakan antara ciri bulan yang paling jelas boleh dilihat dengan teleskop ataupun binokular. Terdapat pelbagai bentuk kawah, setiapnya memberikan cerita yang berbeza bagaimana dan bila ianya terbentuk. Tambah menarik, setiap kawah di berikan nama sempena tokoh-tokoh terkenal.

Rajah 7: Bahagian selatan bulan, kawasan yang terdapat banyak kawah.  Ciri bertanda (i) adalah Rupes Recta, rujuk Rilles untuk maklumat lanjut

Di dalam rajah 7, kawah-kawah saya tandakan dengan abjad. Kawah-kawah yang bertanda akan di jadikan contoh untuk mendalami proses pembentukan kawah di bulan. Nama-nama kawah yang bertanda adalah seperti berikut:

a) Bullialdus ( dinamakan sempena Ismael Bullialdus, seorang ahli astronomi perancis)

b) Gauricus (dinamakan sempena Luca Gaurico, ahli teologi dan astronomi Itali)

c) Tycho ( dinamakan sempena Tycho Brahae, Ahli astronomi denmark)

d) Clavius ( dinamakan sempena, Christophorus Clavius, ahli matematik german)

Perhatikan perbezaan di antara kawah- kawah di dalam rajah 7 dari segi bentuk kawah. Kawah a dan kawah c mempunyai puncak di tengah. Manakala kawah b pula rata. Kawah d berlantai rata namun terdapat kawah-kawah kecil di dalam kawah berkenaan. Apakah perbezaan ciri kawah a,b,c dan d membawa makna tertentu mengenai kisah silam kawah berkenaan?

Kawah terbentuk apabila meteorite menghentam permukaan bulan. Rajah 6 menerangkan bagaimana kawah di bulan terbentuk.

Rajah 8: Proses pembentukan kawah di bulan.(Brooks/ Cool Publishing a division of Thomson Learning, 2003)

Rajah 8a menunjukan fasa pertama pembentukan kawah di bulan iaitu meteorite menghampiri permukaan bulan dengan kelajuan yang tinggi.

Rajah 8b pula menerangkan proses seterusnya iaitu, meteorite berkecai, dengan suhu yang panas, dan tersejat apabila mengentam permukaan bulan,

Di dalam rajah 8c letupan dan hentaman meteorite menyebabkan kawah berbentuk 'bulat' terbentuk. Ini menyebabkan bahan yang terdapat pada permukaan bulan tersebar akibat hentaman. (dan pada sesetengah kawah ianya menyebabkan 'ray system' terbentuk)

Rajah 8d pula menceritakan bagaimana diding berteres dan puncak tengah kawah terbentuk. Diding berteres terbentuk akibat 'hakisan' (yang disebab kan oleh daya hentaman) manakala pucak tengah kawah terbentuk akibat kesan lantunan dari hentaman dan juga di akibatkan oleh terlalu banyak bahan terpelanting terkeluar kesan dari letupan meteorite.  [5]

Setakat ini Rajah 8 berjaya menerangkan dari mana datang nya bentuk kawah a dan c, bagaimana pula dengan kawah-kawah seperti kawah b dan d? Mengapa puncak tengah pada b dan d tidak kelihatan?Proses terbentuknya lantai rata di dalam kawah b dan d menyerupai proses yang ditunjukan di dalam pembentukan mare dalam rajah 3. Lantai b dan d berbentuk rata berbanding dengan a dan c kerana selepas hentaman, lava memenuhi kawah dan puncak tengah kawah tidak kelihatan/kecil(dalam kes Clavius, puncak tengah kecil dan tidak kelihatan di dalam Rajah 7). 

Lantai yang rata juga memberi makna bahawa kawah tersebut terbentuk lebih awal dari kawah-kawah yang mempunyai pucak di tengah. Ini kerana proses limpahan lava memakan masa yang lama. Ia juga bermakna hentaman meteorite berlaku ketika aktiviti volkanik bulan masih aktif [6]. Kawah Gauricus sebagai contohnya berusia diantara 3.92 hingga 4.55 billion tahun, berbeza dengan kawah muda Tycho yang hanya berusia lebih kurang 108 juta tahun. Begitu juga kawah Clavius, yang dipenuhi dengan kawah-kawah sekunder menunjukkan usianya yang lebih tua. Puncak tengah yang kecil pada kawah Clavius juga memberi makna lantai yang rata cuma terbentuk selepas beberapa lama hentaman berlaku. Clavius di jangkakan berusia 4 billion tahun.

