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月球起源之谜(一)

时间:2022-02-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:月球是地球的一个十分富有神话色彩的近邻。虽然,在20世纪60年代美国“阿波罗”宇宙飞船就登上了月球,但是关于它的谜却一直是有增无减的,其中最大的谜是月球的起源。此说认为最初月球只是地球赤道的隆起部分,在太阳的引力和地球的快速自转作用下,月球“飞”了出去,分裂为卫星。20世纪80年代中期,一位美国天文学家提出了一个崭新的关于月球成因的假说。宇航员阿姆斯特朗在“寂静海”降落后拣起的第一块岩石的年龄是36亿岁。

月球起源之谜(一)

月球是地球的一个十分富有神话色彩的近邻。虽然,在20世纪60年代美国“阿波罗”宇宙飞船就登上了月球,但是关于它的谜却一直是有增无减的,其中最大的谜是月球的起源。

通常来说,探讨月球的起源时有几个问题是必须考虑的。

首先是年龄问题:根据一些元素的同位素的研究,可以证实,月球的年龄与地球十分相近,它大约也是在46亿年前形成的;其次是质量问题:月球质量约为地球的l/81,平均密度为每立方厘米3.34克,大致相当于地幔的平均密度,所以,月球核心不可能是一个很大的铁质核心;

再次是成分问题:月球的化学元素全部可以在地球上发现,但是,月岩中所含的铝、钙和钛等化学元素比地岩中要多6倍,而铁、钠、镁却非常少;

最后是轨道问题:九大行星的卫星多在行星的赤道面附近运动,而月球的轨道却与地球赤道面差120度,与黄道面则较接近。

对这些问题,众说纷纭。于是月球的起源问题,就更难得到圆满的解释。目前主要存在着以下几种说法:

第一,分裂说。此说认为最初月球只是地球赤道的隆起部分,在太阳的引力和地球的快速自转作用下,月球“飞”了出去,分裂为卫星。然而地球的惯性离心力要达到把月球抛出去的程度是不可能的,同时两者的化学构成也有很大差别。

第二,俘获说。认为月球本来是太阳系里的一颗普通酌小行星,在一次偶然的机会中它行近地球时被俘获,而成为了地球的卫星。但是轨道问题却又难以解释。如果小行星从地球旁经过,它只可能会略微改变一下其轨道,是不可能被地球俘获过来的。

第三,同源说。认为二者都同时从一个快速施转的尘动作云中产生出来,不过,为什么它们的化学成分却相差如此大呢?

以上假说都存在着各自的缺陷,于是,有人又提出了一个新假说,认为是一颗小行星猛烈撞击地球,掳去了一大片物质,最后才形成现在的月球。这一撞击使地球轨道面发生倾斜,而被撞击出去的物质却占据了原先地球赤道的位置。当然,这只是又一个假说,还有不少问题有待研究。

20世纪80年代中期,一位美国天文学家提出了一个崭新的关于月球成因的假说。该假说提出,在太阳系形成早期,大约在相当于今天地一月系统存在的空间范围内,形成了一个原始地球和火星一样大小的天体,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。一个偶然的机会使得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”在了地球的周围,并且通过相互吸引、堆积,先形成了几个小天体,以后又逐渐像滚雪球似地形成了月球。

这个新的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,不过还没有最终确认。

令人惊异的一件事是,从月球带回的岩石标本,经分析发现其中99%的年龄要比地球上90%年龄最大的岩石更加年长。宇航员阿姆斯特朗在“寂静海”降落后拣起的第一块岩石的年龄是36亿岁。其他一些岩石的年龄为43亿岁、46亿岁和45亿岁——它差不多和地球及太阳系本身的年龄一样大,而地球上最古老的岩石则是37亿岁。1973年,世界月球研讨会上曾经测定过一块年龄为53亿岁的月球岩石。然而更令人不解的是,这些古老的岩石都采自科学家认为是月球上最年轻的区域。根据这些证据,部分科学家提出,月球在地球形成之前很久便已在星际空间形成了。

月球古老的岩石已使科学家束手无策,但是,和这些岩石周围的土壤相比,岩石还算是年轻的。据分析,土壤的年龄起码比岩石大10亿年。乍一听来,这是不可能的,因为科学家认为这些土壤是岩石粉碎后形成的。然而,测定了岩石和土壤的化学成份之后,科学家发现,这些土壤与岩石无关,好像是从别处来的。

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