關(guān)于月球的全部信息

【專家解說】：38.4萬千米 月球是離地球最近一個(gè)天體，相距有38.4萬千米。天文學(xué)家早已用望遠(yuǎn)鏡詳細(xì)地觀察了月球，對月球地形幾乎是了如指掌。月球上有山脈和平原，有累累坑穴和縱橫溝壑，但沒有水和空氣，晝夜之間溫差懸珠，一片死寂和荒涼。盡管巨型望遠(yuǎn)鏡能分辨出月球上50米左右的目標(biāo)，但仍不如實(shí)地考察那樣清楚。因此，人類派出使者最先探訪的地外天體仍選擇了月球。 美國最早于1958年8月18日發(fā)射月球探測器，但由于第一級火箭升空爆炸，半途夭折了。隨后又相繼發(fā)射3個(gè)先鋒號探測器，均告失敗。1959年1月2日，前蘇聯(lián)發(fā)射月球1號探測器，途中飛行順利，1月4日從距月球表面7500千米的地方通過，遺憾的是未能命中月球。這個(gè)探測器重361.3千克，上面裝有當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的通信，探測設(shè)備。它在9個(gè)月后成為第一顆人造行星飛往太空深處。月球1號發(fā)射兩個(gè)月后的3月3日，美國發(fā)射的先鋒4號探測器，從距月面59000千米的地方飛過，也未擊中月球。 月球號探測器 從1958年至1976年，前蘇聯(lián)發(fā)射24個(gè)月球號探測器，其中18個(gè)完成探測月球的任務(wù)。1959年9月12日發(fā)射的月球2號，兩天后飛抵月球，在月球表面的澄海硬著陸，成為到達(dá)月球的第一位使者，首次實(shí)現(xiàn)了從地球到另一個(gè)天體的飛行。它載的科學(xué)儀器艙內(nèi)的無線電通信裝置，在撞擊月球后便停止了工作。同年10月4日月球3號探測器飛往月球，3天后環(huán)繞到月球背面，拍攝了第一張?jiān)虑虮趁娴恼掌?，讓人們首次看全了月球的面貌。世界上率先在月球軟著陸的探測器，是1966年1月31日發(fā)射的月球9號。它經(jīng)過79小時(shí)的長途飛行之后，在月球的風(fēng)暴洋附近著陸，用攝像機(jī)拍攝了月面照片。這個(gè)探測器重1583千克，在到達(dá)距月面75千米時(shí)，重100千克的著陸艙與探測器本體分離，靠裝在外面的自動充氣氣球緩慢著陸成功。1970年9月12日發(fā)射的月球16號，9月20日在月面豐富海軟著陸，第一次使用鉆頭采集了120克月巖樣口 ，裝入回收艙的密封容器里，于24日帶回地球。1970年11月10日，月球17號載著世界上第一輛自動月球車上天。17日在月面雨海著陸后，月球車1號下到月面進(jìn)行了10個(gè)半月的科學(xué)考察。這輛月球車重756千克，長2.2米，寬1.6米，裝有電視攝像機(jī)和核能源裝置。它在月球上行程10540米，考察了8千平方米月面地域，拍攝了200幅月球全景照片和20000多張?jiān)旅嬲掌钡?971年10月4日核能耗盡才停止工作。1973年1月8日發(fā)射月球21號，把月球車2號送上月面考察取得更多成果。最后一個(gè)月球24號探測器于1976年8月9日發(fā)射，8月18日在月面危海軟著陸，鉆采并帶回170克月巖樣品。至此，前蘇聯(lián)對月球的無人探測宣告完成，人們對月球的認(rèn)識更加豐富和完整了。 徘徊者，勘測者探測器 美國繼前蘇聯(lián)之后，先后發(fā)射了9個(gè)徘徊者號和7個(gè)勘測者號月球探測器。徘徊者探測器樣子像個(gè)大蜻蜓，長3米，兩翼太陽能電池板展開4.75米。探測儀器裝在前部，電視攝像機(jī)放在尾部?？睖y者探測器有3只腳，總重達(dá)1噸，裝有當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的探測設(shè)備。最初5個(gè)徘徊者探測器均無建樹，直到1964年1月30日發(fā)射的徘徊者6號才在月面靜海地區(qū)著陸。但由于電視攝像機(jī)出現(xiàn)故障，沒有能夠拍回照片。