Ciri-ciri yang sama juga dapat dilihat pada kawah di dalam Rajah 6 i,iii dan iv. i merupakan kawah Copernicus, iaitu kawah yang paling mudah dilihat ketika membuat cerapan. Kawah iv mempunyai persamaan dengan kawah b dan d iaitu lantai rata. Kawah ii pula ialah kepler, ciri kawah tidak jelas di dalam rajah 6. Diding kawah Kepler agak berciri teres dan terdapat puncak kecil ditengah-tengah kawah. Ini mungkin disebabkan oleh saiz meteorite yang menghasilkan kawah kecil dan mempunyai tenaga yang kurang berbanding kawah seperti Copernicus (i). Kepler dan Copernicus di kategorikan sebagai kawah muda di mana Copernicus dianggarkan berusia 800juta tahun manakala kepler di angarkan berusia lebih muda dari itu Copernicus tetapi lebih tua dari Tycho(108juta tahun).[7]

Sistem Sinar ( Ray System)
Sebagaimana yang saya katakan sebelum ini, apabila meteorite menghentam permukaan bulan, banyak debu-debu dan bahan-bahan di atas permukaan tersebar akibat hentaman yang berlaku. Suatu lagi kesan yang jelas kelihatan akibat hentaman adalah sinar kawah.

Ketika bulan penuh/ hampir penuh, kita dapat melihat sistem sinar bulan paling jelas. Tetapi sistem sinar tidak akan kelihatan sekiranya keamatan cahaya tidak tinggi. Sebagai contohnya, sila rujuk rajah 7 (c), kawah Tycho. Tycho mempunyai sistem sinar yang sangat jelas dan ianya menjangkaui 1500km, namun pada rajah 7 (c) sistem sinar tidak kelihatan. Ini berbeza dengan Rajah 9 (iii), sistem sinar pada kawah Tycho sangat jelas kerana bulan hampir penuh dan banyak cahaya yang dipantulkan oleh bulan.

Di dalam rajah 9, terdapat 4 sinar kawah yang di label kan. Nama kawah-kawah tersebut adalah seperti berikut:
i) Copernicus
ii) Kepler
iii)Tycho
iv) Byrgius

Rajah 9: Sistem kawah pada bulan yang di cerap pada 15hb Sept 2011 di tandakan dengan nombor roman. Ciri bertanda a dan b adalah banjaran gunung, masing-masing adalah Caucasus Mtns dan Appennine Mtns

Sistem sinar membantu ahli geologi bulan dalam mengangarkan umur relatif kawah yang mempunyai sistem sinar. Ini kerana apabila sinar kawah 'menindih' sinar kawah yang lain, kawah tersebut lebih muda dari kawah yang sistem sinarnya di tindih. Ia juga dapat membantu ahli geologi menentukan komposisi bulan kerana bahan yang tersebar asalnya berada di bawah permukaan bulan sebelum hentaman berlaku.Sistem sinar pada bulan akan 'pudar' seiring dengan waktu akibat terdedah dengan 'cuaca angkasa' dan dilitupi oleh kesan hentaman yang baru[8].

Rilles

Saya perlu akui, sepanjang saya terlibat dalam hobi ini (setahun lebih), saya tidak memberi tumpuan pada ciri pada bulan yang di panggil rilles (sungai kecil/alur). Saya akan tulis laporan cerapan pada masa akan datang berkenaan dengan rilles yang boleh di lihat dengan jelas menggunakan teleskop yang saya miliki.

Ada tiga jenis Rilles pada permukaan bulan, iaitu[9]

a) Sinuous Rilles (berliku), ianya berbentuk seperti sungai

b) Arcuate Rilles (melengkung), biasanya berada di sekelilinga Mare

c) Straight Rilles (lurus), terbentuk akibat pergerakan/pengecutan bulan.

Rajah 10: Salah satu contoh sinuous rille, The hadley rille. Gambar di ambil dari Apollo 15 lunar module ((NASA photograph AS15-87-11717) 

Setiap jenis Rilles terbentuk dengan cara yang berbeza. Ada yang di kaitkan dengan aktiviti volkanik dan di katakan bertindak sebagai saluran/tiub bagi pengaliran lava. Straight Rilles seperti Rupes Recta yang juga di kategorikan sebagai scarp (lereng) di katakan terbentuk akibat pengecutan pada permukaan bulan. Bulan di kata kan mengecut sebanyak 100m sepanjang ia terbentuk, dan pengecutan masih berlaku sehingga kini. Pengecutan pada permukaan bulan membentuk lereng seperti Rupes Recta[10].  Setelah meneliti gambar-gambar bulan yang saya ambil ketika cerapan dulu, saya berjaya menjumpai gambar Rupes Recta. Ianya di lihat melalui teleskop 10 inchi saya ( Sila rujuk Rajah 7 (i) ). Rupes rectar mempunyai lebar berukuran  2-3 km dan berkepanjangan 110km. Rupes rectar mempunyai kecuraman sekitar 30 ke 40 darjah.

