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介紹月亮的說明文
地球是繞著太陽轉的行星,月亮是繞著地球轉的天然衛(wèi)星。
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,近地點平均距離為363300公里,遠地點平均距離為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。月球的體積只相當于地球體積的1/49。月球質量約等于地球質量的1/81。3。月球物質的平均密度為每立方厘米3。34克,只相當于地球密度的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)繞地球作橢圓運動的同時,也伴隨地球圍繞太陽公轉,每年一周。月球不但處于地球引力作用下,同時也受到來自太陽引力的影響,所以具有十分復雜的軌道運動。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量時間的尺度。陰歷或農歷月就是以月相為基礎,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。這是由于月球自轉周期恰好和月球繞地球轉動的周期相等造成的,而這兩個周期相同則是潮汐長期作用的結果。
月球赤道面同它的軌道面有6度41分的傾角。因為這一傾角的存在和月球繞轉速度的不均勻等原因,在月球運動過程中,地面上某一點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。這一結論已為"阿波羅號"登月獲得的資料所證實。
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,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,通常指碗狀凹坑結構。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,占月球表面積的 7~10%。環(huán)形山大多以著名天文學家或其他學者的名字命名,月球背面有4座環(huán)形山,分別以中國古代天文學家石申、張衡、祖沖之、郭守敬命名。月面最大的幾個環(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2。5公里。
肉眼所看到的月面上的暗淡黑斑叫“月海”,它們是廣闊的平原。在月球正面,月海面積約占整個半球表面的一半。已知月海共22個(包括背面),其中最大的叫風暴洋,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,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9000米,比地球上最高的珠穆朗瑪峰還高。除山脈外,還有長達數(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1800公里,滿月時看得最清楚。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,月球周圍沒有明顯的磁場。月球磁場強度不及地球磁場的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"質量瘤"的重力異常區(qū),達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成分、巖屑大小、玻璃含量以及再結晶的程度。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。滿月時亮度平均為 —12。7等。它給大地的照度平均相當于100瓦電燈在距離21米處的照度。月面不是一個良好的反光體,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,再加上月面物質的熱容量和導熱率又很低,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導熱率低造成的。
從月震波的傳播了解到月球也有殼、幔、核等分層結構。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。
月球背面的結構和正面差異較大。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)"質量瘤"。背面的月殼比正面厚,最厚處達150公里,而正面月殼厚度只有60公里左右。
關于月球的成因,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行的一個小行星,后來被地球所俘獲而成為地球的衛(wèi)星。因為月球和地球的平均密度相差很大,而化學組成又十分不同,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。有人認為,這個事件發(fā)生在35億年前,整個過程經歷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整體,那時地球還處于熔融狀態(tài),自轉非?欤赞D周期只有4小時左右。因此,這時太陽對地球的潮汐作用的周期為 2小時。這個周期恰與地球自由擺動周期相等,從而產生共振,于是在赤道面上形成一串細長的膨脹體,終于分裂而形成月球。太平洋就是月球分裂出去時留下的遺跡。根據計算,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,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、結構、軌道及其他基本事實。除分裂說一般認為難以成立外,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。
根據對月球各種熱歷史模型的研究,整個月球曾發(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。月球表層固結后又在較深的部位發(fā)生局部熔融,產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期內形成的。月海生成的大致次序是:酒海、澄海、濕海、危海、雨!。雨海紀形成的各個月海大約在距今39~31億年間,被后期噴發(fā)的玄武巖所充填和覆蓋。根據同位素年齡的測定,大致充填的時間次序是雨海西、雨海東、濕海、危海、雨海、靜海、豐富海、澄海和風暴洋。此后月表的輪廓基本形成,31億年以來,月球內部的演化已處于"停滯"狀態(tài),外力作用在月球的演化史中占有主導地位。隕星沖擊月表,使月坑繼續(xù)形成和增多。愛拉托遜紀形成的輻射月坑,其輻射紋受月表的各種作用,或者變得不明顯,或者消失;而哥白尼紀形成的月坑,則具有明顯的輻射紋。
“人有悲歡離合,月有陰晴圓缺,此事古難全!边@句詞出自蘇軾的《水調歌頭》。那么,月亮為什么會有陰晴圓缺呢?
“月有陰晴圓缺”,我們所見到的月亮,圓月、月牙、上玄月、下玄月等等不同的月相,都是由月亮、地球、太陽三者的位置關系決定的。我們知道,月亮本身是不發(fā)光的,它反射太陽的光線;并且,地球繞著太陽轉,月亮繞著地球轉,在運轉中,它們形成了不同的相互空間關系,我們在地球上就看到了不同的月相。
有時,我們一點兒月亮都看不見。當太陽、月亮、地球在同一直線上并且月亮在太與地球之間時,也就是每個月的初一左右,我們是看不見月亮的。因為地球的明亮一面與月亮的黑暗一面相對,所以,我們站在地球上看到的月亮就是無光的,因為無光,又是白天,我們只能看到太陽的光輝,而看不見月亮。這一天被稱為朔日。
有時,我們能看見圓圓的月亮。月亮總是逆時針繞著地球轉動,所以,每個農歷月份的十五六的時候,太陽、月亮、地球成一條直線并且地球在中間,這時,我們看到的是一輪皎潔而又明亮的圓月。因為在這個時候,地球的黑暗面(也就是夜里)正對著月亮的明亮面。這一天被稱作望日。
空中的月牙像一個小香蕉。每當月亮在太陽與地球之間并且與“太陽和地球”這條直線成一個角度較小的銳角時,我們看到的就是月牙,當然我們的眼睛就是這銳角的頂點。這時是天剛黑的時候,就是農歷每月的月初,諺語說,“初二三,月牙鉆!痹铝敛煌5乩@地球逆時針轉動,與地球和太陽這條直線的角度越大,我們看到的月亮的明亮面積也就越大。當月亮與那條直線成直角時,我們看到的就是半個月亮,也就是農歷的初七八左右。當超過了90°小于180°時,我們看到的是大半個月亮。同樣,過了180°,月亮越來月缺,最終又回到了朔日。這就是我國的一個農歷月月,共計是29天多一些。
月食和日食是罕見的,不是每一個月都有。當太陽、月亮、地球在同一條直線上并在同一個軸線上時,月亮在太陽和地球之間,月亮擋住了太陽投向地球的光線,將自己的陰影投到了地球的表面上,在投影面積中看太陽,太陽就黑了,這就是日食。這一天只能是農歷初一。當太陽、地球、月球在同一直線上并且在同一個軸線上,地球在太陽與月球之間,地球擋住了太陽投向月球的光線,在地球的黑夜那一面看月亮,月亮就是黑的了,俗語說是“天狗吃月亮”。這一天只能是農歷十五。
正是這些原因,月亮不能總是圓的,也不能總是缺的。是宇宙的魅力使月亮的相貌神奇多變。
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