同年7月28日徘徊者7號發(fā)射成功，在月面云海著陸，拍攝到4308張?jiān)旅嫣貙懻掌?。隨后1965年2月17日發(fā)射的徘徊者8號和3月24日發(fā)射的徘徊者9號，都在月球上著陸成功，并分別拍回7137張和5814張?jiān)旅娼罢掌?966年5月30日發(fā)射勘測者1號新型探測器，經(jīng)過64小時(shí)的飛行，在月面風(fēng)暴洋軟著陸，向地面發(fā)回11150張?jiān)旅嬲掌?。?968年1月1日發(fā)射的7個(gè)勘測者探測器中，有2個(gè)失敗，5個(gè)成功。后來，美國又發(fā)射了5個(gè)月球軌道環(huán)行器，為阿波羅載人登月選擇著陸地點(diǎn)提供探測數(shù)據(jù)。經(jīng)過這一系列的無人探測之后，月球的廬山真面目顯露出來了。 月球俗稱月亮，也稱太陰，是地球的唯一的天然衛(wèi)星，也是離地球最近的天體。 月球距離地球平均為384,401公里。這段距離約為地球赤道周長的10倍。月球軌道呈橢圓形，近地點(diǎn)平均距離為363300公里,遠(yuǎn)地點(diǎn)平均距離為405500公里。月球直徑為3476公里,約為地球直徑的3/11。月球表面面積大約是地球表面面積的1/14，比亞洲面積稍小。月球的體積只相當(dāng)于地球體積的1/49。月球質(zhì)量約等于地球質(zhì)量的1／81.3。月球物質(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。月面上自由落體的重力加速度地球上表面重力加速度的1/6。月球上的逃逸速度約為每秒2.4公里,為地球上的逃逸速度的1/5左右。 月球在環(huán)繞地球作橢圓運(yùn)動的同時(shí)，也伴隨地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)，每年一周。月球不但處于地球引力作用下，同時(shí)也受到來自太陽引力的影響，所以具有十分復(fù)雜的軌道運(yùn)動。月球本身不發(fā)光也不透明，但能反射太陽光。由于日、地、月三者的相對位置不斷變化，因此，地球上的觀測者所見到的月球被照這部分也在不斷變化，從而產(chǎn)生不同的視形狀。這叫月相。月相的變化是有規(guī)律的。月相變化的周期性，給人們提供了一種計(jì)量時(shí)間的尺度。陰歷或農(nóng)歷月就是以月相為基礎(chǔ)，星期也是由此演化而來。 自古以來人們就知道，月球總以相同的一面向著地球。這是由于月球自轉(zhuǎn)周期恰好和月球繞地球轉(zhuǎn)動的周期相等造成的，而這兩個(gè)周期相同則是潮汐長期作用的結(jié)果。 月球赤道面同它的軌道面有6度41分的傾角。因?yàn)檫@一傾角的存在和月球繞轉(zhuǎn)速度的不均勻等原因，在月球運(yùn)動過程中，地面上某一點(diǎn)的觀測者多少還能看出月面邊沿有前后的擺動。從地面觀測，不止看到月球的半面，而且能看到月球的59％，其余41％則不能直接看到。 月球形狀也是南北極稍扁、赤道稍許隆起的扁球。它的平均極半徑比赤道半徑短500米。南北極區(qū)也不對稱，北極區(qū)隆起,南極區(qū)洼陷約400米。月球重心和幾何中心并不重合,重心偏向地球2公里。這一結(jié)論已為"阿波羅號"登月獲得的資料所證實(shí)。 月面上山嶺起伏，峰巒密布。此外，還有洋、海、灣、湖等各種特征名稱。其實(shí)，月面上并沒有水。只是早年觀測者憑借想象，借用地球上的名稱而已，最多不過有某些形態(tài)上的相似罷了。 月面上的最明顯的特征是環(huán)形山，通常指碗狀凹坑結(jié)構(gòu)。其中大的直徑可超過100公里,小的不過是些凹坑。直徑大于1公里的環(huán)形山總數(shù)3萬多個(gè),占月球表面積的 7～10％。環(huán)形山大多以著名天文學(xué)家或其他學(xué)者的名字命名,月球背面有4座環(huán)形山，分別以中國古代天文學(xué)家石申、張衡、祖沖之、郭守敬命名。