月球的內(nèi)部到底有什么

【專家解說(shuō)】：月球或月亮是指環(huán)繞地球運(yùn)行的一顆衛(wèi)星。它是目前人類已知的唯一一顆地球天然衛(wèi)星和離地球最近的天體。 概述 月球與地球之間的平均距離是384,400千米。 1969年尼爾·阿姆斯特朗/阿姆斯壯/杭斯朗(Neil Armstrong)和奧爾德林(Buzz Aldrin)成為最先登陸月球的人類。 軌道資料--部分資料來(lái)源自[[1]] 平均軌道半徑 384,400千米 軌道偏心率 0.0549 近地點(diǎn)距離 363,300千米 遠(yuǎn)地點(diǎn)距離 405,500千米 平均公轉(zhuǎn)周期 27天7小時(shí)43分11.559秒 平均公轉(zhuǎn)速度 1.023千米/秒 軌道傾角 在28.58°與18.28°之間變化 (與黃道面的交角為5.145°) 升交點(diǎn)赤經(jīng) 125.08° 近地點(diǎn)輻角 318.15° 物理特征 赤道直徑 3,476.2 千米 兩極直徑 3,472.0 千米 扁率 0.0012 表面面積 3.976×107平方千米 扁率 0.0012 體積 2.199×1010立方千米 質(zhì)量 7.349×1022千克 平均密度 水的3.350倍 赤道重力加速度 1.62 m/s2 地球的1/6 逃逸速度 2.38千米/秒 自轉(zhuǎn)周期 27天7小時(shí)43分11.559秒 （同步自轉(zhuǎn)） 自轉(zhuǎn)速度 16.655米/秒（于赤道） 自轉(zhuǎn)軸傾角 在3.60°與6.69°之間變化 (與黃道的交角為1.5424°) 反照率 0.12 滿月時(shí)視星等 -12.74 表面溫度(t) -233~123℃ （平均-23℃） 大氣層 大氣壓 1.3×10-10 千帕 月球的兩面 月球是一顆 同步衛(wèi)星。因此，月球的正面永遠(yuǎn)向著地球。另一方面，除了在月面邊沿附近的區(qū)域因天秤動(dòng)而間中可見以外，月球的背面絕大部分不能從地球看見。在沒(méi)有探測(cè)器的年代，月球的背面一直是個(gè)未知的世界。 月球背面的一大特色是它幾乎沒(méi)有月海這種較暗的月面特征。而當(dāng)探測(cè)器運(yùn)行至月球背面時(shí)，它將無(wú)法與地球直接通訊。 月球的周期 名稱 Value (d) 定義 恒星月 27.321 661 相對(duì)于背景恒星 朔望月 29.530 588 相對(duì)于太陽(yáng)（月相） 分點(diǎn)月 27.321 582 相對(duì)于春分點(diǎn) 近點(diǎn)月 27.554 550 相對(duì)于近地點(diǎn) 交點(diǎn)月 27.212 220 相對(duì)于升交點(diǎn) 月球軌道的其它特征 名稱 數(shù)值 (d) 定義 默冬章 (repeat phase/day) 19 年 平均月地距離 ~384 400 千米 近地點(diǎn)距離 ~364 397 千米 遠(yuǎn)地點(diǎn)距離 ~406 731 千米 軌道平均偏心率 0.0549003 交點(diǎn)退行周期 18.61 年 近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)周期 8.85 年 食年 346.6 天 沙羅周期 (repeat eclipses) 18 年 10/11 天 軌道與黃道的平均傾角 5°9' 月球赤道與黃道的平均傾角 1°32' 月球的起源 月球的起源問(wèn)題非常古老，也是科學(xué)界爭(zhēng)論不休的題目。 