Rilles dapat di lihat pada seluruh permukaan bulan, dan tidak hanya tertumpu pada khatulistiwa bulan. Walaupun ianya dikira sebagai ciri yang baru terbentuk, saintis mengangarkan ianya berusia dalam ratusan ke ribuan juta tahun. Selain pada permukaan bulan, rilles juga di temui di permukaan planet dan bulan-bulan lain (Utarid (Mercury) dan Marikh (Mars)). 

Ini sekaligus menafikan sesetengah pihak yang membuat kesimpulan bahawa rilles adalah bukti saintifik mukjizat Nabi Muhammad SAW membelah bulan. Kaedah saintifik perlu di lakukan sebelum membuat kesimpulan terhadap pembentukan rilles pada bulan. Kesimpulan-kesimpulan tanpa mengikuti kaedah saintifik di ikuti dengan pengetahuan sains yang cetek menyebabkan imej agama tercalar. 

Saintis yang mula-mula mengamalkan kaedah saintifik bagi membuktikan kajian dan penemuan sains adalah seorang saintis Islam (bukan saintis barat!) bernama Ibn al-Haytham. Ia di lakukan di dalam buku nya 'kitabun manazir' (book of optics)[11]. Apakah orang Islam pada masa kini mahu membuat suatu kesimpulan tanpa melakukan kajian menyeluruh terhadap sesuatu kejadian alam? Jika ya, nampaknya zaman keemasan tamadun Islam hanya akan menjadi sejarah yang bakal di lupakan.

Komen Dr Zakir Naik mengenai bukti saintifik mukjizat Nabi membelah bulan saya fikir amat baik untuk menjadi renungan umat Islam. [link]

Kesimpulan:
Dengan cuba memahami muka bentuk bulan, ianya dapat menambahkan pengetahuan di samping memberikan keseronokan di dalam aktiviti mencerap. Artikel ini saya tulis secara ringkas sebagai panduan dalam melakukan cerapan. Kebanyakan gambar di dalam artikel ini adalah gambar yang saya ambil semasa cerapan. Saya sendiri baru meneliti sesetengah gambar di dalam proses menulis artikel ini.


Saya cuba sebaik mungkin untuk menyatakan sumber fakta yang saya ambil untuk di muatkan di dalam artikel ini. Artikel ini juga di tulis di dalam bahasa melayu, mungkin ada sesetengah istilah yang tidak mengambarkan maksud asal istilah di dalam bahasa Inggeris. Kemampuan bahasa saya amat terhad. Sekiranya ada kesilapan pada mana-mana bahagian harap di perbetulkan.


5 ciri (Maria, Banjaran Gunung, Kawah, Sistem Sinar dan rilles) pada bulan saya pilih untuk di papar secara ringkas pada artikel ini.Masih ada lagi ciri-ciri yang saya tidak ulas. Mungkin akan cuba di ulas pada masa akan datang sekiranya ada keperluan. 



Rujukan:
[1] Patrick Moore and Robin Rees, Patrick Moore's Data Book of Astronomy,2011, Cambridge University Press, p 29.
[2] Terence Dickinson, Night watch: A Practical Guide to Viewing the Universe 4th Edition, 2006, Firefly Book Ltd, p 138. 
[3]Patrick Moore and Robin Rees, Patrick Moore's Data Book of Astronomy,2011, Cambridge University Press, p 29.
[4] Wikipedia, Apennine Motns, August 2011, retrieved 30 September 2011,http://en.wikipedia.org/wiki/Montes_Apenninus,
[5] Dr Emily Baldwin, Lunar Geology: About the Impact,  2008, retrieved 23 September 2011, http://www.popastro.com/moonwatch/moon_guide/geology7.php
[6] Patrick Moore and Robin Rees, Patrick Moore's Data Book of Astronomy,2011, Cambridge University Press, p 31-32.
[7] Lu Yang Xiao Xi, Correlation Between Iron Abundances and Lunar Surface Feature: Crater Kepler Area, Stenberg State Astronomical Institute, Moscow University, 2010.
[8] Dr Emily Baldwin, Lunar Geology: Ray Craters  2008, retrieved 23 September 2011, http://www.popastro.com/moonwatch/moon_guide/geology7a.php
[9] Dr Emily Baldwin, Lunar Geology: Rilles,  2008, retrieved 23 September 2011, http://www.popastro.com/moonwatch/moon_guide/geology9.php.
[10]Patrick Moore and Robin Rees, Patrick Moore's Data Book of Astronomy,2011, Cambridge University Press, p 30.
[11] BBC Science and Islam Documentary, BBC, 2009, Episode 2

Kebanyakan nama-nama kawah, maria, rilles di rujuk melalui Virtual Moon Atlas 5.1.

SELAMAT MELAKUKAN CERAPAN, DAN SELAMAT MENYAMBUT INTERNATIONAL OBSERVE THE MOON EVENT!