登陆注册
5177000000032

第32章 地球的伴侣——月球

自伽利略在16世纪初用望远镜首先观测月球以来,尤其是航天时代的飞船和登陆器探测,以及12名宇航员登月,取回月球表面样品到地球上实验室分析,揭示了月球的奥秘和演化史。近年来,再次掀起探测月球的热潮,我国的“嫦娥”探月工程也正在开展。

月球的平均半径为1738千米,仅是地球赤道半径的27·25%。月球的体积仅是地球体积的2%。月球表面地形最低到最高起伏达16千米,几乎跟地球的高低起伏一样大。月球质量为7·353×102千克,仅为地球的1/81·3。在太阳系的所有行星及其卫星中,月球与地球的相对大小和质量比是最大的,因而可以称为“双行星”。

月球平均密度为3·341克/厘米3,仅为地球平均密度的60%,说明月球的总体成分和内部结构跟地球的差别较大。月球赤道表面重力(加速度)为1·62米/秒2,只有地球表面重力的1/6,宇航员在月球上毫不费力就可以打破奥运会跳高纪录。

月球表面的逃逸速度为2·38千米/秒,比地球表面逃逸速度(11·2千米/秒)小得多,因此,月球上的气体易逃逸到太空。现在的月球几乎没有大气,月球的极稀疏大气是因流星体撞击月岩而放出的气体,或月球俘获的少量太阳风气体。月球的昼夜平均温度变化很大(107%~-153℃),太阳直射处温度高达123℃。在太阳光很少照射到月球的南北两极区,温度常低到-233℃。

月球几乎没有水,仅两极低洼区探测到水的迹象,可能是彗星陨落留下来的,估计含水冰至少亿吨,这对于将来人们旅居月球是很重要的。月球几乎没有地球那样的全球偶极磁场,月球也没有磁层。但一些月球岩石有剩余磁场,有的可达0·3高斯,据推算月球36亿年之前可能有更强磁场。

伽利略称月球表面的亮区域为月陆,暗区为月海;还看到大量的大大小小凹坑,这些坑的成因是什么?从伽利略时代到现代,争论了300多年,有人认为它们是火山口,有人认为它们是外来天体陨落撞击的陨击坑。直到登月考察才确认是“陨击坑”(尤其是含外来天体的成分)。最近的陨击坑还有溅出物呈放射状沉积很长的亮辐射纹。满月时,第谷坑和哥白尼坑的辐射纹尤为壮丽。某些中文书刊上习惯用“环形山”是不太准确的。月球上还有山脉、悬崖、凹谷等构造和火成特征。

月陆又常称为高地,一般高于月海1~3千米,占月球表面总面积的4/5,因反照率较大(0·09~0·12)而显得亮,是斜长岩组成的古老月壳,由于长期受外来小天体陨击而陨击坑累累。

月海是低的盆地,但却名不符实——那里没有水,只因反照率较小(0·05~0·08)而显得暗,它们是外来天体的大陨击开掘,后由下面喷发的玄武岩填充。有些月海区因质量和重力大而称为质量瘤。月球表面上有22个月海,占总面积的16%,大多(19个)在朝向地球的半个月球(正面)。最大的月海——风暴洋,面积约500万平方千米;其次是雨海,面积88·7万平方千米,有的小月海称为湖(如梦湖、死湖等),月海深入月陆的部分称为“湾”和“沼”。月面还有些大的圆形凹地,形如月海,但底部没有填充月海物质,称为类月海,多在月球背面,如赫兹斯朋凹地、科罗廖夫凹地等。

宇航员登上月球,确认那里是寂静的不毛之地,天空深黑,视野清澈,散布着形状多样的大小岩块,一走动轻飘飘的,足下细尘飞扬,留下棱角分明的足印。月球表面覆盖着大量陨击抛出的碎岩和细尘——称为“月壤(reg-olith)”,完全不同于含有腐殖质的地球土壤。

