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月球也是地球唯一的天然卫星吗?

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月球也是地球唯一的天然卫星吗?


        

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    2018-09-05 01:20:43
  •   迄今为止,关于月球的形成原因有许多假说,但最主要的假说只有四种,即“亲子说”、“捕获说”、“兄弟说 ”和“大碰撞说”。月球上有很多碰撞天体的地幔物质
      现在最有说服力的要属第四种假说,即大碰撞说。这是因为月球的平均密度每立方厘米3.3克,而地球的平均密度每立方厘米5.5克。
      大碰撞假说能对月球的特征进行详细的说明。小行星的碰撞和聚集诞生了原始地球,碰撞的能量而形成了熔化的泥浆状态。不久,铁镍等重金属沉到地球中心,于是地核便形成了。较轻的硅酸盐形成了地壳和地幔。地幔的密度为每立方厘米3.3克。所以说如果从地幔中间物质来考虑月球的诞生是合乎逻辑的。
      因为曾有天体对地球发生碰撞,飞溅的地幔物质聚集起来就形成了月球。然而,从地球飞溅出来的大多数地幔物质又落到了地球上面的样子。这一点,从后来的模拟试验中得到了证实。目前,有人认为,月球中的物质有很多是碰撞天体的地幔物质。如果是火星大小的天体,就与地球一样形成地幔和地核。
      飞溅的碰撞天体的碎片中多数地核物质落到了地球上,大多数地幔物质飞散入宇宙空间,这些我们通过模拟实验就能得到证实。模拟实验再现月球诞生过程
      最近,日本东京大学综合文化研究系研究员小久保莫一等人,通过利用现有的引力问题用计算机进行的模拟实验,便显而易见地看到了从天体与地球的碰撞到月球诞生的完整过程。
      
      由于天体的碰撞,一些向宇宙空间飞散的碰撞的天体的地幔物质,扩展开来包围了地球。而被碰撞产生的巨大能量所蒸发的物质很快冷却,变成岩石,形成土星光环状的圆盘。当岩石相互碰撞时,在地球半径三倍以内的距离(洛希极限)被地球的引力撕裂后不能聚集。
      由于岩石变得粉碎,圆盘变薄。而在圆盘密度变高时,就形成了旋涡。此时,岩石好像在旋涡内振动起来并向外侧运动。到达洛希极限之处的岩石通过碰撞就可以结合在一起,并急速成长起来。这就是“月种”的诞生。从碰撞开始只有1-2周时间,“月种”与希洛极限之外活动的岩石反复碰撞结合而变大。
      从而在这样的碰撞一个月时间后,月球便形成了约90%的规模。此后,残余的岩石在与月球和地球碰撞后消失了。上述那种天体的碰撞发生一年后,一个直径约3500公里的月球,便在距地球约2万公里的地方诞生了。
      目前,地球和月球之间的距离约有38万公里。
      是月球刚刚诞生时的20倍。这是由于地球和月球之间的潮汐磨擦的作用,故而目前月球还在以每年3厘米的速度离地球远去。挑战仍在继续
      最近,支持巨大冲撞假说的一个有力的证据就是NASA的一个重要发现。美国国家航空与宇宙航行局的月球探测器“Lunarprospecter”对月球的引力场进行了详细认真的测定。
      测定结果表明,月球内核的半径可达22 0-450公里。而地球地核的半径则达3500公里,占了地球总质量的30%。另一方面,月球的核心非常小,仅占月球总质量的约2%。从月核很小这一事实来看,就可以否定月球是以与地球同样方式形成的“兄弟假说”和“捕获假说”。
      如果利用使地球地幔缩小的亲子说,好像也能解释地核缩小的原因。但是,要使地球的地幔缩小,地球必须以两小时旋转一周的高速自转。然而在45亿年前,地球的自转周期仅为5小时左右一周。这样,“亲子假说”也被否定了。只有大碰撞假说来解释月球的诞生了。
      然而,此次公布的月核半径范围还在增大,月球的内部构造也还有很多不明之处。
      地球内部地震波传播的速度的变化,通过调查进行了详细地了解:在月球上也有类似地球的地震称月震。同样通过调查月震的震波也可了解其内部构造。不过,月震发生的次数较少,且在月球表面上只有“阿波罗”号宇宙飞船设置的月震仪。为了更详细地了解月球的内部构造,就有必要再设置许多新的月震仪。
      日本计划把数个称为“穿刺器”的标枪状装置,发射到月球表面,实现对月球全面观测的网络系统化。由此看来,自从30年前美国的“阿波罗”号飞船登上月球以来,人类对月球的挑战仍在继续。

