月球身世之谜-米乐app官网登录
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月球身世之谜-米乐app官网登录

来源:it之家    发布时间:2022-12-14 10:49:05

月球身世之谜

月亮是从哪里来的太阳系的行星中还有水星,金星和火星为什么他们要么没有卫星,要么只有微小的卫星即使是最大的火卫一,它的平均直径也只有20公里左右,小到甚至无法形成一个规则的球体它看起来像一个大土豆

火卫一和火卫二

月球作为地球的卫星,相对要大得多,直径约3500公里,相当于地球的1/4。

月亮vs水星

对于这样一个大家伙来说,它的起源似乎令人费解上个世纪,主流科学界对月球的起源主要有几种推测

一个是月球曾经是地球的一部分,后来由于地球自转过快,分崩离析月球是由当时抛出的一部分地球物质形成的这就是所谓的分裂理论

共振假说

另一种是月球不是地球的卫星,只是因为经过地球,被地球引力捕获,所以才成为卫星这就是所谓的俘获理论

俘获理论

还有一个简单的说法,月球其实是和地球一起诞生的,是太阳系原始吸积盘直接形成的,就像太阳和行星诞生在同一个分子云中一样这就是所谓的吸积理论

吸积理论

与上述三种假说相比,今天的科学界更认同地月系形成的大碰撞说。

最初的地球被忒伊亚击中了。

这个假说认为,一开始有一个火星大小的天体叫做忒伊亚,有一天它和地球相撞,大量的物质被甩出,绕着地球运动伴随着时间的推移,这些碎片慢慢聚集,最终形成了今天的月球

大碰撞理论

可是,在对阿波罗带回的月球岩石样本进行同位素分析后,科学家发现月球岩石和地球岩石在同位素方面有着惊人的相似性,这意味着月球和地球具有相同的成分但这带来了一个问题:由于天体本身的元素含量会受到太阳风的影响,如果最初的忒伊亚是外来的,那么它与太阳的初始位置与地球有很大不同,所以在同位素上应该不会与地球那么相似这也成为大碰撞假说目前遇到的主要问题之一

上个月,在《天体物理学杂志快报》上发表的一篇文章中,研究人员对忒伊亚和地球之间的天地大碰撞给出了不同的详细解释他们用计算机模拟了数百次碰撞,与之前的碰撞模拟相比,这次模拟更注重碰撞的细节过程

西娅撞击后,产生了两大块物质,远的一个形成了月球。

其实我们可以从另一个地方,也就是月球背面,找到大碰撞细节的线索。

我们知道,由于潮汐锁定,月球总是只有一面面向地球面向地球的一面叫正面,背对我们的一面叫背面

在人类发射月球探测器之前,我们一直认为月球的正面和背面应该是相似的但是当我第一次看到探测器发回的照片时,天文学家惊讶地发现月球背面是如此的不同与前面有大块的盆地不同,月球背面是崎岖的高原地形

月亮的正面和背面

通过探测器的引力测量,天文学家分析了月球内部的质量分布:正面的月壳平均厚度约为30公里,而背面的厚度为50公里。

此外,通过对月球陨石的分析,人们还发现其正面和背面的物质化学成分也有很大不同。

从表面的各种迹象来看,月亮变成了双面,这肯定与其最初的形成过程密切相关这些差异也是大碰撞假说需要进一步解释和完善的地方

事实上,有一些基于大碰撞假说的升级理论。

比如有一个理论叫前加热理论据说大碰撞之后,此时的月球和地球处于熔融状态,尤其是地球,就像一个超级大火炉,把月亮旁边的小煤灰烤得通红但由于月球背面背向地球,会冷却得更快,从而形成更厚的月壳

月球背对地球的一面冷却得更快。

你可能会说:地球的热量对于地球和月球的距离来说是不是太微不足道了。

地球的实际距离

的确,以今天的地月距离,地球真的不可能把这么多热量传递给月球可是,根据目前的研究,月球正以每年3.83厘米的速度远离地球也就是说,地月系统刚刚形成的时候,它们之间的距离曾经非常近,甚至只有地球直径的一两倍在如此近距离的情况下,月球正面可以接收到足够的热量,表面的火山活动更加剧烈,这也是为什么今天我们看到正面有大片的熔岩平原

可是,这个假设仍然存在一些问题举个例子,如果他们两个离得这么近,月球很可能不会远离地球,但它会靠近地球,最终撞击地球

另一个大碰撞假说的升级版,确实提供了一个二次碰撞的假说。

这种观点认为,在忒伊亚的第一次大碰撞后,另一个小天体迎面撞上了仍然熔融的月球然后溅射出来的物质向后面移动并沉淀下来,就形成了高原地形另一方面,由于表面熔化,冲击前沿的化学成分不同

但是,这个猜想存在一些问题比如,如果撞击发生在融化初期,那么今天月球正面的撞击盆地应该早就被夷平了,不可能一直保持到现在

与第二次撞击假说类似,还有一种假说认为,当大撞击发生时,地球周围的碎片形成的卫星不仅仅是一颗,而是两颗因为两颗卫星的速度不同,所以较小的一颗追尾了另一颗于是,类似于双重撞击假说,在碰撞后,小卫星的碎片溅到了大卫星的另一侧,然后两者融合在一起,形成了最终的月球

无论是哪种假说,对于月球正面和背面的差异以及起源,仍然没有实际的证据但如今,伴随着各国探月计划的开展,将为月球演化研究带来新的证据

例如,两年前,中国的嫦娥五号从月球带回了1.73公斤的月球样品基于这个样本,科学家在《自然》杂志上发表了三篇论文,将月球火山活动的持续时间向后推了20亿年,刷新了人类对月球演化的认知可是,为什么小卫星内部冷却如此缓慢,成为困扰学术界的新问题

但没过多久,这个问题就被中国科学家解决了研究人员对月球玄武岩样本进行分析后发现,其中的钙和钛含量超出预期玄武岩是原始月球表面的岩浆冷却后形成的,这意味着月球地幔的熔点大大降低,因为岩浆在渗入月球地幔的过程中含有更多的钙和钛

不仅是我们国家,美国宇航局现在也将重新研究被封存了50年的阿波罗带回的月球样本相信以后会有越来越多类似的关于月球演化的研究成果

但是,目前我们获得的都是月球正面的样品要彻底解开月球起源之谜,就必须对月球背面的样本进行分析在这方面,中国的嫦娥四号成为首个登陆月球背面的探测器,后续的嫦娥六号计划完成月球背面采样返回任务我相信到那时,我们会对月球起源的真相有更好的了解

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