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月球的起源之谜美高梅集团官网

2019-10-07 04:28

“月球起源”是个十分古老的问题,但今天天文学家对此仍然是众说纷纭。18世纪以来的月球起源假说归纳起来,可以分为三类,即同源说、分裂说和俘获说。

月球,是地球最相近的一个星球,而且也是地球的唯一一个天然的卫星,对于月球的起源上说法,其实也是有着很多中假说的,而对于月球的可能形成于约50-75亿年前在形成于地球出现后不久,有关它的起源有几种假说,最普遍的说法是它形成于地球与火星般大小的天体-忒伊亚之间一次巨大撞击所产生的碎片,一起来看看月球形成的假说有哪些吧。

月亮像一个温柔可爱的小姑娘,为人们的生活平添了无穷的诗情画意。如果没有了月亮,即使在最晴朗的夜晚,我们也只有微弱的星光作伴,而且还要不知额外损耗多少的电力。地球能有月球陪伴应该是地球尤其是地球生命的幸运。月球从哪里来的呢?这个问题一直以来众说纷纭,没有定论。目前比较流行的主要有四种假设。

“同源说”是最早出现的一种月球起源假说,它认为月球和地球具有相同的起源。“分裂说”则认为在太阳系形成初期,地球还处于熔融状态时,地球的转速相当高,以致于有一部分物质被甩出去后形成了月球。甚至有人认为太平洋就是月球分出去后留下的疤痕。继同源说和分裂说之后提出的"俘获说"认为,月球和地球是在不同的地方形成的,一次偶然的机会,地球把运行到附近的月球俘获,成为自己的卫星。这三种假说都获得了一些实验的支持,但在某些问题上又都难以自圆其说。

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一、分裂说

80年代中期,一位美国天文学家提出了一个崭新的、摆脱了上述三种假说框框的月球成因假说。该假说认为,在太阳系形成早期,大约在相当目前地-月系统存在的空间范围内,形成了一个原始地球和火星般大小的天体,它们在各自的演化中均形成了以铁为主的金属核和以硅酸盐组成的幔及壳。一个偶然的机会这两个天体撞在了一起,地球被撞出了轨道,火星大小的天体也碎裂了。飞离的气体、尘埃受地球的引力作用“落”在地球的周围,通过吸积,先形成几个小天体,以后像滚雪球似地形成了月球。这种假说在某种程度上兼容了三种经典假说的优点,并得到了一些地质化学、地质物理学实验的支持,但还没有最终确认。

一、月球的起源说

美高梅集团官网,这是最早解释月球起源的一种假设。早在1898年,著名生物学家达尔文的儿子乔治·达尔文就在《太阳系中的潮汐和类似效应》一文中指出,月球本来是地球的一部分,后来由于地球转速太快,把地球上一部分物质抛了出去,这些物质脱离地球后形成了月球,而遗留在地球上的大坑,就是现在的太平洋。这一观点很快就受到了一些人的反对。他们认为,以地球的自转速度是无法将那样大的一块东西抛出去的。再说,如果月球是地球抛出去的,那二者的物质成分就应该是一致的。是通过对“阿波罗12号”飞船从月球上带回来的岩石样本进行化验分析,发现二者相差非常远。

历史上有关月球起源的假说,大致可归纳为共振潮汐分裂说、同源说、俘获说和撞击成因说共4种类型。其中,前三种月球起源假说虽然对月球的化学成分、结构、运行轨道和地月关系的基本特征的解释均有不同程度的依据,但在地月成分与自转速度的差异,氧及其他同位素组成的相似性等方面,仍存在许多难以自圆其说的缺点。随着对月球研究的不断深入和认识的逐步深化,科学家又提出了新的假说。最新提出的撞击成因说引起了科学家们的极大关注,它能解释更多的观测事实,是当前较合理的月球起源假说。