月面最大的幾個(gè)環(huán)形山是：南極附近的貝利環(huán)形山，直徑295公里；克拉維環(huán)形山，直徑233公里；牛頓環(huán)形山,直徑230公里。許多環(huán)形山的中心區(qū)有中央峰或中央峰群，高達(dá)2.5公里。 肉眼所看到的月面上的暗淡黑斑叫“月?！?，它們是廣闊的平原。在月球正面，月海面積約占整個(gè)半球表面的一半。已知月海共22個(gè)（包括背面），其中最大的叫風(fēng)暴洋,面積約500萬平方公里。雨海面積約90萬平方公里。月面中央的靜海面積約26萬平方公里。此外，較大的還有澄海、豐富海、危海、云海等。月海大多具有圓形封閉的特點(diǎn)，四周是山脈。有些月海伸向陸地稱為灣，小的月海則稱為湖。 月陸是月面上高出月海的地區(qū)，一般高出2～3公里。月陸主要由淺色的斜長巖組成，其反照率較高。月球正面的月陸與月海面積大致相等，而背面則月陸面積大些。月陸形成的年代經(jīng)同位素年齡測定為46億年，比月海要早。月球上也存在一些山脈，大多以地球上的山名命名，如亞平寧山脈、高加索山脈、阿爾卑斯山脈等。最長的山脈長達(dá)1000公里,往往高出月海3～4公里。最高的山峰在月球南極附近,高達(dá)9000米，比地球上最高的珠穆朗瑪峰還高。除山脈外，還有長達(dá)數(shù)百公里的峭壁，最長的是阿爾泰峭壁。 月面上有一些輻射紋， 典型的有第谷環(huán)形山和哥白尼環(huán)形山周圍的輻射紋。第谷環(huán)形山有輻射紋12條，從環(huán)形山周圍呈放射狀向外延伸，最長的達(dá)1800公里,滿月時(shí)看得最清楚。其成因尚無定論:有人說是火山爆發(fā)形成的；也有人認(rèn)為是隕石轟擊月面造成的。 長期天文觀測與登月的直接考察證實(shí)，月球周圍沒有明顯的磁場。月球磁場強(qiáng)度不及地球磁場的1/1000。月球上更沒有像地球和木星那樣的輻射帶。月球上不存在任何形態(tài)的水,完全沒有大氣,幾乎接近真空狀態(tài)。通過月球火箭探測查明：月球正面有稱為"重力瘤"或"質(zhì)量瘤"的重力異常區(qū)，達(dá)12處之多；月球表面大部分地區(qū)為一層厚度不等的月塵和巖屑所覆蓋。 月球沒有像地球大氣那樣的保護(hù)層，月面直接受到流星體的猛烈沖擊，因此在一定程度上會影響到月巖的化學(xué)成分、巖屑大小、玻璃含量以及再結(jié)晶的程度。月球早期廣泛發(fā)生火山爆發(fā)，噴出大量熔漿，從而形成月面上廣闊的熔巖平原。 月球本身并不發(fā)光，只反射太陽光。它的亮度隨日、月間角距離和地、月間距離的改變而變化。它的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(shí)亮度平均為 -12.7等。它給大地的照度平均相當(dāng)于100瓦電燈在距離21米處的照度。月面不是一個(gè)良好的反光體，它的平均反照率只有7％,其余93％均被月球吸收。月海的反照率更低，約為 6％。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。 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,在陽光垂直照射的地方溫度高達(dá)127攝氏度；夜晚，溫度可降低到零下183攝氏度。這些數(shù)值，只表示月球表面的溫度。用射電觀測可以測定月面土壤中的溫度，而且所用的射電波的波長愈長，愈能探測到月面土壤中較深處的溫度。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。 從月震波的傳播了解到月球也有殼、幔、核等分層結(jié)構(gòu)。最外層的月殼厚60～65公里。月殼下面到 1000公里深度是月幔，它占了月球大部分體積。月幔下面是月核。月核的溫度約1000攝氏度，很可能是熔融的。 月球背面的結(jié)構(gòu)和正面差異較大。月海所占面積較少，而環(huán)形山則較多。地形凹凸不平，起伏懸殊。