月球是怎么樣形成的 月球形成假說(shuō)
分裂說(shuō)
月球的共振潮汐分裂說(shuō)是月球起源研究中著名的假說(shuō)之一。
月球的共振潮汐分裂說(shuō)堅(jiān)持月球是地球的親生女兒,即月球是從地球中分裂出來(lái)的。堅(jiān)持這一假說(shuō)的科學(xué)家認(rèn)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(zhuǎn)不穩(wěn)定,即使只考慮地球和月球的角動(dòng)量,當(dāng)時(shí)地球自轉(zhuǎn)的周期也僅有4小時(shí),加上太陽(yáng)的潮汐作用,地球的自轉(zhuǎn)周期可縮短到2小時(shí),因此有理由相信,在地球歷史的早期,地球飛快地旋轉(zhuǎn),其自轉(zhuǎn)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(shuō)這部分熔融物質(zhì)在地球高速自轉(zhuǎn)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(shuō)的人還認(rèn)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(shuō)提出月球是從地球分離出去的,因此這種假說(shuō)被形象地比喻為“母女說(shuō)”。不過(guò),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(xué)家所擯棄。
同源說(shuō)
與俘獲說(shuō)、分裂說(shuō)和碰撞成因說(shuō)一樣,月球的同源說(shuō)也是月球起源研究的著名假說(shuō)之一。
月球起源的同源說(shuō)堅(jiān)信月球與地球是姐妹或兄弟關(guān)系,月球與地球在太陽(yáng)星云凝聚過(guò)程中同時(shí)“出生”,或者說(shuō)在星云的同一區(qū)域同時(shí)形成了地球和月球。
主張這一假說(shuō)的科學(xué)家認(rèn)為,在原始太陽(yáng)星云內(nèi),溫度和化學(xué)成分取決于與太陽(yáng)的距離。太陽(yáng)系的各個(gè)行星是在星云中不同的區(qū)域、由不同化學(xué)成分的星云物質(zhì)凝聚、吸積而形成的。月球與地球在太陽(yáng)星云中相距較近,形成過(guò)程相似,屬于同時(shí)形成的“兄弟”。對(duì)于地球與月球成分上的差異,他們解釋說(shuō),形成行星時(shí),開(kāi)始是凝聚、吸積并形成以鐵為主要成分的行星核,金屬核進(jìn)一步增長(zhǎng)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(shuō)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(yáng)星云的凝聚過(guò)程和地月系的運(yùn)動(dòng)特征不盡相符。因此,這一假說(shuō)也不盡人意。
俘獲說(shuō)
月球捕獲說(shuō)認(rèn)為,月球是地球搶過(guò)來(lái)的“女兒”,即地球與月球由不屬于同一星云團(tuán)的物質(zhì)形成,由于地-月軌道的變化,在1——10個(gè)地球半徑范圍內(nèi),外來(lái)的月球在飛過(guò)地球附近時(shí)被地球的強(qiáng)大引力所捕獲,最終成為一顆環(huán)繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星。
主張俘獲說(shuō)的科學(xué)家認(rèn)為,地球和月球處在太陽(yáng)星云的不同部位,由化學(xué)成分不同的星云物質(zhì)凝聚而形成。月球原來(lái)的運(yùn)行軌道與地球的軌道面交角很小(約5度),當(dāng)月球運(yùn)行到地球附近時(shí),在地月距離為10個(gè)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(xué)家阿爾芬認(rèn)為,月球曾經(jīng)是一個(gè)獨(dú)立的行星,月球被地球俘獲時(shí),與地球的距離大約為26個(gè)地球半徑,與地球的平面的交角為149度。如果月球進(jìn)入地球的洛希限,潮汐會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的非均一重力場(chǎng),月球表面的巖石將會(huì)破碎,并進(jìn)入月球運(yùn)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(kāi)鑿月海事件——雨海事件也許是俘獲說(shuō)的重要證據(jù)。通過(guò)地月軌道的精細(xì)計(jì)算及激光測(cè)距的數(shù)據(jù)表明,現(xiàn)今月球的軌道愈來(lái)愈遠(yuǎn)離地球,每年后退約3.8厘米。不過(guò),俘獲說(shuō)只能解釋部分觀測(cè)事實(shí),不能令人滿(mǎn)意。因此,不斷有人另辟蹊徑,提出新的假說(shuō)。
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(méi)有誕生。太陽(yáng)系還處于混沌初開(kāi)的太陽(yáng)星云階段。在年輕太陽(yáng)的周?chē)?,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(kāi)始生成為環(huán)繞太陽(yáng)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(kāi)始月球質(zhì)量很小,恒星碎片撞擊月球的動(dòng)能也很小,隨著月球質(zhì)量的增加,在萬(wàn)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(dòng)能在不斷增強(qiáng)。月球表面開(kāi)始融化,慢慢月球表面形成熾熱的巖漿。這時(shí)月球的球體被地球的引力拉長(zhǎng),自轉(zhuǎn)中的月球在內(nèi)摩擦作用下,停止相對(duì)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(dòng)的現(xiàn)象。當(dāng)殼體固定下來(lái),殼體內(nèi)的巖漿,會(huì)慢慢冷卻收縮。慢慢巖漿就會(huì)和殼體脫離,隨著時(shí)間的推移,殼體內(nèi)就會(huì)形成很大的空間。巖漿在萬(wàn)有引力作用下,會(huì)自然形成球體,這時(shí)月球殼體內(nèi)就形成一個(gè)很大的空間。因月球最初形成時(shí),恒星碎片動(dòng)能很小,地核越往里溫度越低。