月亮是如何形成的呢
月亮是質(zhì)量最大的衛(wèi)星,也是太陽(yáng)系內(nèi)密度第二高的衛(wèi)星,僅次于木衛(wèi)一,那你對(duì)月亮的形成好奇嘛?下面就讓學(xué)習(xí)啦小編來(lái)給你科普一下月亮是如何形成的。
月亮的形成背景
在46億年之前,地球正在孕育當(dāng)中,地球上的生命更沒(méi)有誕生。太陽(yáng)系還處于混沌初開的太陽(yáng)星云階段。在年輕太陽(yáng)的周圍,龐大的氣體塵埃星云中,塵埃與塊狀巖石不斷的凝聚、碰撞、吸積,星云中的部分物質(zhì)開始生成為環(huán)繞太陽(yáng)的行星和衛(wèi)星系統(tǒng)。
月球和地球一樣都是恒星碎片匯聚而成,開始月球質(zhì)量很小,恒星碎片撞擊月球的動(dòng)能也很小,隨著月球質(zhì)量的增加,在萬(wàn)有引力作用下,恒星碎片撞擊月球的速度加快。撞擊月球的動(dòng)能在不斷增強(qiáng)。月球表面開始融化,慢慢月球表面形成熾熱的巖漿。這時(shí)月球的球體被地球的引力拉長(zhǎng),自轉(zhuǎn)中的月球在內(nèi)摩擦作用下,停止相對(duì)地球的自轉(zhuǎn)。當(dāng)月球慢慢冷卻形成殼體,月球就形成今天有平衡動(dòng)的現(xiàn)象。當(dāng)殼體固定下來(lái),殼體內(nèi)的巖漿,會(huì)慢慢冷卻收縮。慢慢巖漿就會(huì)和殼體脫離,隨著時(shí)間的推移,殼體內(nèi)就會(huì)形成很大的空間。巖漿在萬(wàn)有引力作用下,會(huì)自然形成球體,這時(shí)月球殼體內(nèi)就形成一個(gè)很大的空間。因月球最初形成時(shí),恒星碎片動(dòng)能很小,地核越往里溫度越低。
月亮的成因探討
月球的起源莫衷一是。對(duì)月球的起源,歷史上大致有三大派。而后期則在各種說(shuō)法的基礎(chǔ)上,結(jié)合研究結(jié)果而新形成了“碰撞說(shuō)”,但并未定論。
分裂說(shuō)
這是最早解釋月球起源的一種假設(shè)。早在1898年,著名生物學(xué)家達(dá)爾文的兒子喬治·達(dá)爾文就在《太陽(yáng)系中的潮汐和類似效應(yīng)》一文中指出,月球本來(lái)是地球的一部分,后來(lái)由于地球轉(zhuǎn)速太快,把地球上一部分物質(zhì)拋了出去,這些物質(zhì)脫離地球后形成了月球,而遺留在地球上的大坑,就是現(xiàn)在的太平洋。
這一觀點(diǎn)很快就受到了一些人的反對(duì)。他們認(rèn)為,以地球的自轉(zhuǎn)速度是無(wú)法將那樣大的一塊東西拋出去的。再說(shuō),如果月球是地球拋出去的,那么二者的物質(zhì)成分就應(yīng)該是一致的。可是通過(guò)對(duì)“阿波羅12號(hào)”飛船從月球上帶回來(lái)的巖石樣本進(jìn)行化驗(yàn)分析,發(fā)現(xiàn)二者相差非常遠(yuǎn)。
俘獲說(shuō)
這種假設(shè)認(rèn)為,月球本來(lái)只是太陽(yáng)系中的一顆小行星,有一次,因?yàn)檫\(yùn)行到地球附近,被地球的引力所俘獲,從此再也沒(méi)有離開過(guò)地球。還有一種接近俘獲說(shuō)的觀點(diǎn)認(rèn)為,地球不斷把進(jìn)入自己軌道的物質(zhì)吸積到一起,久而久之,吸積的東西越來(lái)越多,最終形成了月球。但也有人指出,像月球這樣大的星球,地球恐怕沒(méi)有那么大的力量能將它俘獲。
同源說(shuō)
這一假設(shè)認(rèn)為,地球和月球都是太陽(yáng)系中浮動(dòng)的星云,經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)和吸積,同時(shí)形成星體。在吸積過(guò)程中,地球比月球相應(yīng)要快一點(diǎn),成為“哥哥”。這一假設(shè)也受到了客觀存在的挑戰(zhàn)。通過(guò)對(duì)“阿波羅12號(hào)”飛船從月球上帶回來(lái)的巖石樣本進(jìn)行化驗(yàn)分析,人們發(fā)現(xiàn)月球要比地球古老得多。有人認(rèn)為,月球年齡至少應(yīng)在53億年左右。
