- tt白
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根据最新的月球探勘者号的资料分析显示,月球的确具有一个很小的核心,支持了月球是由火星般大的星体,撞击地球后削出的理论。
这些新资料是在休士顿举行的第三十届月球与行星科学会议中发表的。资料显示,月球的核心占总质量可能不到 2%,比地球核心所占的 30%小太多了。
从地球和月球具有类似的矿物组成,可以推测两者可能系出同源,然而,如果月球与地球只是单纯地从一团尘埃云中诞生,那麼两者的核心组成比例应该类似。还有一种理论认为月球是被地球重力所捕获的。
根据阿波罗时代所搜集的资料来看,科学家认为月球应该是在太阳系形成初期,当一颗火星大小般的星体撞击地球时所形成的。这次撞击发生在地球铁核已经形成之后,所以撞击出来的碎片多为外层含铁不多的岩石,这些物质在轨道上又凝聚成今日的月球。
月球:月球俗称月亮,也称太阴。月球就是最明显的天然卫星的例子。在太阳系里,除水星和金星外,其他行星都有天然卫星。月球的年龄大约也是46亿年,它与地球形影相随,关系密切。月球也有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60-65公里。月壳下面到1000公里深度是月幔,它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核,月核的温度约为1000度,很可能是熔融状态的。月球直径约3476公里,是地球的3/11。体积只有地球的1/49,质量约7350亿亿吨,相当于地球质量的1/81,月面的重力差不多相当于地球重力的1/6。
月球是地球唯一一颗天然卫星:
轨道半径: 距地球384,400千米
行星直径: 3476千米
质量: 7.35e22千克
古罗马人称之为Luna,古希腊人称之为Selene或阿尔特弥斯(月亮与狩猎的女神),另外在其他神话中它还有许多名字。
理所当然,月球早在史前就已被人所知道。它是空中仅次于太阳的第二亮物体。由于月球每月绕地球公转一周,地球、月球、太阳之间的角度不断变化;我们把它叫做一个朔望月。一个连续新月的出现需要29.5天(709小时),随月球轨道周期(由恒星测量)因地球同时绕太阳公转变化而变化。
由于它的大小与组成,月球有时被分为类地“行星”,与水星,金星,地球和火星分在一起。
月球由苏联飞行器月球2号于1959年代表人类第一次拜访,这也是人类第一次在非地球星体上探索。第一次在着陆则在1969年6月20日(你记得你在哪儿吗?);后一次在1972年12月。月球也是唯一一个被采回表面样本的星球。在1994年夏天,月球被Clementine飞行器大范围地作了地图映象。月球勘探者号如今正绕着月球转。
地球与月球之间的引力场形成了有趣的现象。最显而易见的便是潮汐现象。月球正对地球一点的引力为最大,反面一点则相对弱小一些。地球,特别是海洋并不是完全地固定的,而是朝月球方向略有延伸的。从地球表面为透视角观察的话,会看到地球表面的两个膨胀点,一个正对月球,另一个则正对反面。这效果对海洋比对因态地壳强烈得多,所以海洋处膨胀得更高。另外因为地球自转比月球在轨道上快,膨胀每天一次,每天的大潮一共有两次。
但是地球也并不完全是一个流体,地球的自转导致地球在正对月球下方的膨胀非常轻微。这意味着由于地球自转扭力及月球上的加速度影响,使地球与月球之间的影响力并不十分确切地存在于两球心连线上。这也使得地球不断向月球提供自转能量,使得自转速度每世纪减慢1.5微秒,也使月球公转地球轨道每年增加3.8米。(相反的结果也导致了火卫一和海卫一的不寻常公转轨道)。
不对称的引力交互作用也使月球自转同步。比如,它的轨道位相始终相对固定,使得朝向地球的一面不变。由于地球的自转因月球的影响而减缓,所以在很早以前,月球的自转速度也因地球而减缓,不过在那时作用力要强烈得多。当月球的自转速度减缓到适合自己轨道周期时(这样膨胀点就在地球正对点),就没有任何的多余扭力了,这样月球的情形就稳定了。这种情况也类似地发生在太阳系其他卫星上。最终,地球的自转也将慢到合适于月球周期,就像冥王星和冥卫一的情况一样。
自然,月球也显得不太稳定(由于它的不太圆的轨道)以致于较远端的一部分度数可不定时地看到,但大多数远端表面(左图)一直无法完全观测,直到苏联飞船月球3号1959年上天对其进行拍摄才解决了问题。(注意:这里并没有什么“黑暗面”在月亮上;月球的所有部分都能得到半日照时间。一些对“黑暗面”的称谓往往是指月亮不为人所见的另一面,因为“黑暗”有“不为人知”之意。这种称谓在今天不够正确)。
月球没有大气层。但是来自Clementine飞行器的证据表明可能在月球南极,处于永久阴暗面的大环行山处有固态水--冰。这如今已由月球勘探者号飞船证实。显然月球北极也有冰,这样未来月球探索的代价将略微便宜一些!
