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漫步月球()

时间:2023-02-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:目前,关于月亮形成的最重要的学说认为,月亮是在大约45亿年前,由于一颗大小近似火星的星体强烈碰撞并划过地球形成的。这样,月球所形成的核心所占质量当然比不上地球的核心了。月球是不是行星,天文学家们对此有不同意见。月球俗称月亮,是地球唯一的天然卫星,也是离地球最近的天体,与地球相距约38万千米。月球的半径是1738千米,是地球的27.28%,而太阳的半径是地球的109倍

浩瀚星空中,最引人注目的天体要数月亮了,它那变化万千的外貌,它所承载的美丽动人的神话传说,为人间平添了多少美好的想象。“嫦娥奔月”的故事在民间广为流传,可以说是家喻户晓,妇孺皆知。每当盛夏的夜晚,老奶奶总是一边摇着扇子,一边给小孙孙讲述着这个古老的故事:巍峨的广寒宫,寂寞无助的嫦娥,被吴刚砍了又长,长了又砍的桂花树,三条腿的蛤蟆,会捣药的小白兔……。我们仰望圆圆的月亮,似乎也隐约发现了里面的嫦娥和桂树,真实的月球又是什么样呢?本章我们一起去参观。

初识月球

每当夜幕降临,一轮明月升上夜空,清澈的月光洒满大地,让人产生无数情思遐想。文人墨客更是对月亮倍加青睐,唐代诗人张若虚的“江上何人初见月,江月何年初照人”,唐代诗人李白的“举头望明月、低头思故乡”几乎人人会背。还有宋代文学家苏东坡的“水调歌头”:“人有悲欢离合,月有阴晴圆缺,此事古难全。但愿人长久,千里共婵娟”。表达了多少人企盼团圆的愿望。这些都可称得上是脍炙人口的咏月佳句。

月球俗称月亮,也称太阴。在中国古代神话中,关于月亮的故事数不胜数。古希腊神话中,月亮女神的名字叫阿尔特弥斯,同时她也是狩猎女神。月球的天文符号好象弯弯的娥眉,同时象征着阿尔特弥斯的神弓。

皓月当空,我们能够清楚地看到它上面有阴暗的部分和明亮的区域。早期的天文学家在观察月球时,以为发暗的地区都有海水覆盖,因此把它们称为“海”。著名的有云海、湿海、静海等。在我国古代诗文中月亮有许多有趣的美称:

素娥(素娥即月亮之别称——《幼学琼林》);冰轮(玉钩定谁挂,冰轮子老辙——陆游);玉轮(玉轮轧露湿团光,鸾珮相逢桂香陌——李贺);玉蟾(凉烟霭外,三五玉蟾秋——方干);桂魄(桂魄飞来光——贾岛);顾菟(阳鸟未出谷,顾菟半藏身——李白);婵娟(但愿人长久,千里共婵娟——苏轼)。此外,月球还有许多别致的雅号,如玉弓、姮娥、玉桂、玉盘、玉钩、玉镜、冰镜、广寒宫、嫦娥、玉羊等。

目前,关于月亮形成的最重要的学说认为,月亮是在大约45亿年前,由于一颗大小近似火星的星体强烈碰撞并划过地球形成的。当时的碰撞形成的大量熔化的岩石碎片和尘埃被甩到地球周围轨道之内,经过一段时间的相互碰撞和聚集而形成了今天的月亮。

对这种学说的有力支持来自阿波罗登月计划的发现。宇航员们从月球上采集的土壤标本表明,月球上的矿物质和地球上的是相似的,这使得科学家们确信,地球和月亮有着共同的起源。

有些学者对碰撞学说持不同的看法,他们认为月亮和地球是在同一时期,由同一团岩石和尘埃分别独立形成的。但是我们已经从“月球勘探者”的发现知道,月球的核心只占其质量的2%到4%,远远小于地球核心所占的30%,如果它们来自同一起源,至少两者核心所占的比例应当相近。所以这种说法并不太成立。

更合理的解释是,由于45亿年前的那次碰撞发生在地球外层,地球的铁核并没有被触及,而外层含铁较少、密度较小的岩石部分脱离出去形成了月球。这样,月球所形成的核心所占质量当然比不上地球的核心了。

月球与地球关系密切,形影相随。月球也有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60~65公里。月壳下面到1000公里深度是月幔,它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核,月核的温度约为1000度,很可能是熔融状态的。月球直径约3476公里,是地球的3/11。体积只有地球的1/49,质量约7350亿亿吨,相当于地球质量的1/81,月面的重力差不多相当于地球重力的1/6。