碰撞說(shuō)
這一假設(shè)認(rèn)為,太陽(yáng)系演化早期,在星際空間曾形成大量的“星子”,先形成了一個(gè)相當(dāng)于地球質(zhì)量0.14倍的天體星子,星子通過(guò)互相碰撞、吸積而長(zhǎng)合并形成一個(gè)原始地球。這兩個(gè)天體在各自演化過(guò)程中,分別形成了以鐵為主的金屬核和由硅酸鹽構(gòu)成的幔和殼。由于這兩個(gè)天體相距不遠(yuǎn),因此相遇的機(jī)會(huì)就很大。
一次偶然的機(jī)會(huì),那個(gè)小的天體以每秒5千米左右的速度撞向地球。劇烈的碰撞不僅改變了地球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),使地軸傾斜,而且還使那個(gè)小的天體被撞擊破裂,硅酸鹽殼和幔受熱蒸發(fā),膨脹的氣體以極大的速度攜帶大量粉碎了的塵埃飛離地球。這些飛離地球的物質(zhì),主要有碰撞體的幔組成,也有少部分地球上的物質(zhì),比例大致為0.85:0.15。在撞擊體破裂時(shí)與幔分離的金屬核,因受膨脹飛離的氣體所阻而減速,大約在4小時(shí)內(nèi)被吸積到地球上。飛離地球的氣體和塵埃,并沒(méi)有完全脫離地球的引力控制,通過(guò)相互吸積而結(jié)合起來(lái),形成幾乎熔融的月球,或者是先形成一個(gè)環(huán),在逐漸吸積形成一個(gè)部分熔融的大月球。這個(gè)版本被普遍認(rèn)可。
然而,隕石分析表明火星和行星這些太陽(yáng)系內(nèi)的天體具有與地球大不相同的氧和鎢同位素組成。而地球和月球具有幾乎相同的同位素組成。發(fā)表在2012年的對(duì)Apollo月球樣本所作的鈦同位素分析也表明月球和地球具有相同的組成。這與月球形成的碰撞說(shuō)相矛盾。
既然月球既不是被地球俘獲的一個(gè)現(xiàn)成天體,也不是地球與別的天體碰撞的產(chǎn)物。因此,月球只能是地球自身的產(chǎn)物。但是,地球也不具有足夠的轉(zhuǎn)速來(lái)把與地球緊密相連的月球部分隨意拋出去。因此,月球應(yīng)該是在特殊力的綜合作用下從地球分離出來(lái),進(jìn)入繞地球旋轉(zhuǎn)的軌道,形成環(huán)地衛(wèi)星。
月亮的結(jié)構(gòu)特征
亮度
月球本身并不發(fā)光,只反射太陽(yáng)光。月球亮度隨日、月間角距離和地、月間距離的改變而變化,滿月時(shí)的亮度比上下弦要大十多倍。
月球平均亮度為太陽(yáng)亮度的1/465000,亮度變化幅度從1/630000至1/375000。滿月時(shí)亮度平均為 -12.7等(見)。它給大地的照度平均為0.22勒克斯,相當(dāng)于100瓦電燈在距離21米處的照度。月面不是一個(gè)良好的反光體,它的平均反照率只有9%,其余91%均被月球吸收。月海的反照率更低,約為7%。月面高地和環(huán)形山的反照率為17%,看上去山地比月海明亮。
月球到地球的距離相當(dāng)于地球到太陽(yáng)的距離的1/400,所以從地球上看月亮和太陽(yáng)一樣大。
大氣環(huán)境
由于月球上沒(méi)有大氣,再加上月面物質(zhì)的熱容量和導(dǎo)熱率又很低,因而月球表面晝夜的溫差很大。白天,在陽(yáng)光垂直照射的地方溫度高達(dá)127℃;夜晚,溫度可降低到-183℃。這些數(shù)值,只表示月球表面的溫度。用射電觀測(cè)可以測(cè)定月面土壤中的溫度,這種測(cè)量表明,月面土壤中較深處的溫度很少變化,這正是由于月面物質(zhì)導(dǎo)熱率低造成的。
分層結(jié)構(gòu)
從月震波的傳播了解到月球也有殼、幔、核等分層結(jié)構(gòu)。最外層的月殼平均厚度約為60-64.7公里。月殼下面到1000公里深度是月幔,它占了月球的大部分體積。
月幔下面是月核,月核的溫度約為1000℃,所以很可能是熔融狀態(tài)的據(jù)推測(cè)大概是由Fe-Ni-S和榴輝巖物質(zhì)構(gòu)成。
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