二、俘获说

二、分裂说

这种假设认为,月球本来只是太阳系中的一颗小行星,有一次,因为运行到地球附近,被地球的引力所俘获,从此再也没有离开过地球。还有一种接近俘获说的观点认为,地球不断把进入自己轨道的物质吸聚到一起,久而久之,吸聚的东西越来越多,最终形成了月球。但也有人指出,像月球这样大的星球,地球恐怕没有那么大的力量能将它俘获。

月球的共振潮汐分裂说是月球起源研究中著名的假说之一。

三、同源说

月球的共振潮汐分裂说坚持月球是地球的亲生女儿,即月球是从地球中分裂出来的。坚持这一假说的科学家认为,在地球形成的早期,地球呈熔融态,由于潮汐共振作用,地球自转不稳定,即使只考虑地球和月球的角动量,当时地球自转的周期也仅有4小时,加上太阳的潮汐作用,地球的自转周期可缩短到2小时,因此有理由相信,在地球历史的早期,地球飞快地旋转,其自转速率比现在要高得多。若初期的地球是熔融状态,地球物质在地赤道面上将出现膨胀区,使在赤道面上的一部分熔体分离,或者说这部分熔融物质在地球高速自转情况下从赤道区被甩了出去,甩出去的物质在地球附近的行星际空间凝聚,冷凝后形成月球。一些持这种假说的人还认为,地球上的太平洋就是分裂出月球后留下的疤痕。由于这种假说提出月球是从地球分离出去的,因此这种假说被形象地比喻为母女说。不过,由于地月年龄相差太大----月球甚至可能与宇宙同龄,且地月地质不同,现在已经被大多数科学家所摈弃。

这一假设认为,地球和月球都是太阳系中浮动的星云,经过旋转和吸聚,同时形成星体。在吸聚过程中,地球比月球相应要快一点,成为“哥哥”。这一假设也受到了客观存在的挑战。通过对“阿波罗12号”飞船从月球上带回来的岩石样本进行化验分析,人们发现月球要比地球古老得多。有人认为,月球年龄至少应在70亿年左右。

三、同源说

四、人碰撞说

与俘获说、分裂说和碰撞成因说一样,月球的同源说也是月球起源研究的著名假说之一。

该学说认为,在太阳系形成早期,大约在相当目前地-月系统存在的空间范围内,形成了一个原始地球和火星般大小的天体,它们在各自的演化中均形成了以铁为主的金属核和以硅酸盐组成的幔及壳。一个偶然的机会这两个天体撞在了一起,地球被撞出了轨道,火星大小的天体也碎裂了。飞离的气体、尘埃受地球的引力作用“落”在地球的周围,通过吸聚,先形成几个小天体,然后像滚雪球似的形成了月球。这种假说在某种程度上兼容了三种经典假说的优点,并得到了一些地质化学、地质物理学实验的支持,但目前还在研究中。

月球起源的同源说坚信月球与地球是姐妹或兄弟关系,月球与地球在太阳星云凝聚过程中同时出生,或者说在星云的同一区域同时形成了地球和月球。

主张这一假说的科学家认为,在原始太阳星云内,温度和化学成分取决于与太阳的距离。太阳系的各个行星是在星云中不同的区域、由不同化学成分的星云物质凝聚、吸积而形成的。月球与地球在太阳星云中相距较近,形成过程相似,属于同时形成的兄弟。对于地球与月球成分上的差异,他们解释说,形成行星时,开始是凝聚、吸积并形成以铁为主要成分的行星核,金属核进一步增长之后,星云中残留的非金属物质才凝聚,月球就是地球形成后剩下的残余物质所组成的。同源说力图合理解释地球与月球成分差异和月球的核、幔与壳的组成,但其模式与太阳星云的凝聚过程和地月系的运动特征不尽相符。因此,这一假说也不尽人意。

四、俘获说

月球捕获说认为,月球是地球抢过来的女儿,即地球与月球由不属于同一星云团的物质形成,由于地-月轨道的变化,在110个地球半径范围内,外来的月球在飞过地球附近时被地球的强大引力所捕获,最终成为一颗环绕地球运行的卫星。

