科學(xué)上月球形成的假說有哪些

時間：2017-10-11 10:30:53 睿檸1003由分享

　　月球，是地球最相近的一個星球，而且也是地球的唯一一個天然的衛(wèi)星，對于月球的起源上說法，其實也是有著很多的假說的。下面是小編分享的月球形成的假說，一起來看看吧。

　　月球形成的假說

　　一、月球的起源說

　　歷史上有關(guān)月球起源的假說，大致可歸納為共振潮汐分裂說、同源說、俘獲說和撞擊成因說共4種類型。其中，前三種月球起源假說雖然對月球的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)、運行軌道和地月關(guān)系的基本特征的解釋均有不同程度的依據(jù)，但在地月成分與自轉(zhuǎn)速度的差異，氧及其他同位素組成的相似性等方面，仍存在許多難以自圓其說的缺點。隨著對月球研究的不斷深入和認識的逐步深化，科學(xué)家又提出了新的假說。最新提出的撞擊成因說引起了科學(xué)家們的極大關(guān)注，它能解釋更多的觀測事實，是當(dāng)前較合理的月球起源假說。

　　二、分裂說

　　月球的共振潮汐分裂說是月球起源研究中著名的假說之一。

　　月球的共振潮汐分裂說堅持月球是地球的親生女兒，即月球是從地球中分裂出來的。堅持這一假說的科學(xué)家認為，在地球形成的早期，地球呈熔融態(tài)，由于潮汐共振作用，地球自轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，即使只考慮地球和月球的角動量，當(dāng)時地球自轉(zhuǎn)的周期也僅有4小時，加上太陽的潮汐作用，地球的自轉(zhuǎn)周期可縮短到2小時，因此有理由相信，在地球歷史的早期，地球飛快地旋轉(zhuǎn)，其自轉(zhuǎn)速率比現(xiàn)在要高得多。若初期的地球是熔融狀態(tài)，地球物質(zhì)在地赤道面上將出現(xiàn)膨脹區(qū)，使在赤道面上的一部分熔體分離，或者說這部分熔融物質(zhì)在地球高速自轉(zhuǎn)情況下從赤道區(qū)被甩了出去，甩出去的物質(zhì)在地球附近的行星際空間凝聚，冷凝后形成月球。一些持這種假說的人還認為，地球上的太平洋就是分裂出月球后留下的“疤痕”。由于這種假說提出月球是從地球分離出去的，因此這種假說被形象地比喻為“母女說”。不過，由于地月年齡相差太大----月球甚至可能與宇宙同齡，且地月地質(zhì)不同，現(xiàn)在已經(jīng)被大多數(shù)科學(xué)家所擯棄。

　　三、同源說

　　與俘獲說、分裂說和碰撞成因說一樣，月球的同源說也是月球起源研究的著名假說之一。

　　月球起源的同源說堅信月球與地球是姐妹或兄弟關(guān)系，月球與地球在太陽星云凝聚過程中同時“出生”，或者說在星云的同一區(qū)域同時形成了地球和月球。

　　主張這一假說的科學(xué)家認為，在原始太陽星云內(nèi)，溫度和化學(xué)成分取決于與太陽的距離。太陽系的各個行星是在星云中不同的區(qū)域、由不同化學(xué)成分的星云物質(zhì)凝聚、吸積而形成的。月球與地球在太陽星云中相距較近，形成過程相似，屬于同時形成的“兄弟”。對于地球與月球成分上的差異，他們解釋說，形成行星時，開始是凝聚、吸積并形成以鐵為主要成分的行星核，金屬核進一步增長之后，星云中殘留的非金屬物質(zhì)才凝聚，月球就是地球形成后剩下的殘余物質(zhì)所組成的。同源說力圖合理解釋地球與月球成分差異和月球的核、幔與殼的組成，但其模式與太陽星云的凝聚過程和地月系的運動特征不盡相符。因此，這一假說也不盡人意。

　　四、俘獲說

　　月球捕獲說認為，月球是地球搶過來的“女兒”，即地球與月球由不屬于同一星云團的物質(zhì)形成，由于地-月軌道的變化，在1——10個地球半徑范圍內(nèi)，外來的月球在飛過地球附近時被地球的強大引力所捕獲，最終成為一顆環(huán)繞地球運行的衛(wèi)星。