月球内部结构也可分为核、幔、壳。月核的大小甚至是否存在仍是未解决的问题,如果有富铁核的话也不大(其半径350~450千米,占总质量的2%~4%),甚至可能部分熔融。月幔较厚,约占总体积的90%。月壳平均厚度约70千米,但很不均匀,正面月海盆地底部月壳厚几十千米,某些大盆地下面的月幔较密物质上涌到月壳成为质量瘤,而背面高地月壳厚100多千米。月壳和上月幔构成刚性岩石圈,保持上面的陨击盆地和陨击坑。月球的质量中心(质心)偏离几何中心(形心)朝地球方向约2千米。

综合近30多年来的飞船探测研究结果,可以归纳出月球的形成演化史。

关于月球起源,现在流行的是碰撞假说,认为45亿年以前有一个约0·14地球质量的小天体斜撞地球,抛出物很快就聚集形成月球。初期很热,至少其外部几百千米完全熔融,逐渐冷却和结晶,凝结出原始月壳。同时,陨石继续频繁地轰击月球,破坏和混搅原始月壳上部。

距今约43亿年,原岩浆体系最后结晶为克里普(KREEP,富钾、稀土、磷元素)岩,熔融的月壳固结。距今43亿~38亿年,继续有大的陨击开凿月海。同时,月幔深处的放射元素加热而生成岩浆带,在月海区上涌到表面成为火山熔岩喷发而填充月海盆地。大陨击继续翻转和混合上层月壳物质,破坏原始月壳和表面外流火山岩的原来地质建造。一些大陨击开掘多环盆地,击穿下面的破裂混搅碎屑层,抛出月球深处原始样品到表面,供我们收集和研究。

距今38亿~30亿年是月海玄武岩填充时期。陨击率很快减少,从大陨击破裂处涌出更多火成岩流。月海玄武岩来自深150~450千米的部分熔融物质,其密度比月壳的大,因而它们填充的月海盆地成为质量瘤。月海填充持续几亿年,可能不是一次连续的,丽是几次。

距今30亿年,火成活动基本结束,陨击率大致保持很低,但相对而言,陨击却成为改造以前月表的主要过程。除了月震和零星的陨击,月球几乎没有地质活动。

总之,尽管月球早期发生剧烈的演化,但很久以前就宁静下来,月球上留下了早、中期的演化遗迹,为研究丧失前期遗迹的地球和类地行星演化提供宝贵的借鉴。

同类推荐
  • 青少年应该知道的草原

    青少年应该知道的草原

    本书为青少年朋友系统地介绍了草原的概念、分布、形成等。对草原中具有代表性的动植物的介绍,让我们和草原又接近了不少,在书的最后,又主要阐述了人类和草原的密切关系,为你更深入地解密草原的生灵密码!
  • 月光下的大提琴

    月光下的大提琴

    在意大利语、英语和德语中,大提琴也被称为“塞洛”,可能就是源于这个故事……在泻湖的怀抱中,威尼斯城做着绮丽的梦,舞动在漫天棉花瓣般的雪花中。在圣马克广场的中心,威尼斯诗人马塞洛正在演奏提琴,连空中的云朵也停下来倾听。
  • 兵器博览(走进科学)

    兵器博览(走进科学)

    《兵器博览》无疑讲的是世界各国的兵器,它们的型号、枪口直径,以及各自呈现的功能。为各国的战场上做出巨大贡献。
  • 上下五千年2(经典故事丛书)

    上下五千年2(经典故事丛书)

    本套丛书包括十四册:《佛教·佛经故事》、《希腊神话》、《中国神话》、《一千零一夜》、《圣经故事》、《中国经典历史故事(上中下册)》、《伊索寓言》、《成语故事》《世界经典历史故事(上中下册)》、《安徒生童话》。
  • 最后一头战象

