月球的起源
月球的起源問題非常古老,也是科學(xué)界爭論不休的題目.
月球的形成有以下幾個觀點.
一.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)家達爾文的兒子喬治·達爾文就在《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.這一觀點很快就收到了一些人的反對.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,那麼二者的物質(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行化驗分析,發(fā)現(xiàn)二者相差非常遠(yuǎn).
二.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認(rèn)為,地球不斷把進入自己軌道的物質(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,向月球這樣大的星球,地球恐怕沒有那麼大的力量能將它俘獲.
三.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,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70億年左右.
四.大碰撞說.這是近年來關(guān)于月球成因的新假設(shè).1986年3月20日,在休士頓約翰遜空間中心召開的月亮和行星討論會上,美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室的本茲、斯萊特里和哈佛大學(xué)史密斯天體物理中心的卡梅倫共同提出了大碰撞假設(shè).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”,星子通過互相碰撞、吸積而長大.星子合并形成一個原始地球,同時也形成了一個相當(dāng)于地球質(zhì)量0.14倍的天體.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),因此相遇的機會就很大.一次偶然的機會,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),膨脹的氣體以及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,他們通過相互吸積而結(jié)合起來,形成全部熔融的月球,或者是先形成幾個分離的小月球,在逐漸吸積形成一個部分熔融的大月球.