關(guān)于月球的科普知識
關(guān)于月球的科普知識
月球，是圍繞地球公轉(zhuǎn)的一顆自然固態(tài)衛(wèi)星，也是離地球最近的自然天體。以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于月球的科普知識，希望大家喜歡!
月球的科普知識
月球又稱“月亮”。在望遠(yuǎn)鏡發(fā)明之前，古代的人們只能在晴朗的夜晚，用眼睛仰望皎潔的明月。看到月亮表面有明有暗，形狀奇特，于是人們就編出如嫦娥奔月、吳剛伐桂、玉免搗藥等美麗神話。古希臘人則把月球看作美麗的狩獵女神阿爾忒彌斯，并且把女神狩獵時從不離身的銀弓作為月球的天文符號。
月球基本上沒有水，也就沒有地球上的風(fēng)化、氧化和水的腐蝕過程，也沒有聲音的傳播，到處是一片寂靜的世界。月球本身不發(fā)光，天空永遠(yuǎn)是一片漆黑，太陽和星星可以同時出現(xiàn)。
月球上幾乎沒有大氣，因而月球上的晝夜溫差很大。白天，在陽光垂直照射的地方，溫度高達(dá)127℃;夜晚溫度可低到-183℃。由于沒有大氣的阻隔，使得月面上日光強(qiáng)度比地球上約強(qiáng)1/3左右;紫外線強(qiáng)度也比地球表面強(qiáng)得多。由于月球大氣少，因此在月面上會見到許多奇特的現(xiàn)象，如月球上的天空呈暗黑色，太陽光照射是筆直的，日光照到的地方很明亮;照不到的地方就很暗。因此才會看到的月亮表面有明有暗。由于沒有空氣散射光線，在月球上星星看起來也不再閃爍了。
月面上到處是裸露的巖石和環(huán)形山的側(cè)影。整個月面覆蓋著一層碎石粒和浮土。從地球上看到的月球表面有明亮的區(qū)域和暗灰色部分。原來明亮的部分是月球表面的山區(qū)和高地，暗灰色部分是月球表面的平原。
月亮比地球小，直徑是3476公里，大約等于地球直徑的3/11。月亮的表面面積大約是地球表面積的1/14，比亞洲的面積還稍小一些;它的體積是地球的1/49，換句話說，地球里面可裝下49個月亮。月亮的質(zhì)量是地球的1/81;物質(zhì)的平均密度為每立方厘米3.34克，只相當(dāng)于地球密度的3/5。月球上的引力只有地球1/6，也就是說，6公斤重的東西到限月球上只有1公斤重了。人在月面上走，身體顯得很輕松，稍稍一使勁就可以跳起來，宇航員認(rèn)為在月面上半跳半跑地走，似乎比在地球上步行更痛快。
月球是離地球最近的天體，它是圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的、唯一的天然衛(wèi)星，它與地球的平均距離約384400公里。月球繞地球運(yùn)動的軌道是一個隨圓形軌道，其近地點(diǎn)(離地球最近時)平均距離為363300公里，遠(yuǎn)地點(diǎn)(離地球最遠(yuǎn)時)平均距離為405500公里，相差42200公里。
像地球一樣，月球也是南北極稍扁，赤道稍隆起的扁球。它的平均極半徑比赤道半徑短500米，南北極也不對稱，北極區(qū)隆起，南極區(qū)凹陷約400米。
月球在繞地球運(yùn)動的過程中，還要跟著地球一起繞太陽運(yùn)動。這就是說，月球繞地球運(yùn)動一周后，再回到的空間位置已不是原出發(fā)點(diǎn)了。由此可見，月球在運(yùn)動過程中還要參與多種系統(tǒng)的運(yùn)動。月球的運(yùn)動和其他天體一樣，月球也處于永恒的運(yùn)動之中。月球除東升西落外，它每天還相對于恒星自西向東平均移動13°多，因此，月亮每天升起來的時間，都比前一天約遲50分鐘。月亮的東升西落是地球自轉(zhuǎn)的反映;而自西向東的移動卻是月亮圍繞地球公轉(zhuǎn)的結(jié)果。月亮繞地球公轉(zhuǎn)一周叫做一個“恒星月”，平均是27天7小時43分11秒。月亮繞地球公轉(zhuǎn)的同時，它本身也在自轉(zhuǎn)。月亮的自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期是相等的，即1：1，月球繞地球一周的時間為也就是它自轉(zhuǎn)的周期。
