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2017年12月13日 星期三

丁酉(鸡)年十月廿六

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月球的起源和演化 - 正文 [回目录]

  关于月球的成因,众说纷纭,主要有三种假说,即俘获说、分裂说和同源说。
  ①俘获说 月球可能是在地球轨道附近运行的一个小行星,后来被地球所俘获而成为地球的卫星。因为月球和地球的平均密度相差很大,而化学组成又十分不同,所以,它们可能是由太阳原始星云中不同部位的不同物质形成的。另一方面,月球的平均密度却与陨石、小行星十分接近。因此,很可能是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。有人认为,这个事件发生在35亿年前,整个过程经历5亿年。在月球被地球俘获后,月球由于受到地球的起潮力,喷发出大量岩浆,形成月海玄武岩。
  ②分裂说 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,自转非常快,自转周期只有4小时左右。因此,这时太阳对地球的潮汐作用的周期为 2小时。这个周期恰与地球自由摆动周期相等,从而产生共振,于是在赤道面上形成一串细长的膨胀体,终于分裂而形成月球。太平洋就是月球分裂出去时留下的遗迹。根据计算,地月系统现有的角动量总和,即使再加上几十亿年的角动量损耗,也不足使地球和月球分裂。而且月球的位置又不在地球赤道面上。这些事实是分裂说很难加以解释的。
  ③同源说 地球和月球是由同一块行星尘埃云所形成。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。地球在形成行星时,一开始便以铁为主要成分,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聚集而成。
  月球形成的这三种假说,都能或多或少地解释月球的成分、密度、结构、轨道及其他基本事实。除分裂说一般认为难以成立外,俘获说和同源说这两种假说究竟哪一种更加合理,目前尚无定论。
  根据对月球各种热历史模型的研究,整个月球曾发生过多次局部熔融。在月球形成的初期,月球的大部分温度曾达到1,000℃。距今41亿年前,月球发生过一次规模较大的岩浆运动,在岩浆的分离过程中,形成了斜长岩成分的月壳,残留部分成为月表的高地。月球表层固结后又在较深的部位发生局部熔融,产生苏长岩成分的熔体。大约距今40亿年前,形成了富含放射性元素、难熔元素的非月海玄武岩。斜长岩高地长期裸露在月表,不断受到陨星物质的撞击,因而被削低了1.5~2公里,在高地上发育着大量古老的冲击月坑。后期,高地为一系列的断裂所切割和破坏。距今41~39亿年前,月球比较集中地遭受到各种大型陨星的撞击,使月表出现许多月海盆地,即大型的环形构造,最典型的是雨海事件。月球上的月海大致都是在相近的时期内形成的。月海生成的大致次序是:酒海、澄海、湿海、危海、雨海……。雨海纪形成的各个月海大约在距今39~31亿年间,被后期喷发的玄武岩所充填和覆盖。根据同位素年龄的测定,大致充填的时间次序是雨海西、雨海东、湿海、危海、雨海、静海、丰富海、澄海和风暴洋。此后月表的轮廓基本形成,31亿年以来,月球内部的演化已处于“停滞”状态,外力作用在月球的演化史中占有主导地位。陨星冲击月表,使月坑继续形成和增多。爱拉托逊纪形成的辐射月坑,其辐射纹受月表的各种作用,或者变得不明显,或者消失;而哥白尼纪形成的月坑,则具有明显的辐射纹。
  参考书目
 Z.Kopal,Physics and Astronomy of the Moon,Academic Press,New York,1962.

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更新时间 : 2009-04-17

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