主张俘获说的科学家认为,地球和月球处在太阳星云的不同部位,由化学成分不同的星云物质凝聚而形成。月球原来的运行轨道与地球的轨道面交角很小,当月球运行到地球附近时,在地月距离为10个地球半径的范围内,月球可能被地球俘获而成为地球的卫星。

著名有天文学家阿尔芬认为,月球曾经是一个独立的行星,月球被地球俘获时,与地球的距离大约为26个地球半径,与地球的平面的交角为149度。如果月球进入地球的洛希限,潮汐会产生很强的非均一重力场,月球表面的岩石将会破碎,并进入月球运行的轨道空间,大部碎片物质又返回月球,撞击月球,在月表产生大量的月海盆地。月球正面在39亿年前发生的开凿月海事件雨海事件也许是俘获说的重要证据。通过地月轨道的精细计算及激光测距的数据表明,现今月球的轨道愈来愈远离地球,每年后退约3.8厘米。不过,俘获说只能解释部分观测事实,不能令人满意。因此,不断有人另辟蹊径,提出新的假说。

五。撞击说

分裂说、同源说、浮获说这些关于月球起源的假说只能解释部分观测事实,不能令人满意。因此不断有科学家另辟蹊径,提出新的假说。其中,20世纪80年代中期提出的撞击成因说引起了人们的极大关注,它能解释更多的观测事实,是当前较合理的月球起源假说。

撞击成因说也被称为大碰撞分裂说,这一假说认为,地球早期受到一个火星大小的天体撞击,撞击碎片(即两个天体的硅酸盐幔的一部分)最终形成了月球。

撞击成因说认为,在太阳系形成早期,行星际空间有大量星云,星云经过碰撞、吸积而逐渐增大。大约在相当地月系统存在的空间范围内,形成了一个质量相当于现在地球质量9/10的原地球和另一个火星大小的天体原月球。这两个天体在各自的演化过程中都形成了以铁为主的金属核和由硅酸盐组成的幔和壳。由于这两个天体相距不远,因此有机会发生碰撞。剧烈的碰撞不仅使原地球的自转产生了偏斜,而且使原月球碎裂,幔和壳变热蒸发,膨胀的气体裹挟着尘埃和少量的幔物质飞离原月球。被分离的金属核因受膨胀气体的阻碍而减速,被原地球吸积并变成了地球的一部分。飞离的气体尘埃物质受地球引力的作用,呈盘状分布在洛希限以外的空间,它们通过吸积,先形成一些小天体,然后像滚雪球一样不断吸积增长,最终形成现在的月球。

撞击成因说可以合理地解释地月系统的基本特征,如地球自转轴的倾斜与自转加速、月球轨道与地球赤道面的不一致、月球是太阳唯一的与主行星质量比为1/81的卫星、月球富含难熔元素而匮乏挥发性元素和亲铁元素、月球的密度比地球低以及月球形成初期曾产生过广泛熔融、存在过岩浆洋等事实,因此撞击成因说是当今较为合理、较为成熟的月球起源学说,逐渐获得了大多数学者的支持。

2006年,欧洲宇航局的绕月航天器Smart-1完成对月球表面化学成分的测定,测定结果显示月球表面含有包括钙和镁在内的一些化学元素。一直以来人们关于月球是由地球一部分被撞击分裂形成存在争议,这次发现为月球起源的撞击分裂说提供了有力证据。

20世纪60年代晚期和20世纪70年代早期,美国宇航员阿波罗号登月任务中带回月岩样本,自那以后,行星学家们对这些月岩与地球深出地函区域发现的岩石十分的相似感到惊讶。当更多的科学家细致的观察了月岩,月球起源问题变得更具有悬疑,科学家们发现月球与地球深处的岩石仍有着很大的差别。最关键的是,月岩当中的同位素与地球岩石当中的发现并不一致。

月球也是人类曾经所登陆过的星球,而对于月球的相关神话,在中国有着嫦娥奔月,在西方有着月之女神,给夜晚带来光明的女神。太阳神赫利俄斯、黎明女神厄俄斯的姐妹。

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