月球是怎么樣形成的 月球形成假說
分裂說
月球的共振潮汐分裂說是月球起源研究中著名的假說之一。
月球的共振潮汐分裂說堅持月球是地球的親生女兒,即月球是從地球中分裂出來的。堅持這一假說的科學家認為,在地球形成的早期,地球呈熔融態(tài),由于潮汐共振作用,地球自轉不穩(wěn)定,即使只考慮地球和月球的角動量,當時地球自轉的周期也僅有4小時,加上太陽的潮汐作用,地球的自轉周期可縮短到2小時,因此有理由相信,在地球歷史的早期,地球飛快地旋轉,其自轉速率比現(xiàn)在要高得多。若初期的地球是熔融狀態(tài),地球物質(zhì)在地赤道面上將出現(xiàn)膨脹區(qū),使在赤道面上的一部分熔體分離,或者說這部分熔融物質(zhì)在地球高速自轉情況下從赤道區(qū)被甩了出去,甩出去的物質(zhì)在地球附近的行星際空間凝聚,冷凝后形成月球。一些持這種假說的人還認為,地球上的太平洋就是分裂出月球后留下的“疤痕”。由于這種假說提出月球是從地球分離出去的,因此這種假說被形象地比喻為“母女說”。不過,由于地月年齡相差太大----月球甚至可能與宇宙同齡,且地月地質(zhì)不同,現(xiàn)在已經(jīng)被大多數(shù)科學家所擯棄。
同源說
與俘獲說、分裂說和碰撞成因說一樣,月球的同源說也是月球起源研究的著名假說之一。
月球起源的同源說堅信月球與地球是姐妹或兄弟關系,月球與地球在太陽星云凝聚過程中同時“出生”,或者說在星云的同一區(qū)域同時形成了地球和月球。
主張這一假說的科學家認為,在原始太陽星云內(nèi),溫度和化學成分取決于與太陽的距離。太陽系的各個行星是在星云中不同的區(qū)域、由不同化學成分的星云物質(zhì)凝聚、吸積而形成的。月球與地球在太陽星云中相距較近,形成過程相似,屬于同時形成的“兄弟”。對于地球與月球成分上的差異,他們解釋說,形成行星時,開始是凝聚、吸積并形成以鐵為主要成分的行星核,金屬核進一步增長之后,星云中殘留的非金屬物質(zhì)才凝聚,月球就是地球形成后剩下的殘余物質(zhì)所組成的。同源說力圖合理解釋地球與月球成分差異和月球的核、幔與殼的組成,但其模式與太陽星云的凝聚過程和地月系的運動特征不盡相符。因此,這一假說也不盡人意。
俘獲說
月球捕獲說認為,月球是地球搶過來的“女兒”,即地球與月球由不屬于同一星云團的物質(zhì)形成,由于地-月軌道的變化,在1——10個地球半徑范圍內(nèi),外來的月球在飛過地球附近時被地球的強大引力所捕獲,最終成為一顆環(huán)繞地球運行的衛(wèi)星。
主張俘獲說的科學家認為,地球和月球處在太陽星云的不同部位,由化學成分不同的星云物質(zhì)凝聚而形成。月球原來的運行軌道與地球的軌道面交角很小(約5度),當月球運行到地球附近時,在地月距離為10個地球半徑的范圍內(nèi),月球可能被地球俘獲而成為地球的衛(wèi)星。
著名有天文學家阿爾芬認為,月球曾經(jīng)是一個獨立的行星,月球被地球俘獲時,與地球的距離大約為26個地球半徑,與地球的平面的交角為149度。如果月球進入地球的洛希限,潮汐會產(chǎn)生很強的非均一重力場,月球表面的巖石將會破碎,并進入月球運行的軌道空間,大部碎片物質(zhì)又返回月球,撞擊月球,在月表產(chǎn)生大量的月海盆地。月球正面在39億年前發(fā)生的開鑿月海事件——雨海事件也許是俘獲說的重要證據(jù)。通過地月軌道的精細計算及激光測距的數(shù)據(jù)表明,現(xiàn)今月球的軌道愈來愈遠離地球,每年后退約3.8厘米。不過,俘獲說只能解釋部分觀測事實,不能令人滿意。因此,不斷有人另辟蹊徑,提出新的假說。
形成背景
在46億年之前,地球正在孕育當中,地球上的生命更沒有誕生。太陽系還處于混沌初開的太陽星云階段。在年輕太陽的周圍,龐大的氣體塵埃星云中,塵埃與塊狀巖石不斷的凝聚、碰撞、吸積,星云中的部分物質(zhì)開始生成為環(huán)繞太陽的行星和衛(wèi)星系統(tǒng)。
月球和地球一樣都是恒星碎片匯聚而成,開始月球質(zhì)量很小,恒星碎片撞擊月球的動能也很小,隨著月球質(zhì)量的增加,在萬有引力作用下,恒星碎片撞擊月球的速度加快。撞擊月球的動能在不斷增強。月球表面開始融化,慢慢月球表面形成熾熱的巖漿。這時月球的球體被地球的引力拉長,自轉中的月球在內(nèi)摩擦作用下,停止相對地球的自轉。當月球慢慢冷卻形成殼體,月球就形成今天有平衡動的現(xiàn)象。當殼體固定下來,殼體內(nèi)的巖漿,會慢慢冷卻收縮。慢慢巖漿就會和殼體脫離,隨著時間的推移,殼體內(nèi)就會形成很大的空間。巖漿在萬有引力作用下,會自然形成球體,這時月球殼體內(nèi)就形成一個很大的空間。因月球最初形成時,恒星碎片動能很小,地核越往里溫度越低。