月球是地球唯一的天然卫星,是距离我们最近的天体,它与地球的平均距离约为384401千米。它的平均直径约为3476千米,表面积有3800万平方千米,来对比的话,不及亚洲的面积大。

知识点

矿物质

矿物质,又称无机盐,是人体内无机物的总称。是地壳中自然存在的化合物或天然元素。矿物质和维生素一样,是人体必须的元素,矿物质是无法自身产生、合成的,每天矿物质的摄取量也是基本确定的,但随年龄、性别、身体状况、环境、工作状况等因素有所不同。

人体必须的矿物质有钙、磷、钾、钠、氯等需要量较多的宏量元素,铁、锌、铜、锰、钴、钼、硒、碘、铬等需要量少的微量元素。但无论哪中元素,和人体所需蛋白质相比,都是非常少量的。

各种矿物质在人体新陈代谢过程中,每天都有一定量随各种途径,如粪、尿、汗、头发、指甲、皮肤及黏膜的脱落排出体外。因此,必须通过饮食补充。由于某些无机元素在体内,其生理作用剂量带与毒性剂量带距离较小,故过量摄入常不仅无益反而有害,特别要注意用量不宜过大。根据矿物质在食物中的分布及其吸收、人体需要特点,在我国人群中比较容易缺乏的有钙、铁、锌。

延伸阅读

月球是行星还是卫星

美国著名地球物理学爱拜塞尔在《地球》一书中提出:“近代太阳系形成学说确认月球是个正统的行星。实际上地球和月球是一个双星系统的关系,而绝不是从属于地球的母子关系。”他的证据是:(1)在形成年代上,月球略早于地球;(2)地、月的直径比和质量比相差不多,卫星与主体行星之间这样大的比值在太阳系中“只此一家”;(3)地球属于类地行星,而类地行星除地球和火星以外,其他的都无卫星;(4)月球并没有绕着地球旋转,而是伴着地球对转。在太阳系中,其他行星的公转轨道都是比较光滑的图形,唯有地球的公转轨道是波浪般的图形。

月球是不是行星,天文学家们对此有不同意见。我国紫金山天文台的科学家认为,月球形成的年代是否早于地球至今尚无定论,而且即使我们承认月球的“年岁”高于地球,也不能就由此推论月球不是地球的卫星了。因为关于卫星和中心行星的“年岁”是一种历史上的月地关系,而月球是否是地球的卫星,却是一个卫星的概念和定义的问题,是一种现实的月地关系。月球的质量虽大,但还是在其作为地球卫星所应有质量的合理范围之内;而月球相伴地球“对转”、地球轨道“波浪形”起伏,也完全符合力学规律,月球在它漫长的演化史上很可能曾经是一颗行星,但它现在确确实实是一颗卫星。

坑坑洼洼的月表

月球俗称月亮,是地球唯一的天然卫星,也是离地球最近的天体,与地球相距约38万千米。平时我们见到的月亮感觉和太阳差不多大,但实际上月亮比太阳小得多。月球的半径是1738千米,是地球的27.28%,而太阳的半径是地球的109倍,那么太阳就有6400万个月亮那么大。

月球表面既无大气,也无水分,没有风霜雪雨,没有江河湖海,更不要说鸟语花香的生命现象了。一句话,月球是个死寂的星球。但是,这并不意味着月面上什么变化都没有发生过,它表面的辉光现象就是一例。月球表面有时突然出现某种发光现象,甚至还有颜色变化,这些“月面暂现”现象,说明月球表面经常变化不断,引起了天文学家们的兴趣和关注。

1958年11月3日凌晨,前苏联科学家柯兹列夫在观测月球环形山的时候,发现阿尔芬斯环形山口内的中央峰,变得又暗又模糊,并发出一种从未见过的红光。两个多小时之后,他再次观测这片区域时,山峰发出白光,亮度比平常几乎增加了一倍,第二夜,阿尔芬斯环形山才恢复原先的面目。

柯兹列夫认为,他所观测到的是一次比较罕见的月球火山爆发现象。他说,阿尔芬斯环形山中央峰亮度增加的原因,在于从月球内部向外喷出了气体,至于开始时山峰发暗和呈现出红色,那是因为在气体的压力下,火山灰最先冲出了火山口。

柯兹列夫的观点遭到了一些人的反对,其中包括一些颇有名望的天文学家。他们承认阿尔芬斯环形山的异常现象是存在的;但认为不能解释为通常的火山爆发,而是月球局部地区有时发生的气体释放过程。在太阳光的照耀下,即使是冷气体也会表现出柯兹列夫所注意到的那些特征。