    最后一头战象

    在抗日战争中幸存下来的最后一头战象嘎羧,自知生命大限已至,奋力披挂上当年的象鞍,跋山涉水赶往百象冢,要与曾和自己浴血奋战的伙伴们葬在一起。
热门推荐
  • 天书道

    天书道

    既有百世千劫,朝闻夕死!只为一个仙字!亦有逆天而上,不问长生!只为三生石上刻吾名!
  • 倾世王者

    倾世王者

    一位少年受最敬爱师兄谋杀,怀着滔天仇恨,立志无敌,为了守护、为了复仇、为了无敌、在冥界开始王者之途。
  • 三界·止息

    三界·止息

    我叫刘兵杰,一年后回到阳歌,就被人陷害。他们说是我杀了王,但是谁都知道,最不可能弑王的人,是我。真相已经不重要了,重要的是,复仇。
  • 音书无言

    音书无言

    李无言,一个胆小,不爱说话的女生,她生活的压抑,也不相信爱情。可是她遇见了他,苏音书,从漫画里走出来的男生,有些高冷,有些腹黑。当爱神降临,完美的爱情就此展开故事。白云,和李无言是青梅竹马,遇上野蛮女生赵慕痕。他们是一个愿打一个愿挨,打闹着步入恋爱的欢喜冤家。每一个女生都有被爱和爱人的权利,放下心里纠结,敞开心里的大门。
  • 重生之影视天王

    重生之影视天王

    普通编剧写故事;一流编剧写人生;而像叶峰这样的金牌编剧写的是他人故事,拍的是自己的人生。三十岁还一事无成做啃老族的叶峰,重生来到十八岁的平行空间,跟随而来的还有相伴他的一台笔记本电脑,硬盘中有无数经典影视剧。凡是硬盘中有的,这个世界就没有?叶峰笑了:从编剧入手看我一步步成就影视天王!《疯狂的石头》、《失恋三十三天》等,让大家知道什么是小成本大票房。《黑客帝国》、《终结者》、《星际迷航》等,让科幻散发迷人魅力。《英雄本色》、《雷神》、《大闹天宫》等,让动作惊爆眼球。……当然,还有更多创造收视奇迹的经典电视剧。PS:YY下的爽文产物,非正统娱乐文,切勿较真,权当一乐!
  • 新课标最佳阅读:史记菁华

    新课标最佳阅读:史记菁华

    《史记》不但是我国历代正史的鼻祖,也是一部文学巨著。常读《史记》,可以训练欣赏文学的能力和写作文章的技巧。但《史记》的卷帙庞大,内容广泛,遍及天文、地理、术算各方面,一般人若要全读,分量实在太多,时间和精神往往不能应付。所以,删除赘文,撷取菁华,是个必要的工作,可以便利人们阅读和欣赏,《史记菁华》正是这部文史巨著的节本。
  • 王俊凯夏末初凉一带一点温热

    王俊凯夏末初凉一带一点温热

    她是苏语汐没遇上王俊凯之前,是一枚正宗的小螃蟹遇上王俊凯的之后,她不想做他的小螃蟹她喜欢静静的听歌,是个女汉子,喜欢把心事都藏在心里,开心了就笑,不开心了过一会儿再笑面对他的猛烈进攻,她一再躲避,一昧回避她不想做他的小螃蟹,她只想做他的女朋友“王俊凯,我不喜欢你了”“我爱你”【欢迎入坑文笔较烂感谢支持】
  • 玄虚奇异录

    玄虚奇异录

    挖坑慎入!挖坑慎入!挖坑慎入!挖坑慎入!挖坑慎入!
  • 待到荼蘼花开时

    待到荼蘼花开时

    一片又一片的落叶代表我对你一份,又一份的思念,又是一年夏暮初秋,我等你,等你等到秋彼岸,我要从荼蘼花一直等到彼岸花,你呢?
  • 杂纂之义山杂纂

    杂纂之义山杂纂

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。