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月球探秘 月球的起源（第1页）

月球探秘月球的起源

在科学的概念里，月球是地球唯一的天然卫星，围绕着地球奔腾不息地回旋。40多亿年来，它从未离开过地球的身旁，是地球最忠实的伴侣和最富有神话色彩的近邻。

然而，这位地球最忠实的伴侣是什么时间产生的？又是如何演化的？这一直是科学家们苦苦探寻的问题。虽然20世纪60年代美国“阿波罗”宇宙飞船登上了月球，但关于月球的谜仍是有增无减，其中最大的谜就是月球的起源。

*围绕人类的宇宙谜团

人类一直都把月球的起源与演化作为关注的自然科学基本问题之一。100多年来，有关月球起源与演化的假说曾有很多种，至今仍众说纷纭。

这些月球成因学说争论的焦点在于：月球是到底是与地球一样在太阳星云中通过凝聚、吸积星云物质而独立形成，还是由地球分裂出来的一部分物质形成的？月球是在后期的演化中被地球俘获而成为地球卫星的，还形成时就是地球的卫星？

不论任何有关月球的起源的假说，都必须符合以下的基本事实，那就是月球是地球唯一的卫星，月球围绕地月系统质量的质量中心公转，月球有着与地球的赤道面不一致的公转平面；月球的平均密度为3。34克m3，只有地球平均密度的60%，质量约为地球的181；月球与地球的平均成分差异很大，却比地球有着更多的难熔元素，挥发性元素和亲铁元素匮乏；月球比地球还原性强，比地球缺水；月球表面岩石的年龄一般都超过31亿年，表明月球的演化主要是在其形成后的15亿年内进行的；球内部也有核、幔、壳的圈层状结构；月球现今仍是一个内能接近枯竭而活动近于僵死的天体。

*同源说

鉴于月球是一颗颇有特色的天然卫星，所以有人认为它可能是有着特殊的起源。

太阳系起源的星云假说提出的同源说认为：就像行星是原始太阳星云收缩演化形成的，行星在收缩时形成了卫星，卫星是行星形成过程在小规模上的重复。

不过，科学家认为这种看法是片面的，因为虽然卫星系与行星系有着相似的形成特点，但决不是行星形成的重演。一个有力的佐证就是：木星、土星周围都存在着不规则卫星。

其次，既然月球和地球有相同的起源，那为什么地球的平均密度是5。52克／cm3，而月球仅为3。34克／cm3？

在解释为何月球有一个与地核相比却存在如此之小的金属核时，同源说也总是遇到麻烦。为了克服这些困难，同源说又认为月球比地球的形成时间稍晚，原始地球形成时，已把含铁等金属元素较多的尘粒聚集起来，月球则是在原始地球周围的残余的含金属较少的尘粒聚集成的。但这种解释似乎也是证据不足。

*分裂说

因为月球平均密度与地球表层地幔的平均密度相当，联系到太平洋存在巨大凹陷的事实，有人提出了“分裂说”：月球是在地球处在熔融状态时分裂出去的。

持这种学说的人认为，早期地球自转很快，约每4时转一圈。与此同时，由于太阳对地球的潮汐作用有着当时地球摆动相等的周期，造成共振。于是，地球赤道部分隆起直到最终有一小块被抛出，演化成月球。

可是如果真的如此的话，那么月球应当在地球的赤道面围绕地球公转了。但月球的公转平面（白道面）与地球赤道面之间却有夹角，为28?35?。而且根据计算表明，地月系统的全部角动量也不足以使地球分裂，地球必须在2。5时内自转一周，才能利用离心力作用抛出物质形成月球。即使把直径大到几百千米的星子的撞击之类能补充角动量的事件包括在内，也无济于事。

由此可见，分裂说也难以成立。

*俘获说

持这个假说的人认为，很久以前，地球偶然俘获了一个在其轨道附近的小行星或在火星区域的天体，就成为今天的月球。不过刚被地球俘获时月球是绕地球逆行的，由于地球对它的长期潮汐摩擦作用，月球才逐渐接近地球。在此期间，月球一个个吞下地球原来的几个小卫星形成月瘤；或与小卫星碰撞，形成月面上的大凹地。长期的潮汐摩擦作用最终使月球从逆行变成顺行，然后逐渐离开地球。

显然，俘获说可以对月球在密度、化学组成上与地球的差别做出比较科学的解释。但是，地球不太可能捕捉这样大的月球，就算捕捉到了，也会引起地球上起潮力的巨大变化，而这必定会在地球上留下痕迹，但这类痕迹至今仍没有找到。而通过对月球样品的分析，科学家认为月球和地球具有近似数量的各种氧同位素，这说明两者很可能同根。如果月球在太阳系内的别处形成，那它很可能是由与地球不同的氧同位素组成。这也等于否定了俘虏说。

*大碰撞假说

同源说、分裂说和俘虏说均有捉襟见肘的缺点。1975年，哈特曼等人首先提出大碰撞假说。

这个假说认为：有一颗质量约为地球质量1／7的飞来星体在距今大约45亿年前，与当时的地球发生极其猛烈的碰撞，原地球与飞来星体都被撞碎了一部分，并汽化溅出。飞来星体的大块与原地球的大部分重新组合，成为一个新的地球。而由于受到地球引力的作用，那些飞到外部空间的溅射体速度越来越小，最后聚拢到一起绕地球转动，月球就形成了。而由于月球主要是由少部分地幔物质与飞来星体的幔组成的，所以它的平均密度较低，与地球上部地幔的平均密度相近。

按照该假说，月球公转不一定遵循与地球赤道面重合的的轨道。大碰撞时产生约7000℃的高温，易挥发的元素会因此而逃逸到宇宙空间中去，留下较多的难熔的元素，因此月球缺少钠、钾、铅、铋等挥发性元素，而富含钙、铝、钛、铁、铀等元素。后来，通过分析阿波罗登月带回的岩石样品，科学家测得月球平均元素的组成，与地壳相比较后，发现与预料基本相符。

根据大碰撞理论进行的模拟计算，科学家重现了两星体从碰撞到分离然后各自聚合的全过程，并适当调整飞来星体的质量，得到的结果也与实际比较符合。不过，这并不能说明大碰撞的观点就是正确的，具体证据还需要科学家进一步研究和探索。

相关链接——月球上的“海洋”和“陆地”

夜晚，仰望当空的明月，可以发现月亮上有的地方明亮，有的地方暗淡。古代人无法解释这种现象，就把月亮想象成广寒宫，上面居住着嫦娥。17世纪初，用自制的望远镜，意大利科学家伽利略第一次发现月亮上坑坑洼洼、凹凸不平。伽利略认为，那些凸起的明亮部分一定是高山和陆地，称为“月陆”；而那些凹下去的暗浅部分一定是海洋，称为“月海”。

随着天文观测技术以及宇航探测技术的发展，人们又进一步发现，月亮上明亮的部分确实是高地、山峰和环形山等，但暗淡的部分却并非是海洋，而是些大平原而已，它们低洼而广阔。尽管如此，“月海”这个并不确切的名称一直到现在仍在沿用。

目前，已正式命名了22月海，其中绝大多数在月球正对着地球的一面分布，其中最大的月海，面积超过500万平方千米称为风暴洋；其次是雨海，面积在80万平方千米以上。由于一月海般都比月陆低2000～3000米（最深的地方要低6000米），再加上月陆部分主要构成是浅色的岩石，而月海部分则主要是暗色的熔岩物质，所以月陆部分比月海部分反射太阳光的本领强，看上去也较明亮。