　　主張俘獲說的科學(xué)家認為，地球和月球處在太陽星云的不同部位，由化學(xué)成分不同的星云物質(zhì)凝聚而形成。月球原來的運行軌道與地球的軌道面交角很小(約5度)，當(dāng)月球運行到地球附近時，在地月距離為10個地球半徑的范圍內(nèi)，月球可能被地球俘獲而成為地球的衛(wèi)星。

　　著名有天文學(xué)家阿爾芬認為，月球曾經(jīng)是一個獨立的行星，月球被地球俘獲時，與地球的距離大約為26個地球半徑，與地球的平面的交角為149度。如果月球進入地球的洛希限，潮汐會產(chǎn)生很強的非均一重力場，月球表面的巖石將會破碎，并進入月球運行的軌道空間，大部碎片物質(zhì)又返回月球，撞擊月球，在月表產(chǎn)生大量的月海盆地。月球正面在39億年前發(fā)生的開鑿月海事件——雨海事件也許是俘獲說的重要證據(jù)。通過地月軌道的精細計算及激光測距的數(shù)據(jù)表明，現(xiàn)今月球的軌道愈來愈遠離地球，每年后退約3.8厘米。不過，俘獲說只能解釋部分觀測事實，不能令人滿意。因此，不斷有人另辟蹊徑，提出新的假說。

　　五。撞擊說

　　分裂說、同源說、浮獲說這些關(guān)于月球起源的假說只能解釋部分觀測事實，不能令人滿意。因此不斷有科學(xué)家另辟蹊徑，提出新的假說。其中，20世紀(jì)80年代中期提出的撞擊成因說引起了人們的極大關(guān)注，它能解釋更多的觀測事實，是當(dāng)前較合理的月球起源假說。

　　撞擊成因說也被稱為“大碰撞分裂說”，這一假說認為，地球早期受到一個火星大小的天體撞擊，撞擊碎片(即兩個天體的硅酸鹽幔的一部分)最終形成了月球。

　　撞擊成因說認為，在太陽系形成早期，行星際空間有大量星云，星云經(jīng)過碰撞、吸積而逐漸增大。大約在相當(dāng)?shù)卦孪到y(tǒng)存在的空間范圍內(nèi)，形成了一個質(zhì)量相當(dāng)于現(xiàn)在地球質(zhì)量9/10的“原地球”和另一個火星大小的天體“原月球”。這兩個天體在各自的演化過程中都形成了以鐵為主的金屬核和由硅酸鹽組成的幔和殼。由于這兩個天體相距不遠，因此有機會發(fā)生碰撞。劇烈的碰撞不僅使“原地球”的自轉(zhuǎn)產(chǎn)生了偏斜，而且使“原月球”碎裂，幔和殼變熱蒸發(fā)，膨脹的氣體“裹挾”著塵埃和少量的幔物質(zhì)飛離原月球。被分離的金屬核因受膨脹氣體的阻礙而減速，被“原地球”吸積并變成了地球的一部分。飛離的氣體塵埃物質(zhì)受地球引力的作用，呈盤狀分布在洛希限以外的空間，它們通過吸積，先形成一些小天體，然后像滾雪球一樣不斷吸積增長，最終形成現(xiàn)在的月球。

　　撞擊成因說可以合理地解釋地月系統(tǒng)的基本特征，如地球自轉(zhuǎn)軸的傾斜與自轉(zhuǎn)加速、月球軌道與地球赤道面的不一致、月球是太陽唯一的與主行星質(zhì)量比為1/81的衛(wèi)星、月球富含難熔元素而匱乏揮發(fā)性元素和親鐵元素、月球的密度比地球低以及月球形成初期曾產(chǎn)生過廣泛熔融、存在過巖漿洋等事實，因此撞擊成因說是當(dāng)今較為合理、較為成熟的月球起源學(xué)說，逐漸獲得了大多數(shù)學(xué)者的支持。

　　2006年，歐洲宇航局的繞月航天器Smart-1完成對月球表面化學(xué)成分的測定，測定結(jié)果顯示月球表面含有包括鈣和鎂在內(nèi)的一些化學(xué)元素。一直以來人們關(guān)于月球是由地球一部分被撞擊分裂形成存在爭議，這次發(fā)現(xiàn)為月球起源的“撞擊分裂說”提供了有力證據(jù)。

