關于月球形成的假說
關于月球形成的假說
月球是地球的衛(wèi)星，那么月球形成的假說有哪些呢?學習啦小編在此整理了月球形成的假說，供大家參閱，希望大家在閱讀過程中有所收獲!
月球形成的假說1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，且地月地質不同，現(xiàn)在已經被大多數(shù)科學家所擯棄。
月球形成的假說2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，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才凝聚，月球就是地球形成后剩下的殘余物質所組成的。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。
月球形成的假說3俘獲說
月球俘獲說認為，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形成，由于地-月軌道的變化，在1～10個地球半徑范圍內，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，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，大部碎片物質又返回月球，撞擊月球，在月表產生大量的月海盆地。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。通過地月軌道的精細計算及激光測距的數(shù)據表明，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。
月球形成的假說4撞擊說
分裂說、同源說、浮獲說這些關于月球起源的假說只能解釋部分觀測事實，不能令人滿意。因此不斷有科學家另辟蹊徑，提出新的假說。其中，20世紀80年代中期提出的撞擊成因說引起了人們的極大關注，它能解釋更多的觀測事實，是當前較合理的月球起源假說。
撞擊成因說也被稱為“大碰撞分裂說”，這一假說認為，地球早期受到一個火星大小的天體撞擊，撞擊碎片(即兩個天體的硅酸鹽幔的一部分)最終形成了月球。
撞擊成因說認為，在太陽系形成早期，行星際空間有大量星云，星云經過碰撞、吸積而逐漸增大。大約在相當?shù)卦孪到y(tǒng)存在的空間范圍內，形成了一個質量相當于現(xiàn)在地球質量9/10的“原地球”和另一個火星大小的天體“原月球”。這兩個天體在各自的演化過程中都形成了以鐵為主的金屬核和由硅酸鹽組成的幔和殼。由于這兩個天體相距不遠，因此有機會發(fā)生碰撞。劇烈的碰撞不僅使“原地球”的自轉產生了偏斜，而且使“原月球”碎裂，幔和殼變熱蒸發(fā)，膨脹的氣體“裹挾”著塵埃和少量的幔物質飛離原月球。被分離的金屬核因受膨脹氣體的阻礙而減速，被“原地球”吸積并變成了地球的一部分。飛離的氣體塵埃物質受地球引力的作用，呈盤狀分布在洛希限以外的空間，它們通過吸積，先形成一些小天體，然后像滾雪球一樣不斷吸積增長，最終形成現(xiàn)在的月球。
撞擊成因說可以合理地解釋地月系統(tǒng)的基本特征，如地球自轉軸的傾斜與自轉加速、月球軌道與地球赤道面的不一致、月球是太陽唯一的與主行星質量比為1/81的衛(wèi)星、月球富含難熔元素而匱乏揮發(fā)性元素和親鐵元素、月球的密度比地球低以及月球形成初期曾產生過廣泛熔融、存在過巖漿洋等事實，因此撞擊成因說是當今較為合理、較為成熟的月球起源學說，逐漸獲得了大多數(shù)學者的支持。
2006年，歐洲宇航局的繞月航天器Smart-1完成對月球表面化學成分的測定，測定結果顯示月球表面含有包括鈣和鎂在內的一些化學元素。一直以來人們關于月球是由地球一部分被撞擊分裂形成存在爭議，這次發(fā)現(xiàn)為月球起源的“撞擊分裂說”提供了有力證據。
20世紀60年代晚期和20世紀70年代早期，美國宇航員阿波羅號登月任務中帶回月巖樣本，自那以后，行星學家們對這些月巖與地球深出地函區(qū)域發(fā)現(xiàn)的巖石十分的相似感到驚訝。當更多的科學家細致的觀察了月巖，月球起源問題變得更具有懸疑，科學家們發(fā)現(xiàn)月球與地球深處的巖石仍有著很大的差別。最關鍵的是，月巖當中的同位素與地球巖石當中的發(fā)現(xiàn)并不一致。
據一些科學家推測，在地球生成的早期，曾經有一個相當于火星大小的星球撞擊地球，造成的碎片后來聚集形成了月球。如果情況的確如此，月球的含鐵量將會比地球低，而鎂和鋁這樣的輕元素的含量則會高一些。
關于月球的起源另外一種理論認為，地球和月球是從一塊氣體塵埃云中同時產生兩個天體。但自從“阿波羅計劃”之后，科學家獲得了大量令人震撼的照片和382千克月球的土壤巖石，月球起源“撞擊分裂說”逐漸占據了上風。
月球形成的假說5核爆炸說
2010年初，南非和荷蘭的兩位科學家又提出了一種新的理論和解釋。他們認為，月球并非是由于太空撞擊或太空爆炸所造成的，而是由于地球自身的一次核爆炸而從地球分離出去的。
南非西開普大學科學家羅伯-德-梅耶爾和荷蘭阿姆斯特丹自由大學科學家維姆-范-維斯特倫恩是根據一種核裂變理論提出這種觀點的，這種核裂變理論早在19世紀初就有科學家描述過。該理論認為，地球和月球都來自宇宙中同一滴旋轉的熔巖，后來一部分分離出去形成了如今的月球。然而，除了撞擊原因以外，當時的科學家無法用其他理由來解釋形成月球的那一部分熔巖是如何分離出去的。
兩位科學家認為，形成月球的那部分熔巖是在地球的一次核爆炸中脫離出去的。在他們的研究論文--《月球起源的另一種假設》中，兩位科學家解釋說，如果月球是由于一次撞擊性的外部力量而從地球分離出去的話，那么它應該由撞擊天體和地球的某些物質組成。他們說，“太陽系進化的模型顯示，地球的化學組成和撞擊天體的化學組成不可能是同樣的。”
然而，根據探測到的月球標本顯示，月球在化學組成上幾乎與地球是相同的。這一發(fā)現(xiàn)表明，月球的分離過程沒有撞擊天體的介入。科學家們在研究論文中解釋說，“月球的化學組成與地球越相似，說明月球越有可能是直接形成于地球物質。”
因此，科學家們相信，造成月球直接從地球分離出去并進入軌道的能量是由地球地幔邊界的一種超臨界反應堆所產生。這種反應堆產生足夠的熱量使得地球上的硅酸鹽等物質被蒸發(fā)并噴射出去。美國《科技新時代》雜志科學家克雷-迪洛維也支持兩位科學家的觀點。迪洛維認為，“根據他們的解釋，地心引力在地球的赤道平面附近的地表濃縮了大量的重金屬，如鈾和釷等。當這些重金屬積聚到足夠多，濃度足夠大，就會產生一種失控的核鏈式反應，這和核電站的某些原理有些相似。”
迪洛維解釋說，“通過這種方式，一種自然形成的地球核反應堆被推到了超臨界水平，然后就會爆炸。月球從地球分離出去后，被巨大的核爆炸力量推動進入公轉軌道。當然，這種理論很難檢驗。但是，人們確實知道地球核反應堆的存在，它所產生的遺留物就是如今開采的鈾礦。”
梅耶爾和維斯特倫恩認為，要想證明他們的理論，需要依靠未來的月球探測任務帶回月球更深內部的物質樣本。
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