up太陰是月球的別稱

月亮是什么時候開始存在的呢？世界上最早試圖回答這個問題的，是英國天文學(xué)家小達(dá)爾文(他是提出生物進(jìn)貨論的生物學(xué)家達(dá)爾文的兒子)。他在1879年提出，月亮本來是地球的一部分，后來由于某種原因不明的災(zāi)變，被地球甩了出去，從而在地球上留下一個巨大的太平洋。這個假說有兩個根據(jù)：第一，太平洋能容納下月亮；第二，按照天文學(xué)的觀察和計算，月亮的密度約為3.3克／立方厘米，同地面巖石的密度差不多，而太平洋的洋底又沒有地殼中常見的花崗巖。

小達(dá)爾文的假說曾經(jīng)轟動一時，但對它抱懷疑態(tài)度的人也不少。有什么力量能夠把月亮那么大的東西從地球上“撕開”，拋到那么遠(yuǎn)的地方去呢？

1969年，美國宇航員登上月亮以后，科學(xué)家們仔細(xì)分析了他們帶回的月巖，發(fā)現(xiàn)月亮上巖石的年齡約為45億年，同地球的歲數(shù)差不多，它們的成分和結(jié)構(gòu)也同地球的巖石幾乎一樣。根據(jù)這一點，有人提出了一個同小達(dá)爾文相似的看法，認(rèn)為月亮曾經(jīng)是地球的一部分，不過，它是在地殼凝固以前脫離地球的，那時，地球的重物質(zhì)已在重力作用下向地核集中，外圍的物質(zhì)比較輕，加之整個結(jié)構(gòu)還是相當(dāng)松散的，所以要分裂出去并不太費勁。看來，這個假說比較合理。

月球有豐富的礦藏，據(jù)介紹，月球上稀有金屬的儲藏量比地球還多。月球上的巖石主要有三種類型，第一種是富含鐵、鈦的月海玄武巖；第二種是斜長巖，富含鉀、稀土和磷等，主要分布在月球高地；第三種主要是由0.1～1毫米的巖屑顆粒組成的角礫巖。月球巖石中含有地球中全部元素和60種左右的礦物，其中6種礦物是地球沒有的。

科學(xué)家指出，要開發(fā)月球必須對月球進(jìn)行全面的探測，了解月球的資源，并逐步對資源進(jìn)行開發(fā)。月球的礦產(chǎn)資源極為豐富，地球上最常見的17種元素，在月球上比比皆是。以鐵為例，僅月面表層5厘米厚的沙土就含有上億噸鐵，而整個月球表面平均有10米厚的沙土。月球表層的鐵不僅異常豐富，而且便于開采和冶煉。據(jù)悉，月球上的鐵主要是氧化鐵，只要把氧和鐵分開就行；此外，科學(xué)家已研究出利用月球土壤和巖石制造水泥和玻璃的辦法。在月球表層，鋁的含量也十分豐富。

月球土壤中還含有豐富的氦3，利用氘和氦3進(jìn)行的氦聚變可作為核電站的能源，這種聚變不產(chǎn)生中子，安全無污染，是容易控制的核聚變，不僅可用于地面核電站，而且特別適合宇宙航行。據(jù)悉，月球土壤中氦3的含量估計為715000噸。從月球土壤中每提取一噸氦3，可得到6300噸氫、70噸氮和1600噸碳。從目前的分析看，由于月球的氦3蘊(yùn)藏量大，對于未來能源比較緊缺的地球來說，無疑是雪中送炭。許多航天大國已將獲取氦3作為開發(fā)月球的重要目標(biāo)之一。

一、月球的基本參數(shù)：

平均赤道半徑:ae=1738000米

平均半徑:a=1737400米

赤道重力加速度:ge=1.618米/秒2

平均自轉(zhuǎn)周期:T=27.32166天

扁率:f=0.006

質(zhì)量:M⊕=0.07348×1024公斤

月心引力常數(shù):GM=4.902793455×1012米3/秒2

平均密度:ρe=3.34克/厘米3

地月系質(zhì)量比E/M=81.30068

離地球平均距離:R=384400公里

逃逸速度:v=2.38公里/秒

表面溫度:t=-120～+150

表面大氣壓:p=1.3×10-10帕

二、圈層結(jié)構(gòu)