月球的外壳平均厚68千米,从Mare Crisium下的零公里到背面Korolev环行山的107千米。地壳下是地幔,可能也是它的内核。然而它并不像地球的地幔,月球的只是部分特别炽热。奇怪的是,月球的质心与它的几何地理中心向地球方向偏移了2千米。同样,在这一侧其地壳也较薄。
月球表面有两种主要地形:巨大的环形山与古老的高原和相对平滑与年轻的maria。maria地形(覆盖月球表面达16%)是由火山喷出的炽热的熔岩冲蚀出的。大部分的表面是由灰土层尘埃与流星撞击的石头碎片覆盖。出于未知的理由,maria地形集中于靠近于地球的一面。
大多数靠近地球的环形山,火山由科学历史上的著名的称谓命名,如第谷,哥白尼和托勒密。背面的则多用近代的命名,如阿波罗,加加林和Korolev(因为第一张照片由月球3号拍到,所以具有显而易见的俄罗斯偏向)。另外,类似于近地区,月球背面也有巨形环形山South Pole-Aitken,直径2250千米,深12千米,使它成为太阳系最大的撞击盆地,并在西侧形成了山中山,成了太阳系中重环山的典型。(从地球上看;左侧图的正中)。
阿波罗号和月球号计划带回了一块重382千克的石头样本。这些提供给了我们有关月球的详细知识。它们具有特别的价值,在月球上着陆后的廿年,科学家们还是在这快最期的样本上做研究。
月球表面上的绝大多数石头看来都有30到46亿岁,这与地球上的超过30亿岁的极稀少的石头有偶然的巧合。这样,月球就提供了太阳系早期历史的在地球上无法找到的证据。
根据早先的对阿波罗样本的研究,有关月球的起源并不一致,主要有三种理论:co-accretion同生说,主张地球与月球同时形成于太阳星云;fission分裂说,主张月球是由地球上分裂出去; capture捕捉说,主张月球形成于其他地方,后来为地球所捕捉。这些理论证据都不足,但是来自月亮石头的最新和最详细的信息引出了impact撞击说:地球曾被一个大物体(相当于火星大小甚至更大)撞击,月球则是由喷射出的部份形成。不断又有新信息被发现,但撞击说如今被广泛接受。
月球并没有全球性磁场,但是它的一些表面石头存有剩余的吸引力,表明月球早期曾有过全球性磁场。
由于没有大气和磁场,月球表面赤裸裸地遭受太阳风的攻击。在它剩余的40余亿年光阴里,大量来自太阳风的氢离子将植入其表面。由阿波罗返回的样本证明了它对研究太阳风的价值。月球上的氢可能在未来当作燃料使用。
- 马老四
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月球是地球唯一一颗天然卫星:
轨道半径: 距地球384,400千米
行星直径: 3476千米
质量: 7.35e22千克
古罗马人称之为Luna,古希腊人称之为Selene或阿尔特弥斯(月亮与狩猎的女神),另外在其他神话中它还有许多名字。
理所当然,月球早在史前就已被人所知道。它是空中仅次于太阳的第二亮物体。由于月球每月绕地球公转一周,地球、月球、太阳之间的角度不断变化;我们把它叫做一个朔望月。一个连续新月的出现需要29.5天(709小时),随月球轨道周期(由恒星测量)因地球同时绕太阳公转变化而变化。
由于它的大小与组成,月球有时被分为类地“行星”,与水星,金星,地球和火星分在一起。
月球由苏联飞行器月球2号于1959年代表人类第一次拜访,这也是人类第一次在非地球星体上探索。第一次在着陆则在1969年6月20日(你记得你在哪儿吗?);后一次在1972年12月。月球也是唯一一个被采回表面样本的星球。在1994年夏天,月球被Clementine飞行器大范围地作了地图映象。月球勘探者号如今正绕着月球转。
地球与月球之间的引力场形成了有趣的现象。最显而易见的便是潮汐现象。月球正对地球一点的引力为最大,反面一点则相对弱小一些。地球,特别是海洋并不是完全地固定的,而是朝月球方向略有延伸的。从地球表面为透视角观察的话,会看到地球表面的两个膨胀点,一个正对月球,另一个则正对反面。这效果对海洋比对因态地壳强烈得多,所以海洋处膨胀得更高。另外因为地球自转比月球在轨道上快,膨胀每天一次,每天的大潮一共有两次。