　　20世紀(jì)60年代晚期和20世紀(jì)70年代早期，美國宇航員阿波羅號登月任務(wù)中帶回月巖樣本，自那以后，行星學(xué)家們對這些月巖與地球深出地函區(qū)域發(fā)現(xiàn)的巖石十分的相似感到驚訝。當(dāng)更多的科學(xué)家細致的觀察了月巖，月球起源問題變得更具有懸疑，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)月球與地球深處的巖石仍有著很大的差別。最關(guān)鍵的是，月巖當(dāng)中的同位素與地球巖石當(dāng)中的發(fā)現(xiàn)并不一致。

　　月球也是人類曾經(jīng)所登陸過的星球，而對于月球的相關(guān)神話，在中國有著嫦娥奔月，在西方有著月之女神，給夜晚帶來光明的女神。太陽神赫利俄斯、黎明女神厄俄斯的姐妹。

　　月球的基本介紹

　　月球是被人們研究得最徹底的天體。人類至今第二個親身到過的天體就是月球。月球的年齡大約有46億年。月球與地球一樣有殼、幔、核等分層結(jié)構(gòu)。最外層的月殼平均厚度約為60-65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度，很可能是熔融狀態(tài)的。月球直徑約3474.8公里，大約是地球的1/4、太陽的1/400，月球到地球的距離相當(dāng)于地球到太陽的距離的1/400，所以從地球上看去月亮和太陽一樣大。月球的體積大概有地球的1/49，質(zhì)量約7350億億噸，差不多相當(dāng)于地球質(zhì)量的1/81左右，月球表面的重力約是地球重力的1/6。

　　月球永遠都是一面朝向我們，這一面習(xí)慣上被我們稱為正面。另外一面，除了在月面邊沿附近的區(qū)域因天秤動而中間可見以外，月球的背面絕大部分不能從地球看見。在沒有探測器的年代，月球的背面一直是個未知的世界。月球背面的一大特色是幾乎沒有月海這種較暗的月面特征。而當(dāng)人造探測器運行至月球背面時，它將無法與地球直接通訊。

　　月球27.321666天繞地球運行一周，而每小時相對背景星空移動半度，即與月面的視直徑相若。與其他衛(wèi)星不同，月球的軌道平面較接近黃道面，而不是在地球的赤道面附近。

　　相對于背景星空，月球圍繞地球運行(月球公轉(zhuǎn))一周所需時間稱為一個恒星月;而新月與下一個新月(或兩個相同月相之間)所需的時間稱為一個朔望月。朔望月較恒星月長是因為地球在月球運行期間，本身也在繞日的軌道上前進了一段距離。

　　嚴(yán)格來說，地球與月球圍繞共同質(zhì)心運轉(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)心的運動好像是在“晃動”一般。從地球南極上空觀看，地球和月球均以順時針方向自轉(zhuǎn);而且月球也是以順時針繞地運行;甚至地球也是以順時針繞日公轉(zhuǎn)的，形成這種現(xiàn)象的原因是地球、月球相對于太陽來說擁有相同的角動量，即“從一開始就是以這個方向轉(zhuǎn)動”。

　　月球本身并不發(fā)光，只反射太陽光。月球亮度隨日、月間角距離和地、月間距離的改變而變化。平均亮度為太陽亮度的1/465000，亮度變化幅度從1/630000至1/375000。滿月時亮度平均為 -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。月面不是一個良好的反光體，它的平均反照率只有7%，其余93%均被月球吸收。月海的反照率更低，約為6%。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。月球的亮度隨月相變化而變化，滿月時的亮度比上下弦要大十多倍。

　　由于月球上沒有大氣，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，在陽光垂直照射的地方溫度高達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。用射電觀測可以測定月面土壤中的溫度，這種測量表明，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)。最外層的月殼厚60-65公里。月殼下面到1000公里深度是月幔，占了月球大部分體積。月幔下面是月核。月核的溫度約1000℃，很可能是熔融的，據(jù)推測大概是由Fe-Ni-S和榴輝巖物質(zhì)構(gòu)成。