第223章 月源
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華楓慢慢明白由于月球軌道為橢圓形,當(dāng)月球處于近地點(diǎn)時(shí),它的自轉(zhuǎn)速度便追不上公轉(zhuǎn)速度,因此我們可見(jiàn)月面東部達(dá)東經(jīng)98度的地區(qū),相反,當(dāng)月處于遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí),自轉(zhuǎn)速度比公轉(zhuǎn)速度快,因此我們可見(jiàn)月面西部達(dá)西經(jīng)98度的地區(qū)。 這種現(xiàn)象稱為天秤動(dòng)。又由于月球軌道傾斜于地球赤道,因此月球在星空中移動(dòng)時(shí),極區(qū)會(huì)作約7度的晃動(dòng),這種現(xiàn)象稱為天秤動(dòng)。再者,由于月球距離地球只有60地球半徑之遙,若觀測(cè)者從月出觀測(cè)至月落,觀測(cè)點(diǎn)便有了一個(gè)地球直徑的位移,可多見(jiàn)月面經(jīng)度1度的地區(qū)。 月球?qū)Φ厍蛩┑囊κ浅毕F(xiàn)象的起因之一。月球圍繞地球的軌道為同步軌道,所謂的同步自轉(zhuǎn)并非嚴(yán)格。 嚴(yán)格來(lái)說(shuō),地球與月球圍繞共同質(zhì)心運(yùn)轉(zhuǎn),共同質(zhì)心距地心4700千米(即地球半徑的3/4處)。由于共同質(zhì)心在地球表面以下,地球圍繞共同質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)好像是在“晃動(dòng)”一般。從地球南極上空觀看,地球和月球均以順時(shí)針?lè)较蜃赞D(zhuǎn);而且月球也是以順時(shí)針繞地運(yùn)行;甚至地球也是以順時(shí)針繞日公轉(zhuǎn)的,形成這種現(xiàn)象的原因是地球、月球相對(duì)于太陽(yáng)來(lái)說(shuō)擁有相同的角動(dòng)量,即“從一開(kāi)始就是以這個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)”。 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)合新的研究結(jié)果而新形成了“大碰撞說(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??墒峭ㄟ^(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)。月球表面巖石的年齡極其古老,月球表面巖石的年齡介于3042億年之間,地球表面最古老的巖石年齡,只限于個(gè)別地區(qū)出露的38億年的古老變質(zhì)巖,而太平洋洋底巖石的年齡極其年輕,完與“分裂說(shuō)”的理論相違背。 這種假設(shè)認(rèn)為,月球本來(lái)只是太陽(yáng)系中的一顆月球大小的小行星,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(kāi)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。 這一假設(shè)認(rèn)為,地球和月球都是太陽(yáng)系中彌漫的星云物質(zhì),幾乎在同一個(gè)太陽(yáng)星云的區(qū)域經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)和吸積,同時(shí)形成大小不同的天體。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)也受到了客觀事實(shí)的挑戰(zhàn)。通過(guò)對(duì)“阿波羅”飛船從月球上帶回來(lái)的巖石樣本進(jìn)行化驗(yàn)分析,地球和月球的平均化學(xué)成分差別很大,人們發(fā)現(xiàn)月球的巖石也要比地球的巖石古老得多。 這一假設(shè)認(rèn)為,太陽(yáng)系演化早期,在太陽(yáng)系空間曾形成大量的“星子”,先形成了一個(gè)相當(dāng)于地球質(zhì)量014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),使地球的自轉(zhuǎn)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),主要由碰撞體的幔組成。 受到巨大撞擊的地球,絕大部分也是地幔和地殼物質(zhì)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。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。 這個(gè)模型清晰地解釋了,月球的平均成分與地球的平均成分相比較,月球相對(duì)貧鐵、貧揮發(fā)分,月球的密度比地球低。具有地球和月球“基因”對(duì)比特征的某些元素的同位素組成,如氧、鉻、鈦、鐵、鎢、硅等的同位素組成,月球與地球的測(cè)定值在誤差范圍內(nèi)相一致,表明月球是地球的“女兒?!?5億年來(lái),地球一直攜帶著自己的女兒在身邊,而月球也一直伴隨著自己的母親,共同經(jīng)歷了45億年漫長(zhǎng)而荒古的年代。 