最早的一種假說(shuō)可以稱之為“同源說(shuō)”，認(rèn)為月球和地球有相同的起源，但是現(xiàn)在一般都認(rèn)為月球軌道的傾角表明它不太可能與地球同期形成或于后期被擄獲。另外一個(gè)早期的推測(cè)認(rèn)為在太陽(yáng)系形成初期，地球處于熔融狀態(tài)，由于地球的轉(zhuǎn)速很快，月球因地球自轉(zhuǎn)的離心力分離而成，甚至有人認(rèn)為太平洋就是這個(gè)分出去后的疤痕。但要滿足此一說(shuō)法，地球初始轉(zhuǎn)速必須很大。亦有人認(rèn)為月球在別處形成，后來(lái)被地球擄獲。 其他理論包括共生理論或稱為凝聚理論，指地球和月球于相同的時(shí)間自吸積盤形成。此理論無(wú)法解釋月球?yàn)楹稳鄙勹F。又有一些理論認(rèn)為月球由圍繞地球的大堆碎屑（因小行星或行星間的碰撞）形成。哈喇 現(xiàn)時(shí)較為人接受的理論稱為大撞擊理論，該理論認(rèn)為月球由呈半融熔狀態(tài)的地球和火星般大小的天體（有些人給它起名叫Theia）碰撞后的碎片形成。 月球的地質(zhì)年代由幾次重大的撞擊事件定義。 潮汐力使早期呈熔融狀態(tài)的月球變成一個(gè)以長(zhǎng)軸指向地球的橢球體。 成分 45億年前,月球表面仍然是液體巖漿海洋?？茖W(xué)家認(rèn)為組成月球的礦物克里普礦物(KREEP)展現(xiàn)了巖漿海洋留下的化學(xué)線索。KREEP實(shí)際上是科學(xué)家稱為“不兼容元素”的合成物－－那些無(wú)法進(jìn)入晶體結(jié)構(gòu)的物質(zhì)被留下，并浮到巖漿的表面。對(duì)研究人員來(lái)說(shuō)，KREEP是個(gè)方便的線索，來(lái)明暸月殼的火山運(yùn)動(dòng)歷史，并可推測(cè)彗星或其他天體撞擊的頻率和時(shí)間。 月殼由多種主要元素組成，包括：鈾、釷、鉀、氧、硅、鎂、鐵、鈦、鈣、鋁 及氫。當(dāng)受到宇宙射線轟擊時(shí)，每種元素會(huì)發(fā)射特定的伽瑪輻射。有些元素，例如：鈾、釷和鉀，本身已具放射性，因此能自行發(fā)射伽瑪射線。但無(wú)論成因?yàn)楹?，每種元素發(fā)出的伽瑪射線均不相同，每種均有獨(dú)特的譜線特征，而且可用光譜儀測(cè)量。 直至現(xiàn)在，人類仍未對(duì)月球元素的豐度作出面性的測(cè)量。現(xiàn)時(shí)太空船的測(cè)量只限于月面一部分。例如：1992年伽利略號(hào)曾于飛掠月球時(shí)測(cè)量過(guò)元素豐度。[2] 表面地理 月球表面有上萬(wàn)個(gè)直徑超過(guò)1千米的環(huán)形山.他們大部分都有上億年的歷史;缺少大気層和氣象活動(dòng)以及缺乏近期地質(zhì)活動(dòng)保證了它們大部分永久性的保持原樣. [月球上最大的環(huán)形山，也是太陽(yáng)系內(nèi)已知最大的，形成了South Pole-Aitken basin. 這環(huán)形山位于月球的背面，接近南極的地方，直徑約2，240 公里，深13 公里。 那些暗色和較少特征的月球平原叫“月?！?，這是由于古代的天文學(xué)家認(rèn)為上面是海洋的緣故。事實(shí)上，月海由巨大隕石撞擊后從月幔流出并覆蓋表面的玄武巖巖漿形成。較淺色的高地叫“月陸”。幾乎只有面向地球的月面才有月海，月球背面的月海寥寥可數(shù)。