早在1955年,柯兹列夫就在另一座环形山——阿利斯塔克环形山口,发现过类似的异常发亮现象,他也曾怀疑那是火山喷发。1961年,柯兹列夫又在阿利斯塔克环形山中央观测到了他熟悉的异常现象,不同的是,光谱分析明确证实这次所溢出的气体是氢气。

我们称之为“环形山”的“疤痕”形成于距今38到41亿年前,科学家印证,“肇事者”就是宇宙中的岩石。现在,虽然这些“疤痕”让月球的“脸蛋”坑坑洼洼,但是它们并不会受到很多侵蚀,主要有两个原因:其一,月球的地质活动并不活跃,因此这里不会像地球那样频繁发生大地震、火山爆发等,从而导致地形地貌的大变动。其二,由于月球几乎没有大气层,也就没有风和雨,因此表面侵蚀作用就很少发生。

月球表面的环形山通常指碗状凹坑结构的坑。这些布满月球表面的大大小小圆形凹坑,称为“月坑”,大多数月坑的周围环绕着高出月面的环形山。月面上最大的环形山为月球南极附近的“贝利环形山”,直径达295公里。小的月坑直径只有几十厘米甚至更小。直径大于1000米的月坑总数达到了33000个以上。其中大的直径超过100公里,占月面的7-10%。月球背面的环形山更多。环形山大多数以著名天文学家或其他学者的名字命名,月球背面的环形山中,有六座分别以我国古代天文学家名字命名。

2007年10月24日,我国首颗月球探测卫星“嫦娥一号”从西昌卫星发射中心腾空而起,在经过近20天的飞行后,准确进入环月工作轨道。此后不久,“嫦娥一号”对月球的背面进行了探测,发现那里与月球正面有着明显的不同:月球背面的月陆(也称高地)分布面积广,没有大型的月海盆地,只有三个较小的月海;而月球的正面则拥有月球90%的月海。除此之外,月球背面几乎没有明显的山脉;正面山脉较多,如阿尔卑斯山、亚平宁山等。

月面上高出月海的地区称为月陆,一般比月海水准面高2-3千米,由于它反照率高,因而看来比较明亮。在月球正面,月陆的面积大致与月海相等。但在月球背面,月陆的面积要比月海大得多。从同位素测定知道月陆比月海古老得多,是月球上最古老的地形特征。

在月球上,除了犬牙交差的众多环形山外,也存在着一些与地球上相似的山脉。月球上的山脉常借用地球上的山脉名,如阿尔卑斯山脉,高加索山脉等,其中最长的山脉为亚平宁山脉,绵延1000千米,但高度不过比月海水准面高三、四千米。山脉上也有些峻岭山峰,过去对它们的高度估计偏高。现在认为大多数山峰高度与地球山峰高度相仿。月球上的山脉有一普遍特征:两边的坡度很不对称,向海的一边坡度甚大,有时为断崖状,另一侧则相当平缓。

除了山脉和山群外,月面上还有四座长达数百千米的峭壁悬崖。其中三座突出在月海中,这种峭壁也称“月堑”。

知识点

反照率

反照率指是天体表面全部被照明的部分向各个方向散射的光流。

它表示的是被天体表面反射到空间的太阳能的份额。暗黑物体比白色物体反照率低。一个反照率为1的物体可将入射到它表面的全部光反射出去,这个物体是纯白的;反之,反照率为零的物体则是纯黑的。由此可见,行星和卫星的反照率定量地表明覆盖在它们表面上物质的特性。

延伸阅读

月球上有空气和水吗

如果我们认为,月球和地球是在同一个时期,由同一些物质形成的,我们就应该承认,它们的演化模式很可能也是相同的。照这么说来,月球在演化的早期阶段曾经有过大气,也曾有过某种形式的水。

那么,为什么地球上仍存在着空气和水,而月球上却没有呢?多数科学家认为,问题的答案应该到地球与月球的引力差异中去找。

地球的引力强大到足以把空气和水留住在地球上,而月球却不能,因为它的引力不够强。因此,经过千百万年的演变之后,它的空气和水分都跑到宇宙空间去了。

可是,月球上还剩下一点点空气的痕迹,它们以气体分子的形式残留在月球表面的那些裂缝里。最乐观的估计,认为月球大气最多只有地球大气的百万分之一,这大致相当于地球高空100多千米处的大气密度。实际上,我们完全可以把月球看做是一个极端炎热、又极端寒冷,既无空气、又无水分的天体。

所以,去月球探险的那些宇航员们都必须穿上特制的宇航服来抵御外界的极热和极冷,以及完全没有气压的环境和其他形形色色的危险;一套可随身携带的设备则提供呼吸所必需的氧气。

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