月球是地球的唯一天然衛(wèi)星，它與地球有著密切的演化聯(lián)系。根據(jù)對建立在月球上的阿波羅11號和12號月震臺記錄資料的分析，以及對月球表面和月巖的研究，可知現(xiàn)今的月球內(nèi)部也有圈層結(jié)構(gòu)，但與地球內(nèi)部的圈層結(jié)構(gòu)并不完全相同。月球表面有一層幾米至數(shù)十米厚的月球土壤。整個月球可以認(rèn)為由月球巖石圈(0～1000公里)、軟流圈(1000～1600公里)和月球核(1600～1738公里)組成。月球巖石圈又可進(jìn)一步分為四層，即月殼(0～60公里)、上月幔(60～300公里)、中月幔(300～800公里)和月震帶(800～1000公里)。軟流圈又稱為下月幔。在月殼的10公里、25公里和60公里深處，均存在月震波速的急劇變化，表明在這些深度處存在顯著的不連續(xù)性。月球表面至25公里深處為玄武巖組成的月殼第一層次，25公里～60公里之間為月殼的第二層，由輝長巖和鈣長巖組成。上月幔由富鎂的橄欖石組成，中月幔和下月幔由基性巖組成。月球震源的位置位于600～1000公里的深度之間，平均月球震源深度為800公里。由于月球表面巖石的密度并不比整個月球的平均密度小很多，因此，可以認(rèn)為月球核不會是較重的鐵鎳等元素組成，它可能呈塑性或部分熔融狀。在月球1000公里深處，月幔溫度不會高于1000°C。根據(jù)對月球內(nèi)部狀況的了解，固體部分圈層結(jié)構(gòu)并不是地球本身所特有的。月球的上述圈層結(jié)構(gòu)，也是月球的演化過程中整個月球物質(zhì)圈層分化的結(jié)果。

三、月面特征

月面上山嶺起伏，峰巒密布，沒有水，大氣極其稀薄，大氣密度不到地球海平面大氣密度的一萬億分之一。沒有火山活動，也沒有生命，是一個平靜的世界。已經(jīng)知道月海有22個，總面積500萬平方公里。從地球上看到的月球表面，較大的月海有10個：位于東部的是風(fēng)暴洋、雨海、云海、濕海和汽海，位于西部的是危海、澄海、靜海、豐富海和酒海。這些月海都為月球內(nèi)部噴發(fā)出來的大量熔巖所充填，某些月海盆地中的環(huán)形山，也被噴發(fā)的熔巖所覆蓋，形成了規(guī)模宏大的暗色熔巖平原。因此，月海盆地的形成以及繼之而來的熔巖噴發(fā)，構(gòu)成了月球演化史上最主要的事件之一。

月球上的隕擊坑通常又稱為環(huán)形山，它是月面上最明顯的特征。環(huán)形山(crater)，希臘文的意思是"碗"，所以又稱為碗狀凹坑結(jié)構(gòu)。環(huán)形山的形成可能有兩個原因，一是隕星撞擊的結(jié)果，二是火山活動；但是大多數(shù)的環(huán)形結(jié)構(gòu)均屬于隕星的撞擊結(jié)果。1924年，吉福德(A.C.Gifford)曾把月坑同地球上的隕石坑作了比較，證實了月坑是隕星撞擊形成的。因此，隕擊作用是形成現(xiàn)今月球表面形態(tài)的主要作用之一。許多大型環(huán)形山都具有向四周延伸的輻射狀條紋，并由較高反射率的物質(zhì)所組成，形成波狀起伏的地形，向外延伸可達(dá)數(shù)百公里。環(huán)形山周圍有濺射出來的物質(zhì)形成的覆蓋層；濺射的大塊巖石又撞擊月球表面，形成次生隕擊坑。由于反復(fù)的隕星撞擊與巖塊濺落，以及月球內(nèi)部噴出的熔巖大規(guī)模泛濫，使得許多隕擊坑模糊不清，或只有隕擊坑中央的尖峰露出覆蓋熔巖的表面。