月球這種奇特地自轉(zhuǎn)結(jié)果是：月球總以同一半面向著地球，而從地球上永遠(yuǎn)看不到月球背面是什么樣，只有靠探測器才能揭開月背千古之謎，人類的這個愿望早在30多年前就已實現(xiàn)了。 當(dāng)今大型天文望遠(yuǎn)鏡能分辯出月面上約50米(相當(dāng)于14層高樓)的目標(biāo)。
月球在我國古代詩文中有許多有趣的美稱： 玉免(著意登樓瞻玉免，何人張幕遮銀闕——辛棄疾);夜光(夜光何德，死則又育?——屈原);素娥(素娥即月亮之別稱——《幼學(xué)瓊林》);冰輪(玉鉤定誰掛，冰輪了無轍——陸游);玉輪(玉輪軋露濕團(tuán)光，鸞佩相逢桂香陌——李賀);玉蟾(涼宵煙靄外，三五玉蟾秋——方干);桂魄(桂魄飛來光射處，冷浸一天秋碧——蘇軾);蟾蜍(閩國揚(yáng)帆去，蟾蜍虧復(fù)團(tuán)——賈島);顧菟(陽鳥未出谷，顧菟半藏身——李白);嬋娟(但愿人長久，千里共嬋娟——蘇軾)。此外，月球還有許多別致的雅號，如玉弓、玉桂、玉盤、玉鉤、玉鏡、冰鏡、廣寒宮、嫦娥、玉羊等。
月球的形成背景
在46億年之前，地球正在孕育當(dāng)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(qiáng)。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(zhuǎn)中的月球在內(nèi)摩擦作用下，停止相對地球的自轉(zhuǎn)。當(dāng)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(dāng)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。
月球的成因探討
月球的起源莫衷一是。對月球的起源，歷史上大致有三大派。而后期則在各種說法的基礎(chǔ)上，結(jié)合研究結(jié)果而新形成了“碰撞說”，但并未定論。
分裂說
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《太陽系中的潮汐和類似效應(yīng)》一文中指出，月球本來是地球的一部分，后來由于地球轉(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，就是現(xiàn)在的太平洋。
這一觀點(diǎn)很快就受到了一些人的反對。他們認(rèn)為，以地球的自轉(zhuǎn)速度是無法將那樣大的一塊東西拋出去的。再說，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。可是通過對“阿波羅12號”飛船從月球上帶回來的巖石樣本進(jìn)行化驗分析，發(fā)現(xiàn)二者相差非常遠(yuǎn)。
俘獲說
這種假設(shè)認(rèn)為，月球本來只是太陽系中的一顆小行星，有一次，因為運(yùn)行到地球附近，被地球的引力所俘獲，從此再也沒有離開過地球。還有一種接近俘獲說的觀點(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，地球恐怕沒有那么大的力量能將它俘獲。
同源說
這一假設(shè)認(rèn)為，地球和月球都是太陽系中浮動的星云，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)和吸積，同時形成星體。在吸積過程中，地球比月球相應(yīng)要快一點(diǎn)，成為“哥哥”。這一假設(shè)也受到了客觀存在的挑戰(zhàn)。通過對“阿波羅12號”飛船從月球上帶回來的巖石樣本進(jìn)行化驗分析，人們發(fā)現(xiàn)月球要比地球古老得多。有人認(rèn)為，月球年齡至少應(yīng)在53億年左右。