最長和最短的月球半徑都位于背面,有的地方比月球平均半徑長4公里，有的地方則短5公里（如范德格拉夫洼地）。背面未發(fā)現(xiàn)"質(zhì)量瘤"。背面的月殼比正面厚，最厚處達(dá)150公里,而正面月殼厚度只有60公里左右。 關(guān)于月球的成因，眾說紛紜，主要有三種假說，即俘獲說、分裂說和同源說。 俘獲說： 月球可能是在地球軌道附近運(yùn)行的一個(gè)小行星，后來被地球所俘獲而成為地球的衛(wèi)星。因?yàn)樵虑蚝偷厍虻钠骄芏认嗖詈艽?，而化學(xué)組成又十分不同，所以，它們可能是由太陽原始星云中不同部位的不同物質(zhì)形成的。另一方面，月球的平均密度卻與隕石、小行星十分接近。因此，很可能是小行星在圍繞太陽運(yùn)行中，由于接近地球，地球的引力使它脫離原來的軌道而被地球所俘獲。有人認(rèn)為，這個(gè)事件發(fā)生在35億年前，整個(gè)過程經(jīng)歷5億年。在月球被地球俘獲后,月球由于受到地球的起潮力，噴發(fā)出大量巖漿，形成月海玄武巖。 分裂說：在太陽系形成的初期，地球和月球原是一個(gè)整體，那時(shí)地球還處于熔融狀態(tài)，自轉(zhuǎn)非?？?，自轉(zhuǎn)周期只有4小時(shí)左右。因此,這時(shí)太陽對地球的潮汐作用的周期為 2小時(shí)。這個(gè)周期恰與地球自由擺動周期相等，從而產(chǎn)生共振，于是在赤道面上形成一串細(xì)長的膨脹體，終于分裂而形成月球。太平洋就是月球分裂出去時(shí)留下的遺跡。根據(jù)計(jì)算，地月系統(tǒng)現(xiàn)有的角動量總和，即使再加上幾十億年的角動量損耗，也不足使地球和月球分裂。而且月球的位置又不在地球赤道面上。這些事實(shí)是分裂說很難加以解釋的。 同源說：地球和月球是由同一塊行星塵埃云所形成。它們的平均密度和化學(xué)成分不同，是由于原始星云中的金屬粒子在形成行星之前早已凝聚。地球在形成行星時(shí)，一開始便以鐵為主要成分，并以鐵作為核心。而月球則是在地球形成后，由殘余在地球周圍的非金屬物質(zhì)聚集而成。月球形成的這三種假說，都能或多或少地解釋月球的成分、密度、結(jié)構(gòu)、軌道及其他基本事實(shí)。除分裂說一般認(rèn)為難以成立外，俘獲說和同源說這兩種假說究竟哪一種更加合理，目前尚無定論。 根據(jù)對月球各種熱歷史模型的研究，整個(gè)月球曾發(fā)生過多次局部熔融。在月球形成的初期，月球的大部分溫度曾達(dá)到1000攝氏度。距今41億年前,月球發(fā)生過一次規(guī)模較大的巖漿運(yùn)動,在巖漿的分離過程中,形成了斜長巖成分的月殼，殘留部分成為月表的高地。月球表層固結(jié)后又在較深的部位發(fā)生局部熔融，產(chǎn)生蘇長巖成分的熔體。大約距今40億年前，形成了富含放射性元素、難熔元素的非月海玄武巖。斜長巖高地長期裸露在月表，不斷受到隕星物質(zhì)的撞擊，因而被削低了1.5～2公里，在高地上發(fā)育著大量古老的沖擊月坑。后期，高地為一系列的斷裂所切割和破壞。距今41～39億年前，月球比較集中地遭受到各種大型隕星的撞擊，使月表出現(xiàn)許多月海盆地,即大型的環(huán)形構(gòu)造,最典型的是雨海事件。月球上的月海大致都是在相近的時(shí)期內(nèi)形成的。月海生成的大致次序是：酒海、澄海、濕海、危海、雨?！?。雨海紀(jì)形成的各個(gè)月海大約在距今39～31億年間，被后期噴發(fā)的玄武巖所充填和覆蓋。根據(jù)同位素年齡的測定，大致充填的時(shí)間次序是雨海西、雨海東、濕海、危海、雨海、靜海、豐富海、澄海和風(fēng)暴洋。此后月表的輪廓基本形成,31億年以來,月球內(nèi)部的演化已處于"停滯"狀態(tài)，外力作用在月球的演化史中占有主導(dǎo)地位。隕星沖擊月表，使月坑繼續(xù)形成和增多。愛拉托遜紀(jì)形成的輻射月坑，其輻射紋受月表的各種作用，或者變得不明顯，或者消失；而哥白尼紀(jì)形成的月坑，則具有明顯的輻射紋。