但是地球也并不完全是一个流体,地球的自转导致地球在正对月球下方的膨胀非常轻微。这意味着由于地球自转扭力及月球上的加速度影响,使地球与月球之间的影响力并不十分确切地存在于两球心连线上。这也使得地球不断向月球提供自转能量,使得自转速度每世纪减慢1.5微秒,也使月球公转地球轨道每年增加3.8米。(相反的结果也导致了火卫一和海卫一的不寻常公转轨道)。
不对称的引力交互作用也使月球自转同步。比如,它的轨道位相始终相对固定,使得朝向地球的一面不变。由于地球的自转因月球的影响而减缓,所以在很早以前,月球的自转速度也因地球而减缓,不过在那时作用力要强烈得多。当月球的自转速度减缓到适合自己轨道周期时(这样膨胀点就在地球正对点),就没有任何的多余扭力了,这样月球的情形就稳定了。这种情况也类似地发生在太阳系其他卫星上。最终,地球的自转也将慢到合适于月球周期,就像冥王星和冥卫一的情况一样。
自然,月球也显得不太稳定(由于它的不太圆的轨道)以致于较远端的一部分度数可不定时地看到,但大多数远端表面(左图)一直无法完全观测,直到苏联飞船月球3号1959年上天对其进行拍摄才解决了问题。(注意:这里并没有什么“黑暗面”在月亮上;月球的所有部分都能得到半日照时间。一些对“黑暗面”的称谓往往是指月亮不为人所见的另一面,因为“黑暗”有“不为人知”之意。这种称谓在今天不够正确)。
月球没有大气层。但是来自Clementine飞行器的证据表明可能在月球南极,处于永久阴暗面的大环行山处有固态水--冰。这如今已由月球勘探者号飞船证实。显然月球北极也有冰,这样未来月球探索的代价将略微便宜一些!
月球的外壳平均厚68千米,从Mare Crisium下的零公里到背面Korolev环行山的107千米。地壳下是地幔,可能也是它的内核。然而它并不像地球的地幔,月球的只是部分特别炽热。奇怪的是,月球的质心与它的几何地理中心向地球方向偏移了2千米。同样,在这一侧其地壳也较薄。
月球表面有两种主要地形:巨大的环形山与古老的高原和相对平滑与年轻的maria。maria地形(覆盖月球表面达16%)是由火山喷出的炽热的熔岩冲蚀出的。大部分的表面是由灰土层尘埃与流星撞击的石头碎片覆盖。出于未知的理由,maria地形集中于靠近于地球的一面。
大多数靠近地球的环形山,火山由科学历史上的著名的称谓命名,如第谷,哥白尼和托勒密。背面的则多用近代的命名,如阿波罗,加加林和Korolev(因为第一张照片由月球3号拍到,所以具有显而易见的俄罗斯偏向)。另外,类似于近地区,月球背面也有巨形环形山South Pole-Aitken,直径2250千米,深12千米,使它成为太阳系最大的撞击盆地,并在西侧形成了山中山,成了太阳系中重环山的典型。(从地球上看;左侧图的正中)。
阿波罗号和月球号计划带回了一块重382千克的石头样本。这些提供给了我们有关月球的详细知识。它们具有特别的价值,在月球上着陆后的廿年,科学家们还是在这快最期的样本上做研究。
月球表面上的绝大多数石头看来都有30到46亿岁,这与地球上的超过30亿岁的极稀少的石头有偶然的巧合。这样,月球就提供了太阳系早期历史的在地球上无法找到的证据。
根据早先的对阿波罗样本的研究,有关月球的起源并不一致,主要有三种理论:co-accretion同生说,主张地球与月球同时形成于太阳星云;fission分裂说,主张月球是由地球上分裂出去; capture捕捉说,主张月球形成于其他地方,后来为地球所捕捉。这些理论证据都不足,但是来自月亮石头的最新和最详细的信息引出了impact撞击说:地球曾被一个大物体(相当于火星大小甚至更大)撞击,月球则是由喷射出的部份形成。不断又有新信息被发现,但撞击说如今被广泛接受。
月球并没有全球性磁场,但是它的一些表面石头存有剩余的吸引力,表明月球早期曾有过全球性磁场。
由于没有大气和磁场,月球表面赤裸裸地遭受太阳风的攻击。在它剩余的40余亿年光阴里,大量来自太阳风的氢离子将植入其表面。由阿波罗返回的样本证明了它对研究太阳风的价值。月球上的氢可能在未来当作燃料使用。
