月球是被地球「吸引」過來的嗎?

科學維他命 發佈 2020-03-20T05:58:26+00:00

月球從外到內大概分為三個區域,從月面向內60~ 65千米是月殼,主要是氧 、矽、鎂、鐵、鈣和鋁,但是重要的微量和痕量元素, 如鈦、鉀和氫等也都存在。

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月球是地球的衛星,月球在地球的生命形成過程中扮演著重要角色,至今月球對地球的生命有著非常重要的作用,首先它的存在讓地球的公轉狀態形成了一定的傾斜角,正是這個傾斜角讓地球產生了四季變化;同時月球的引力讓地球產生了潮汐現象,潮汐對於地球上的熱量輸送起到很大作用,它可以把赤道附近的熱量輸送到南北寒帶海域,即分散了熱帶地區的熱量,又為寒帶輸送熱量不至於那麼寒冷;還有月球是地球的「貼身保鏢」,億萬年來為地球阻擋了多少小行星、隕石的撞擊,它身上密密麻麻的隕石坑就是證據。月球對地球如此重要,那麼月球是怎麼形成的?



月球是怎麼形成的?


最早的月球形成理論是地球分裂假說,早在1898年,著名生物學家達爾文的兒子喬治·達爾文就在《太陽系中的潮汐和類似效應》一文中指出,月球本來是地球的一部分,後來由於地球轉速太快,把地球上一部分物質拋了出去,這些物質脫離地球後形成了月球,而遺留在地球上的大坑,就是現在的太平洋。這一觀點很快就收到了一些人的反對,他們認為,以地球的自轉速度是無法將那樣大的一塊東西拋出去,如果月球是地球拋出去的,那麽二者的物質成分就應該是一致的,可是通過對「阿波羅12號」飛船從月球上帶回來的岩石樣本進行化驗分析,發現二者相差非常遠。

其後科學家又提出了地球俘獲理論,月球本來只是太陽系中的一顆小行星,後來月球運動到地球附近,被地球引力「俘獲」,才開始圍繞地球運動。但太陽引力遠大於地球,按照這一理論,月球應該更可能被太陽俘虜才對。

於是還有人認為地球和月球是同一時期形成的,這稱為共同形成理論,物質受到引力影響互相靠攏,逐漸形成了地球和月球,這一說法可以解釋地球與月球物質的相似性,但卻無法解釋地月之間密度的差異性。相同的重金屬組成的星球應該具有相似的密度才對。但這三種假說都不夠完善。

目前最流行,被多數天文學家接受的是大碰撞理論。它綜合了上述三種假說的優點,這一假說認為:在太陽系早期,原始地球剛形成的時候,有一個火星質量大小的天體撞上了地球。劇烈的碰撞使地軸傾斜,碰撞產生的熱量把該天體的殼層和幔層熔化、蒸發,並攜帶一些小碎片、塵埃飛離地球。這些碎片在環繞地球的軌道上運動,在引力作用下慢慢聚集,最終形成現在的月球。而外來天體的金屬核則被蒸發的氣體減速,很快落到地球表面上,與地球合為一體。大碰撞理論得到了化學、地質學等方面證據的支持,現在看來是最具有說服力的月球形成理論。


為什麼月球物質比地球物質「輕」?


這主要取決於地球和月球的內部結構的不同。月球從外到內大概分為三個區域,從月面向內60 ~ 65千米是月殼,主要是氧 、矽、鎂、鐵、鈣和鋁,但是重要的微量和痕量元素, 如鈦、鉀和氫等也都存在。再向內離月球中心約1600 ~500千米的範圍屬於月幔,主要組成礦物是橄欖石、直輝石類和斜輝石類,並且比地球含有更多的鐵元素。最中心直徑約300 ~ 500 千米的範圍是月核。月核又分為內核和外核:內核是一個固態、含鐵豐富的球體,直徑約240千米,在內核之外還有個主要成分為鐵的液態外核。

月球核心不到月球大小的1%,而其他大多數類地型天體幾乎都占10%。從下表可以看到:月殼、月幔的密度分別與地殼、地幔類似,但是鐵核的密度比地球小,而且鐵核所占的體積比例也低,因此和地球相比月球的平均密度較小。


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