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127等。它給大地的照度平均為022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。[8] 月球到地球的距離大約相當(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。 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,月球表面在陽(yáng)光垂直照射的地方溫度高達(dá)127c;夜晚,其表面溫度可降低到183c。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。 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60647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1000~1500c,所以很可能是熔融狀態(tài)的據(jù)推測(cè)大概是由fenis和榴輝巖物質(zhì)構(gòu)成。 地球與月球互相繞著對(duì)方轉(zhuǎn),兩個(gè)天體繞著地表以下1600千米處的共同引力中心旋轉(zhuǎn)。月球的誕生,為地球增加了很多的新事物。 月球繞著地球公轉(zhuǎn)的同時(shí),其特殊引力吸引著地球上的水,同其共同運(yùn)動(dòng),形成了潮汐。潮汐為地球早期水生生物,走向陸地,幫了很大的忙。 地球很久很久以前,晝夜溫差較大,溫度在水的沸點(diǎn)與凝點(diǎn)之間,不宜人類居住。然而月球其特殊影響,對(duì)地球海水的引力減慢了地球自轉(zhuǎn),使地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)周期趨向合理,帶給了我們寶貴的四季,減小了溫度差,從而適宜人類居住。 地球上之所以看到月球的半面,這是因?yàn)樵虑虻淖赞D(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期嚴(yán)格相等,這到底是巧合還是有著內(nèi)在的聯(lián)系呢?讓我們來(lái)看看太陽(yáng)系其它行星的衛(wèi)星的狀況,我們可以發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的衛(wèi)星的自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期嚴(yán)格相等,看來(lái)這似乎是存在什么內(nèi)在聯(lián)系的。 月球在地球引力長(zhǎng)期的作用下,它的質(zhì)心已經(jīng)不在其幾何中心,而是在靠近地球的一邊,因此月球相對(duì)于地球的引力勢(shì)能就變得最小,在月球繞地球公轉(zhuǎn)的過(guò)程中,月球的質(zhì)心永遠(yuǎn)朝向地球的一邊,就好像地球用一根繩子將月球綁住了一樣。太陽(yáng)系的其他衛(wèi)星也存在這樣的情況,所以衛(wèi)星的自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期相等不是什么巧合,而是有著內(nèi)在的因素。 地震和月球到底有沒(méi)有關(guān)系?這是近百年來(lái)始終困擾科學(xué)家的問(wèn)題。如今,日本防災(zāi)科學(xué)研究所和美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員組成的聯(lián)合研究小組終于證實(shí)月球引力影響海水的潮汐,在地殼發(fā)生異常變化積蓄大量能量之際,月球引力很可能是地球板塊間發(fā)生地震的。10月22日,著名的美國(guó)《科學(xué)》雜志發(fā)表了他們的研究成果。 海水的自然漲落現(xiàn)象就是人們常說(shuō)的潮汐。當(dāng)月亮到達(dá)離地球近處(稱為近地點(diǎn))時(shí),朔望大潮就比平時(shí)還要更大,這時(shí)的大潮被稱為近地點(diǎn)朔望大潮。 科學(xué)家已經(jīng)就潮汐對(duì)地震的影響猜測(cè)了很長(zhǎng)的時(shí)間,但還沒(méi)有人論證過(guò)它對(duì)球范圍的影響效果,以前只在海底或火山附近發(fā)生,地震與潮汐才呈現(xiàn)出比較清楚的聯(lián)系。研究者發(fā)現(xiàn),地震的發(fā)生與斷層面潮汐壓力處于高度密切相關(guān),猛烈的潮汐在淺斷層面施加了足夠的壓力從而會(huì)引發(fā)地震。當(dāng)潮很大,達(dá)到大約23米時(shí),3/4的地震都會(huì)發(fā)生,而潮汐越小,發(fā)生的地震的幾率也越少。 該文章的作者伊麗莎白哥奇蘭說(shuō)“月球引力影響海水的潮起潮落,地球本身在月球引力的作用下也發(fā)生變形。猛烈的潮汐在地震的引發(fā)過(guò)程中發(fā)揮了很大的作用,地震發(fā)生的時(shí)間會(huì)因潮汐造成的壓力波動(dòng)而提前或推遲?!?/br> 。