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从1958年至1976年,前苏联发射24个月球号探测器,其中18个完成探测月球的任务。1959年9月12日发射的月球2号,两天后飞抵月球,在月球表面的澄海硬着陆,成为到达月球的第一位使者,首次实现了从地球到另一个天体的飞行。它载的科学仪器舱内的无线电通信装置,在撞击月球后便停止了工作。同年10月4日月球3号探测器飞往月球,3天后环绕到月球背面,拍摄了第一张月球背面的照片,让人们首次看全了月球的面貌。世界上率先在月球软着陆的探测器,是1966年1月31日发射的月球9号。它经过79小时的长途飞行之后,在月球的风暴洋附近着陆,用摄像机拍摄了月面照片。这个探测器重1583千克,在到达距月面75千米时,重100千克的着陆舱与探测器本体分离,靠装在外面的自动充气气球缓慢着陆成功。1970年9月12日发射的月球16号,9月20日在月面丰富海软着陆,第一次使用钻头采集了120克月岩样口 ,装入回收舱的密封容器里,于24日带回地球。1970年11月10日,月球17号载着世界上第一辆自动月球车上天。17日在月面雨海着陆后,月球车1号下到月面进行了10个半月的科学考察。这辆月球车重756千克,长2.2米,宽1.6米,装有电视摄像机和核能源装置。它在月球上行程10540米,考察了8千平方米月面地域,拍摄了200幅月球全景照片和20000多张月面照片,直到1971年10月4日核能耗尽才停止工作。1973年1月8日发射月球21号,把月球车2号送上月面考察取得更多成果。最后一个月球24号探测器于1976年8月9日发射,8月18日在月面危海软着陆,钻采并带回170克月岩样品。至此,前苏联对月球的无人探测宣告完成,人们对月球的认识更加丰富和完整了。
月球基本上没有水,也就没有地球上的风化、氧化和水的腐蚀过程,也没有声音的传播,到处是一片寂静的世界。月球本身不发光,天空永远是一片漆黑,太阳和星星可以同时出现。
月球上几乎没有大气,因而月球上的昼夜温差很大。白天,在阳光垂直照射的地方,温度高达127.25℃;夜晚温度可低到-183.75℃。由于没有大气的阻隔,使得月面上日光强度比地球上约强1/3左右;紫外线强度也比地球表面强得多。由于月球大气少,因此在月面上会见到许多奇特的现象,如月球上的天空呈暗黑色,太阳光照射是笔直的,日光照到的地方很明亮;照不到的地方就很暗。因此才会看到的月亮表面有明有暗。由于没有空气散射光线,在月球上星星看起来也不再闪烁了。
月面上到处是裸露的岩石和环形山的侧影。整个月面覆盖着一层碎石粒和浮土。从地球上看到的月球表面有明亮的区域和暗灰色部分。原来明亮的部分是月球表面的山区和高地,暗灰色部分是月球表面的平原。
月亮比地球小,直径是3476公里,大约等于地球直径的3/11。月亮的表面面积大约是地球表面积的1/14,比亚洲的面积还稍小一些;它的体积是地球的1/49,换句话说,地球里面可装下49个月亮。月亮的质量是地球的1/81;物质的平均密度为每立方厘米3.34克,只相当于地球密度的3/5。月球上的引力只有地球1/6,也就是说,6公斤重的东西到限月球上只有1公斤重了。人在月面上走,身体显得很轻松,稍稍一使劲就可以跳起来,宇航员认为在月面上半跳半跑地走,似乎比在地球上步行更痛快。
月球是离地球最近的天体,它是围绕地球运转的、唯一的天然卫星,它与地球的平均距离约384400公里。月球绕地球运动的轨道是一个随圆形轨道,其近地点(离地球最近时)平均距离为363300公里,远地点(离地球最远时)平均距离为405500公里,相差42200公里。
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月球俗称月亮,古称太阴,是指环绕地球运行的一颗天然卫星。它是地球唯一的一颗天然卫星和离地球最近的天体,与地球之间的平均距离是384,400千米。
1969年尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林成为最先登陆月球的人类。