    月球的天文演化同地月系统的天文演化有重要关系。
      地月系统的天文演化,同这一行星——卫星系统的形成有关。在地月系统的形成中,很重要的一个问题是月球的形成问题。目前人们普遍认为,太阳系中行星——卫星系统的形成机制,基本上与太阳——行星系统的形成机制相同;或者,至少在主要方面大体上相一致。已有关于月球起源的学说,可以分为三大类:1。
      地球分裂说,2。地球俘获说,3。共同形成说。
     1。地球分裂说认为,在太阳系形成的初期,地球和月球原是一个整体,那时地球还处于熔融状态,自转快。由于太阳对地球强大潮汐力作用,在地球赤道面附近形成一串细长的膨胀体,终于分裂而形成月球。
      在19世纪末,乔治×达尔文(Geoge Dorwin)在研究了地月系统的潮汐演化后认为,月球是从地球分离出去而形成的,并提出太平洋盆地就是月球脱离地球时所造成的一个巨大遗迹。在此期间,支持分裂说的人已经知道太平洋地区地壳缺失硅铝层,由于形成月球的物质分离出去,使得该地区地壳的硅镁层暴露出来。
      所以他们推测月球从地球上分离出去的具体位置是在太平洋地区。
      2。地球俘获说认为,月球可能是在地球轨道附近运行的一颗绕太阳运行的小行星,后来被地球所俘获而成为地球的卫星。支持俘获说的人认为,由于月球的平均密度只有每立方厘米为3。
      34克,与陨星、小行星的平均密度十分接近。因此,很有可能月球原是一颗小行星,在围绕太阳运行中,由于接近地球,地球的引力使它脱离原来的轨道而被地球所俘获。他们认为,月球的运动轨道显著地偏离地球赤道面,而比较接近各行星绕太阳运行的公转平面,因此,月球是给地球俘获的可能性较大。
      有人认为这个俘获事件发生在35亿年前,整个俘获过程经历5亿年。月球在被地球俘获后,由于受到地球的潮汐力作用,喷发出大量岩浆,形成了月海玄武岩。
      3。共同形成说的研究者则认为地球和月球是由同一块原始行星尘埃云所引成。它们的平均密度和化学成分不同,是由于原始星云中的金属粒子在形成行星之前早已凝聚。
      在形成地球时,一开始以铁为主要成分,并以铁作为核心。而月球则是在地球形成后,由残余在地球周围的非金属物质凝聚而成。
      现代的许多研究表明月球的形成比较大的可能性是倾向于共同形成说。从地月系统来看,地球是中心天体,月球是地球的卫星。
      因此,地球的演化历史决不会短于月球的演化史;此外,月球表面没有大量的硅铝质岩石,否定了地壳物质分出一部分形成月球,而同时在地球上形成大洋盆地的学说。根据对阿波罗11号带回的月球岩石样品的元素分析,以及对岩石样品中的铀——钍——钴系同位素的分析结果比较有利于地球和月球作为一个行星——卫星系统的共同形成说。
      月球玄武岩中化学元素的丰度同地球玄武岩中元素的丰度的对比研究表明,月球玄武岩的元素丰度更接近于地球的丰度,而不是接近于宇宙的丰度。同时,月球样品中氧的同位素组成与地球上氧同位素的组成没有什么区别。由此得出结论,月球与地球是在太阳系的同一区域内形成的,这就排除了月球是在距地球相当远的地方形成的可能性,这对"俘获说"是个否定。
      因此,现代的许多研究已经有越来越多的证据说明共同形成说有比较大的可能性。从一般性的讨论也可看出,月球由围绕原始地球的星子及其它物质颗粒和气体吸积而形成的模式,要比地球俘获月球和地球分出物质形成月球的模式更为合理些。
      月球表面上古老的高地的构造特征,证明月球在40~46亿年间曾遭受了强烈的陨击作用;当然对地球来说也可能如此。
      此外,我们不能排除,在46亿年以前的演化时期,地月系统曾遭受到强烈陨击作用的可能性。因此,在整个天文演化时期内,地月系统所可能发生的巨大陨击体的撞击与俘获,对地月系的运动状态和本身结构状态会造成的重大影响。

    漫***

    2018-09-05 01:20:43

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