碰撞說
這一假設(shè)認(rèn)為，太陽系演化早期，在星際空間曾形成大量的“星子”，先形成了一個相當(dāng)于地球質(zhì)量0.14倍的天體星子，星子通過互相碰撞、吸積而長合并形成一個原始地球。這兩個天體在各自演化過程中，分別形成了以鐵為主的金屬核和由硅酸鹽構(gòu)成的幔和殼。由于這兩個天體相距不遠(yuǎn)，因此相遇的機(jī)會就很大。
一次偶然的機(jī)會，那個小的天體以每秒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)動狀態(tài)，使地軸傾斜，而且還使那個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)，主要有碰撞體的幔組成，也有少部分地球上的物質(zhì)，比例大致為0.85:0.15。在撞擊體破裂時與幔分離的金屬核，因受膨脹飛離的氣體所阻而減速，大約在4小時內(nèi)被吸積到地球上。飛離地球的氣體和塵埃，并沒有完全脫離地球的引力控制，通過相互吸積而結(jié)合起來，形成幾乎熔融的月球，或者是先形成一個環(huán)，在逐漸吸積形成一個部分熔融的大月球。這個版本被普遍認(rèn)可。
然而，隕石分析表明火星和行星這些太陽系內(nèi)的天體具有與地球大不相同的氧和鎢同位素組成。而地球和月球具有幾乎相同的同位素組成。發(fā)表在2012年的對Apollo月球樣本所作的鈦同位素分析也表明月球和地球具有相同的組成。這與月球形成的碰撞說相矛盾。
既然月球既不是被地球俘獲的一個現(xiàn)成天體，也不是地球與別的天體碰撞的產(chǎn)物。因此，月球只能是地球自身的產(chǎn)物。但是，地球也不具有足夠的轉(zhuǎn)速來把與地球緊密相連的月球部分隨意拋出去。因此，月球應(yīng)該是在特殊力的綜合作用下從地球分離出來，進(jìn)入繞地球旋轉(zhuǎn)的軌道，形成環(huán)地衛(wèi)星。
不過，現(xiàn)在越來越多的事實證明月球并不是天然衛(wèi)星，甚至有人大膽提出月球是外星人造來監(jiān)控地球的，或是人類智慧的祖先造的，月球的誕生仍舊是個謎。
月球的結(jié)構(gòu)特征
亮度
月球本身并不發(fā)光，只反射太陽光。月球亮度隨日月間角距離和地月間距離的改變而變化，滿月時的亮度比上下弦要大十多倍。
月球平均亮度為太陽亮度的1/465000，亮度變化幅度從1/630000至1/375000。滿月時亮度平均為 -12.7等(見)。它給大地的照度平均為0.22勒克斯，相當(dāng)于100瓦電燈在距離21米處的照度。月面不是一個良好的反光體，它的平均反照率只有9%，其余91%均被月球吸收。月海的反照率更低，約為7%。月面高地和環(huán)形山的反照率為17%，看上去山地比月海明亮。
月球到地球的距離相當(dāng)于地球到太陽的距離的1/400，所以從地球上看月亮和太陽一樣大。
大氣環(huán)境
由于月球上沒有大氣，再加上月面物質(zhì)的熱容量和導(dǎo)熱率又很低，因而月球表面晝夜的溫差很大。白天，月球表面在陽光垂直照射的地方溫度高達(dá)127℃;夜晚，其表面溫度可降低到-183℃。用射電觀測可以測定月面土壤中的溫度，這種測量表明，月面土壤中較深處的溫度很少變化，這正是由于月面物質(zhì)導(dǎo)熱率低造成的。
分層結(jié)構(gòu)
從月震波的傳播了解到月球也有殼、幔、核等分層結(jié)構(gòu)。最外層的月殼平均厚度約為60-64.7公里。月殼下面到1000公里深度是月幔，它占了月球的大部分體積。
月幔下面是月核，月核的溫度約為1000℃，所以很可能是熔融狀態(tài)的據(jù)推測大概是由Fe-Ni-S和榴輝巖物質(zhì)構(gòu)成。
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