天文學(xué)家相信這是因?yàn)樵虑虻馁|(zhì)心比形心更靠近地球所導(dǎo)致的（詳請(qǐng)參見月海）。 在月殼上是一層表面呈塵埃狀的巖石層，稱為月壤，月壤并不是土壤。月殼和月壤在月面的分布并不均勻。月殼的厚度由60公里（月球正面）至100公里（月球背面）不等，月壤則由約5米（月海）至十多米（月陸）。 在2004年，Johns Hopkins University的Ben Bussey博士率領(lǐng)的小組從克萊門汀任務(wù)拍攝得來(lái)的照片中，發(fā)現(xiàn)月球北極Peary crater邊沿的4個(gè)區(qū)域經(jīng)常受到日照（南極卻沒(méi)有發(fā)現(xiàn)類似區(qū)域）。這些終年日照區(qū)的產(chǎn)生是由于月球的自轉(zhuǎn)軸傾角很小，同樣道理，有很多位于兩極的隕石坑底經(jīng)常沒(méi)有光照。 水的存在 自古以來(lái)，彗星和隕星不斷地撞擊月球。這些物體中的大部分都含有水分。來(lái)自陽(yáng)光的能量將這些大部分的水分分解回組成它的元素，氫和氧。兩者通常都會(huì)立即飛離月球。但是，有科學(xué)家提出假說(shuō)，認(rèn)為還有相當(dāng)含量的水在月球之上，例如在表面或深藏在月殼里。美國(guó)克萊門汀任務(wù)顯示，一些細(xì)小的水冰冰塊（含水彗星撞擊后的碎片）可能藏在永久無(wú)日照區(qū)域的月殼里未被融化。雖然這些冰塊很小，但總水量卻可能相當(dāng)可觀（約有1立方公里） 而有些水分子，亦可能在月面彈跳其間掉進(jìn)隕石坑而藏于其中。由于月球自轉(zhuǎn)軸相對(duì)于黃道面法線有1.5度的輕微傾斜，部分極區(qū)的隕石坑底部從來(lái)沒(méi)有受陽(yáng)光照射，處于永久的影子中?？巳R門汀任務(wù)曾測(cè)量月球南極這些隕石坑([3])并繪制成地圖([4]) 。科學(xué)家期望可在此類隕石坑中找到水冰，并開采及利用太陽(yáng)能電力或核能來(lái)電解成氫和氧。月球上可用的水量大大影響了人類在月球上居住的成本，因?yàn)閺牡厍蜻\(yùn)送水（或氫和氧）昂貴得不切實(shí)際。 由阿波羅號(hào)上的太空人在月球赤道附近收集的巖石并不含任何水分。月球勘探者號(hào)或其他近期研究（例如：史密森學(xué)會(huì)）均沒(méi)有找到液態(tài)水、冰或水蒸汽的直接證據(jù)。然而，月球勘探者號(hào)的結(jié)果指出在永久無(wú)日照區(qū)有氫，并可能以水冰的形式存在。 磁場(chǎng) 與地球相比，月球的磁場(chǎng)非常弱. 部分地區(qū)上的磁場(chǎng)相信是來(lái)自月球本身的（例如在Sirsalis月溪上的月殼），但與其他天體碰撞亦可能令它的磁場(chǎng)改變。而無(wú)大氣層的天體是否能透過(guò)彗星和小行星撞擊而獲得磁場(chǎng)，是行星科學(xué)里一個(gè)歷久常新的問(wèn)題。測(cè)量月球磁場(chǎng)更可提供月核大小及導(dǎo)電率等資料，對(duì)科學(xué)家暸解月球起源有很大幫助。若月核比地球含有較多磁性物質(zhì)（例如：鐵），則月球的撞擊起源說(shuō)便較不可信（不過(guò)科學(xué)家已從另外一些角度來(lái)解釋為甚么月核含較小的鐵） 大氣 月球只有微不足道稀薄的大氣. 這些大氣的來(lái)源之一是除氣作用—?dú)怏w的釋放, 例如月球表面的氡氣原先就是深藏于月球內(nèi)部的. 有時(shí)，太陽(yáng)風(fēng)也會(huì)被月球的引力擄獲，成為氣體的另一重要來(lái)源。