月球是一颗同转卫星,月球的正面永远向着地球。另一方面,除了在月面边沿附近的区域因天秤动而间中可见以外,月球的背面绝大部分不能从地球看见。在没有太空探测器的年代,月球的背面一直是个未知的世界。
月球背面的一大特色是它几乎没有月海这种较暗的月面特征。而当探测器运行至月球背面时,它将无法与地球直接通讯。
月球约一个农历月绕地球运行一周,而每小时相对背景星空移动半度,即与月面的视直径相若。与其他卫星不同,月球的轨道平面较接近黄道面,而不是在地球的赤道面附近。
相对于背景星空,月球围绕地球运行(公转)一周所需时间称为一个恒星月;而新月与下一个新月(或两个相同月相之间)所需的时间称为一个朔望月。朔望月较恒星月长是因为地球在月球运行期间,本身也在绕日的轨道上前进了一段距离。
因为月球的自转周期和它的公转周期是完全一样的,我们只能看见月球永远用同一面向着地球。自月球形成早期,月球便一直受到一个力矩的影响引致自转速度减慢,这个过程称为潮汐锁定。亦因此,部分地球自转的角动量转变为月球绕地公转的角动量,其结果是月球以每年约38毫米的速度远离地球。同时地球的自转越来越慢,一天的长度每年变长15微秒。
月球对地球所施的引力是潮汐现象的起因之一。
- 小菜G
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月球是空心的
据猜想,月球是空心的。月球是一冰行星,在与地球擦过时被地球吸引力,有了轨道。在探测月球时,发现月球表面有一部分是重金属,那一部分的密度比地球大(所以月球只以一面对着地球),然而行星的核是重金属组成的。刚才提到月球是冰行星,在被地球吸引是,表面开裂,水倾斜而出,导致地球的“诺亚洪水”,后来月核填补了此开裂,月球无核拉。再有,月球的平均密度比地球小,说明月球内部有大量空气存在。
月球地形
月面的地形主要有:
环形山
这个名字是伽利略起的。它是月面的显著特征,几乎布满了整个月面。 最大的环形山是南极附近的贝利环形山,直径295千米,比海南岛还大一点。小的环形山甚至可能是一个几十厘米的坑洞。直径不小于1000米的大约有33000个。占月面表面积的 7-10%。
有个日本学者1969年提出一个环形山分类法,分为克拉维型(古老的环形山,一般都面目全非,有的还山中有山)哥白尼型(年轻的环形山,常有“辐射纹”,内壁一般带有同心圆状的段丘,中央一般有中央峰)阿基米德形(环壁较低,可能从哥白尼型演变而来 )碗型和酒窝型(小型环形山,有的直径不到一米)。
月海
肉眼所见月面上的阴暗部分实际上是月面上的广阔平原。由于历史上的原因,这个名不副实的名称保留到了现在。
已确定的月海有22个,此外还有些地形称为“月海”或“类月海”的。公认的22个绝大多数分布在月球正面。背面有3个,4个在边缘地区。在正面的月海面积略大于50%,其中最大的“风暴洋” 面积越五百万平方公里,差不多九个法国的面积总和。 大多数月海大致呈圆形,椭圆形,且四周多为一些山脉封闭住,但也有一些海是连成一片的。除了“海”以外,还有五个地形与之类似的“湖”——梦湖、死湖、夏湖、秋湖、春湖,但有的湖比海还大,比如梦湖面积7万平方千米,比汽海等还大得多。 月海伸向陆地的部分称为“湾”和“沼”,都分布在正面。湾有五个:露湾、暑湾、中央湾、虹湾、眉月湾;沼有腐沼、疫沼、梦沼三个,其实沼和湾没什么区别。
月海的地势一般较低,类似地球上的盆地,月海比月球平均水准面低1-2千米,个别最低的海如雨海的东南部甚至比周围低6000米。月面的返照率(一种量度反射太阳光本领的物理量)也比较低,因而看起来现得较黑。
月陆和山脉
月面上高出月海的地区称为月陆,它一般比月海水准面高2-3千米,由于它返照率高,因而看来比较明亮。在月球正面,月陆的面积大致与月海相等但在月球背面,月陆的面积要比月海大得多。从同位素测定知道月陆比月海古老得多,是月球上最古老的地形特征。
