成因探討
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)”。
分裂說(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,全月球表面巖石的年齡介于30--42億年之間,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,完全與“分裂說(shuō)”的理論相違背。
俘獲說(shuō)
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。
同源說(shuō)
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。
碰撞說(shuō)
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0.14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)有完全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。
2 手抄報(bào)二:地月關(guān)系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)生地震的導(dǎo)火索。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)全球范圍的影響效果,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2-3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。”
該文章另一位作者、加州大學(xué)洛杉磯分校地球與空間科學(xué)系教授約翰.維大說(shuō):“地震起因還是一個(gè)謎,而這一理論可以說(shuō)是其中的一種解釋。我們發(fā)現(xiàn)海平面高度在數(shù)米范圍內(nèi)的改變所產(chǎn)生的力量會(huì)顯著地影響地震發(fā)生的幾率,這為我們向徹底了解地震的起因邁出了堅(jiān)實(shí)的一步?!?/p>
哥奇蘭等人首次將潮的相位和潮的大小合并計(jì)算,并對(duì)地震和潮汐壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,采用的計(jì)算方法來(lái)自于日本地球科學(xué)與防災(zāi)研究所的地震學(xué)家田中。田中從1977年至2000年間全球發(fā)生的里氏5.5級(jí)以上的板塊間地震中,調(diào)查了2207次被稱為“逆斷層型”地震發(fā)生的地點(diǎn)、時(shí)間等記錄,以及與發(fā)生地震時(shí)月球引力的關(guān)系,結(jié)果發(fā)現(xiàn):地震發(fā)生的時(shí)間,與潮汐對(duì)斷層面的壓力有很高的關(guān)聯(lián)性,月球引力作用促使斷層錯(cuò)位時(shí),發(fā)生地震次數(shù)較多。
田中認(rèn)為:“月球的引力只有導(dǎo)致地震發(fā)生的地殼發(fā)生異常變化的作用力的千分之一左右,但它的作用是不可小視的,它是地震發(fā)生的最后助力,相當(dāng)于壓死駱駝的最后一根稻草。”
3 手抄報(bào)三:月食現(xiàn)象的介紹
月食是一種特殊的天文現(xiàn)象。指當(dāng)月球行至地球的陰影后時(shí),太陽(yáng)光被地球遮住。
也就是說(shuō),此時(shí)的太陽(yáng)、地球、月球恰好(或幾乎)在同一條直線,因此從太陽(yáng)照射到月球的光線,會(huì)被地球所掩蓋。
以地球而言,當(dāng)月食發(fā)生的時(shí)候,太陽(yáng)和月球的方向會(huì)相差180°。要注意的是,由于太陽(yáng)和月球在天空的軌道(稱為黃道和白道)并不在同一個(gè)平面上,而是有約5°的交角,所以只有太陽(yáng)和月球分別位于黃道和白道的兩個(gè)交點(diǎn)附近,才有機(jī)會(huì)連成一條直線,產(chǎn)生月食。
月食可分為月偏食、月全食兩種(沒(méi)有月環(huán)食,因?yàn)榈厍虮仍虑虼螅?。?dāng)月球只有部分進(jìn)入地球的本影時(shí),就會(huì)出現(xiàn)月偏食;而當(dāng)整個(gè)月球進(jìn)入地球的本影之時(shí),就會(huì)出現(xiàn)月全食。至于半影月食,是指月球只是掠過(guò)地球的半影區(qū),造成月面亮度極輕微的減弱,很難用肉眼看出差別,因此不為人們所注意。
月球直徑約為3476千米,大約是地球的1/4。在月球軌道處,地球的本影的直徑仍相當(dāng)于月球的2.5倍。所以當(dāng)?shù)厍蚝驮铝恋闹行拇笾略谕粭l直線上,月亮就會(huì)完全進(jìn)入地球的本影,而產(chǎn)生月全食。而如果月球始終只有部分為地球本影遮住時(shí),即只有部分月亮進(jìn)入地球的本影,就發(fā)生月偏食。月球上并不會(huì)出現(xiàn)月環(huán)食,因?yàn)樵虑虻捏w積比地球小的多。
太陽(yáng)的直徑比地球的直徑大得多,地球的影子可以分為本影和半影。如果月球進(jìn)入半影區(qū)域,太陽(yáng)的光也可以被遮掩掉一些,這種現(xiàn)象在天文上稱為半影月食。由于在半影區(qū)陽(yáng)光仍十分強(qiáng)烈,月面的光度只是極輕微減弱,多數(shù)情況下半影月食不容易用肉眼分辨。一般情況下,由于較不易為人發(fā)現(xiàn),故不稱為月食,所以月食只有月全食和月偏食兩種。
另外由于地球的本影比月球大得多,這也意味著在發(fā)生月全食時(shí),月球會(huì)完全進(jìn)入地球的本影區(qū)內(nèi),所以不會(huì)出現(xiàn)月環(huán)食這種現(xiàn)象。
每年發(fā)生月食數(shù)一般為2次,最多發(fā)生3次,有時(shí)一次也不發(fā)生。因?yàn)樵谝话闱闆r下,月亮不是從地球本影的上方通過(guò),就是在下方離去,很少穿過(guò)或部分通過(guò)地球本影,所以一般情況下就不會(huì)發(fā)生月食。
據(jù)觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì),每世紀(jì)中半影月食,月偏食、月全食所發(fā)生的百分比約為36.60%,34.46%和28.94%。
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