從疊加在月海上的隕擊坑的狀況判斷，以及從月球上帶回樣品的放射性年齡測定表明，月海物質(zhì)大致是與隕擊坑同時期形成的。月海年齡大都在35億年左右，而月陸高地的形成至少在月海熔巖噴發(fā)之前10億多年已經(jīng)存在，因此原始月殼是更為早期形成的，并且是大量熔巖的不斷噴發(fā)，月球物質(zhì)長期圈層分化的結(jié)果。研究表明，月球的圈層結(jié)構(gòu)是繼大約46億年前它所經(jīng)歷的一個漫長的天文演化階段之后，又一個持續(xù)了約10億年之久的一個圈層分化過程。月球上大型環(huán)形山多以古代和近代天文學(xué)者的名字命名，如哥白尼、開普勒、埃拉托塞尼、托勒密、第谷等。月球表面隕擊坑的直徑大的有近百公里，小的不過10厘米，直徑大于1公里的環(huán)形山總數(shù)多達(dá)33000個，占月球表面積的7～10%，最大的月球坑為直徑235公里。在月球背向地球的一面，布滿了密集的隕擊坑，而月海所占面積較少，月殼的厚度也比正面厚，最厚處達(dá)150公里，正面的月殼厚度為60公里左右。由于月球表面之上缺乏大氣圈和水圈，所以月球早期的熔巖噴發(fā)和隕星撞擊形成的月球表面形態(tài)特征能夠得到長期的保存。自1969年以來，宇航員已從月球表面取回數(shù)百公斤的月巖樣品，經(jīng)過對這些月巖樣品的研究分析得出結(jié)論，這些月巖曾熔化過，月球表層物質(zhì)主要是巖漿巖組成。月球的年齡至少已有46億年。

四、月球運(yùn)動

地球與月球構(gòu)成了一個天體系統(tǒng)，稱為地月系。在地月系中，地球是中心天體，因此一般把地月系的運(yùn)動描述為月球?qū)τ诘厍虻睦@轉(zhuǎn)運(yùn)動。然而，地月系的實際運(yùn)動，是地球與月球?qū)τ谒鼈兊墓操|(zhì)心的繞轉(zhuǎn)運(yùn)動。地球與月球繞它們的公共質(zhì)心旋轉(zhuǎn)一周的時間為27天7小時43分11.6秒，也就是27.32166天，公共質(zhì)心的位置在離地心約4671公里的地球體內(nèi)。

宇宙間天體之間都存在相互間的作用，其中所謂"潮汐作用"是重要的作用形式之一。由于地月間距離相對較近，這種潮汐作用更為明顯。太陽系天體中，月球?qū)Φ厍虻某毕饔眉s為太陽對地球潮汐作用的2.2倍，并遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它天體對地球的潮汐作用。由于月球的潮汐摩擦作用使得地球自轉(zhuǎn)變慢，每天時間變長，平均每一百年一天的長度增加近千分之二秒。同時，由于地球自轉(zhuǎn)變慢，使得月球緩慢向外作螺旋運(yùn)動，目前月球正以每年3～4厘米的速度遠(yuǎn)離地球。同樣道理，地球?qū)υ虑虻某毕饔?，使得月球自轉(zhuǎn)周期變得與其公轉(zhuǎn)周期相同。月球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)都是自西向東的。月球的這種自轉(zhuǎn)，稱為同步自轉(zhuǎn)。因此，自古以來，人們看到月球總是以同一面朝向我們地球。

人類在開始記錄地球史的時候，就已通過觀測月球位置和位相來計時。通過對月球和太陽周期性運(yùn)動的研究，使得古代中國人和美索不達(dá)米亞人創(chuàng)立了歷法。公元前300年，巴比倫的天文學(xué)者已能預(yù)報月食。