在月球上,除了犬牙交差的众多环形山外,也存在着一些与地球上相似的山脉。月球上的山脉常借用地球上的山脉名,如阿尔卑斯山脉,高加索山脉等等,其中最长的山脉为亚平宁山脉,绵延1000千米,但高度不过比月海水准面高三、四千米。山脉上也有些峻岭山峰,过去对它们的高度估计偏高。现在认为大多数山峰高度与地球山峰高度相仿,最高的山峰(亦在月球南极附近)也不过9000米和8000米。
月面上6000米以上的山峰有6个,5000-6000米20个,4000-5000米则有80个,1000米以 上的有200个。
月球上的山脉有一普遍特征:两边的坡度很不对称,向海的一边坡度甚大,有时 为断崖状,另一侧则相当平缓。
除了山脉和山群外,月面上还有四座长达数百千米的峭壁悬崖。其中三座突出在 月海中,这种峭壁也称“月堑”。
月面辐射纹
月面上还有一个主要特征是一些较“年轻”的环形山常带有美 丽的“辐射纹”,这是一种以环形山为辐射点的向四面八方延伸的亮带,它几乎以笔直的方向穿过山系、月海和环形山。 辐射文长度和亮度不一,最引人注目的是第谷环形山的辐射纹,最长的一条长1800千米,满月时尤为壮观。其次,哥白尼和开普勒两个环形山也有相当美丽的辐射 纹。据统计,具有辐射纹的环形山有50个。
形成辐射纹的原因至今未有定论。实质上,它与环形山的形成理论密切联系。现 在许多人都倾向于陨星撞击说,认为在没有大气和引力很小的月球上,陨星撞击可能使高温碎块飞得很远。而另外一些科学家认为不能排除火山的作用,火山爆发时的喷 射也有可能形成四处飞散的辐射形状。
月谷(月隙)
地球上有着许多著名的裂谷,如东非大裂谷。月面上也有这种 构造----那些看来弯弯曲曲的黑色大裂缝即是月谷,它们有的绵延几百到上千千米,宽度从几千米到几十千米不等。 那些较宽的月谷大多出现在月陆上较平坦的地区,而那些较窄、较小的月谷(有时又称为月溪)则到处都有。最著名的月谷是在柏拉图环形山的东南连结雨海和冷海 的阿尔卑斯大月谷,它把月面上的阿尔卑斯山拦腰截断,很是壮观。从太空拍得的照片估计,它长达130千米,宽10-12千米。
月球成因
一、分裂说。这是最早解释月球起源的一种假设。早在1898年,著名生物学家达尔文的儿子乔治·达尔文就在《太阳系中的潮汐和类似效应》一文中指出,月球本来是地球的一部分,后来由于地球转速太快,把地球上一部分物质抛了出去,这些物质脱离地球后形成了月球,而遗留在地球上的大坑,就是现在的太平洋。这一观点很快就收到了一些人的反对。他们认为,以地球的自转速度是无法将那样大的一块东西抛出去的。再说,如果月球是地球抛出去的,那么二者的物质成分就应该是一致的。可是通过对“阿波罗12号”飞船从月球上带回来的岩石样本进行化验分析,发现二者相差非常远。
二、俘获说。这种假设认为,月球本来只是太阳系中的一颗小行星,有一次,因为运行到地球附近,被地球的引力所俘获,从此再也没有离开过地球。还有一种接近俘获说的观点认为,地球不断把进入自己轨道的物质吸积到一起,久而久之,吸积的东西越来越多,最终形成了月球。但也有人指出,向月球这样大的星球,地球恐怕没有那麽大的力量能将它俘获。
三、同源说。这一假设认为,地球和月球都是太阳系中浮动的星云,经过旋转和吸积,同时形成星体。在吸积过程中,地球比月球相应要快一点,成为“哥哥”。这一假设也受到了客观存在的挑战。通过对“阿波罗12号”飞船从月球上带回来的岩石样本进行化验分析,人们发现月球要比地球古老得多。有人认为,月球年龄至少应在70亿年左右。
四、大碰撞说。这是近年来关于月球成因的新假设。1986年3月20日,在休士顿约翰逊空间中心召开的月亮和行星讨论会上,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的本兹、斯莱特里和哈佛大学史密斯天体物理中心的卡梅伦共同提出了大碰撞假设。这一假设认为,太阳系演化早期,在星际空间曾形成大量的“星子”,星子通过互相碰撞、吸积而长大。星子合并形成一个原始地球,同时也形成了一个相当于地球质量0.14倍的天体。这两个天体在各自演化过程中,分别形成了以铁为主的金属核和由硅酸盐构成的幔和壳。由于这两个天体相距不远,因此相遇的机会就很大。一次偶然的机会,那个小的天体以每秒5千米左右的速度撞向地球。剧烈的碰撞不仅改变了地球的运动状态,使地轴倾斜,而且还使那个小的天体被撞击破裂,硅酸盐壳和幔受热蒸发,膨胀的气体以及大的速度携带大量粉碎了的尘埃飞离地球。这些飞离地球的物质,主要有碰撞体的幔组成,也有少部分地球上的物质,比例大致为0.85:0.15。在撞击体破裂时与幔分离的金属核,因受膨胀飞离的气体所阻而减速,大约在4小时内被吸积到地球上。飞离地球的气体和尘埃,并没有完全脱离地球的引力控制,他们通过相互吸积而结合起来,形成全部熔融的月球,或者是先形成几个分离的小月球,在逐渐吸积形成一个部分熔融的大月球。
球体成分及可利用资源
45亿年前,月球表面仍然是液体岩浆海洋。科学家认为组成月球的矿物克里普矿物(KREEP) 展现了岩浆海洋留下的化学线索。KREEP实际上是科学家称为“不兼容元素”的合成物--那些无法进入晶体结构的物质被留下,并浮到岩浆的表面。对研究人员来说,KREEP是个方便的线索,来明了月壳的火山运动历史,并可推测彗星或其他天体撞击的频率和时间。
月壳由多种主要元素组成,包括:铀、钍、钾、氧、硅、镁、铁、钛、钙、铝 及氢。当受到宇宙射线轰击时,每种元素会发射特定的伽玛辐射。有些元素,例如:铀、钍和钾,本身已具放射性,因此能自行发射伽玛射线。但无论成因为何,每种元素发出的伽玛射线均不相同,每种均有独特的谱线特征,而且可用光谱仪测量。
直至现在,人类仍未对月球元素的丰度作出面性的测量。现时太空船的测量只限于月面一部分。
月球有丰富的矿藏,据介绍,月球上稀有金属的储藏量比地球还多。月球上的岩石主要有三种类型,第一种是富含铁、钛的月海玄武岩;第二种是斜长岩,富含钾、稀土和磷等,主要分布在月球高地;第三种主要是由0.1~1毫米的岩屑颗粒组成的角砾岩。月球岩石中含有地球中全部元素和60种左右的矿物,其中6种矿物是地球没有的。
科学家指出,要开发月球必须对月球进行全面的探测,了解月球的资源,并逐步对资源进行开发。月球的矿产资源极为丰富,地球上最常见的17种元素,在月球上比比皆是。以铁为例,仅月面表层5厘米厚的沙土就含有上亿吨铁,而整个月球表面平均有10米厚的沙土。月球表层的铁不仅异常丰富,而且便于开采和冶炼。据悉,月球上的铁主要是氧化铁,只要把氧和铁分开就行;此外,科学家已研究出利用月球土壤和岩石制造水泥和玻璃的办法。在月球表层,铝的含量也十分丰富。
月球土壤中还含有丰富的氦3,利用氘和氦3进行的氦聚变可作为核电站的能源,这种聚变不产生中子,安全无污染,是容易控制的核聚变,不仅可用于地面核电站,而且特别适合宇宙航行。据悉,月球土壤中氦3的含量估计为715000吨。从月球土壤中每提取一吨氦3,可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨碳。从目前的分析看,由于月球的氦3蕴藏量大,对于未来能源比较紧缺的地球来说,无疑是雪中送炭。许多航天大国已将获取氦3作为开发月球的重要目标之一。
月球表面分布着22个主要的月海,除东海、莫斯科海和智海位于月球的背面(背向地球的一面)外,其他19个月海都分布在月球的正面(面向地球的一面)。在这些月海中存在着大量的月海玄武岩,22个海中所填充的玄武岩体积约1010千米3,而月海玄武岩中蕴藏着丰富的钛、铁等资源。若假设月海玄武岩中钛铁矿含量为8%,或者说二氧化钛含量为4.2%,则月海玄武岩中钛铁矿的总资源量约为1.3×1015~1.9×1015,尽管这种估算带着很大的推测性与不确定性,但可以肯定的是月海玄武岩中丰富的钛铁矿是未来月球可供开发利用的最重要的矿产资源之一。
克里普岩是月球高地三大岩石类型之一,因富含钾、稀土元素和磷而得名。克里普岩在月球上分布很广泛。富含钍和铀元素的风爆洋区的克里普岩被后期月海玄武岩所覆盖,克里普岩混合并形成高灶和铀物质,其厚度估计有10~20千米。风暴洋区克里普岩中的稀土元素总资源量约为225亿至450亿吨。克里普岩中所蕴藏的丰富的钍、轴也是未来人类开发利用月球资源的重要矿产资源之一。
此外,月球还蕴藏有丰富的铬、镍、钠、镁、硅、铜等金属矿产资源,将为人类社会的可持续发展出贡献。
- 再也不做稀饭了
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月球上面有阴暗的部分和明亮的区域。早期的天文学家在观察月球时,以为发暗的地区都有海水覆盖,因此把它们称为“海 ”。著名的有云海、湿海、静海等。而明亮的部分是山脉,那里层峦叠嶂,山脉纵横,到处都是星罗棋布的环形山。位于南极附近的贝利环形山直径295公里,可以把整个海南岛装进去。最深的山是牛顿环形山,深达8788米。除了环形山,月面上也有普通的山脉。高山和深谷叠现,别有一番风光。
月球的正面永远向着地球。另一方面,除了在月面边沿附近的区域因天秤动而间中可见以外,月球的背面绝大部分不能从地球看见。在没有探测器的年代,月球的背面一直是个未知的世界。
月球背面的一大特色是它几乎没有月海这种较暗的月面特征。而当探测器运行至月球背面时,它将无法与地球直接通讯。
月球约一个农历月绕地球运行一周,而每小时相对背景星空移动半度,即与月面的视直径相若。与其他卫星不同,月球的轨道平面较接近黄道面,而不是在地球的赤道面附近。
相对于背景星空,月球围绕地球运行(月球公转)一周所需时间称为一个恒星月;而新月与下一个新月(或两个相同月相之间)所需的时间称为一个朔望月。朔望月较恒星月长是因为地球在月球运行期间,本身也在绕日的轨道上前进了一段距离。
因为月球的自转周期和它的公转周期是完全一样的,我们只能看见月球永远用同一面向着地球。自月球形成早期,月球便一直受到一个力矩的影响引致自转速度减慢,这个过程称为潮汐锁定。亦因此,部分地球自转的角动量转变为月球绕地公转的角动量,其结果是月球以每年约38毫米的速度远离地球。同时地球的自转越来越慢,一天的长度每年变长15微秒。
月球对地球所施的引力是潮汐现象的起因之一。月球围绕地球的轨道为同步轨道,所谓的同步自转并非严格。由于月球轨道为椭圆形,当月球处于近日点时,它的自转速度便追不上公转速度,因此我们可见月面东部达东经98度的地区,相反,当月处于远日点时,自转速度比公转速度快,因此我们可见月面西部达西经98度的地区。这种现象称为天秤动。又由于月球轨道倾斜于地球赤道,因此月球在星空中移动时,极区会作约7度的晃动,这种现象称为天秤动。再者,由于月球距离地球只有60地球半径之遥,若观测者从月出观测至月落,观测点便有了一个地球直径的位移,可多见月面经度1度的地区。这种现象称为天秤动。
严格来说,地球与月球围绕共同质心运转,共同质心距地心4700千米(即地球半径的2/3处)。由于共同质心在地球表面以下,地球围绕共同质心的运动好像是在“晃动”一般。从地球北极上空观看,地球和月球均以迎时针方向自转;而且月球也是以迎时针绕地运行;甚至地球也是以迎时针绕日公转的。
很多人不明白为甚么月球轨道倾角和月球自转轴倾角的数值会有这么大的变化。其实,轨道倾角是相对于中心天体(即地球)而言的,而自转轴倾角则相对于卫星(即月球)本身的轨道面。在这个定义习惯很适合一般情况(例如人造卫星的轨道)而且是数值相当固定的,但月球却非如此。
月球的轨道平面(白道面)与黄道面(地球的公转轨道平面)保持著5.145 396°的夹角,而月球自转轴则与黄道面的法线成1.5424°的夹角。因为地球并非完美球形,而是在赤道较为隆起,因此白道面在不断进动(即与黄道的交点在顺时针转动),每6793.5天(18.5966年)完成一周。期间,白道面相对于地球赤道面(地球赤道面以23.45°倾斜于黄道面)的夹角会由28.60°(即23.45°+ 5.15°) 至18.30°(即23.45°- 5.15°)之间变化。同样地,月球自转轴与白道面的夹角亦会介乎6.69°(即5.15° + 1.54°)及3.60°(即5.15° - 1.54°)。月球轨道这些变化又会反过来影响地球自转轴的倾角,使它出现±0.002 56°的摆动,称为章动。
- 北境漫步
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靠