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月球身世绝不简单:地球生命诞生得益于月球

 崔竣豪 2016-05-10

月球与地球的关系可不简单,可以说地球诞生生命月球起了很大的促进作用,而且没有月球阴历的牵引地球将会是一个多灾多难的星球。月球的身世同样是一个未解之谜,不过诸多异像表明,月球的身世绝对不简单。

月球距离我们大约38万公里,作为地球唯一一颗大型天然卫星,月球从古至今被扣上了神秘的帽子,毕竟古人无法抵达月球,就构想出各种与月球、外星人有关的传说。不仅中国有嫦娥奔月,在古埃及、古希腊都有月亮之神的位置。自苏联在1959年成功发射月球1号探测器后,我们终于开始接近月球的真相,比如月球有何种物质,月球适不适合人类降落等。即便在阿波罗登月之后,月球的奥秘也没有完全揭开,还有一个谜团至今无人解释。

月球身世绝不简单:地球生命诞生得益于月球

阿波罗登月宇航员放置的地震仪发现月球内部有不明震动出现,由此导致了月球空心论的出现,既然有这种说法,那么月球是如何产生磁场的。

主流观点指出月球曾经有高温核心存在,美国宇航局已经发现月球岩石在温度降低到居里临界点之下时被磁化了,而月球的全球性磁场也变得扑朔迷离,最新的研究指出,月球对地球而言具有非常大的意义,其中关键一点在于月球的不规则轨道促进了地球磁场的形成。

大约在43亿年前地球外核铁合金逐渐从6800摄氏度冷却到3800摄氏度,期间月球扮演了关键作用。月球的潮汐力不断作用于地球核心,促进了地球磁场的形成。

而月球的核心也曾经是一个超级发电机,2014年麻省理工学院的行星学家维斯发现,月球曾经的磁场甚至比地球还要强。针对阿波罗计划带回的岩石样本分析发现,月球的磁场之前持续了10多亿年。 我们知道天体的磁场来自核心的液态金属物质循环,月球的月幔深处很有可能还没有彻底硬化。

月球身世绝不简单:地球生命诞生得益于月球

过去我们一直认为月球上没有火山活动,因此月核处于固化状态,但这个解释并非无懈可击。日本科学家发现月球内部的软层状态与阿波罗登月留下的地震仪记录的不明月震有关系,关于月球内部的结构问题,至今仍然没有个强有力的解释。

连月球的身世都还处于摸索之中,但有一定可以肯定的是,正是月球的存在,为地球生命诞生创造了许多机会,比如清空了轨道、挡住了一些小行星、促进地球磁场形成、潮涨潮落让海洋有了生机,月球确实有它的特殊性。

历史上有关月球起源的假说,大致可归纳为共振潮汐分裂说、同源说、俘获说和撞击成因说共4种类型。其中,前三种月球起源假说虽然对月球的化学成分、结构、运行轨道和地月关系的基本特征的解释均有不同程度的依据,但在地月成分与自转速度的差异,氧及其他同位素组成的相似性等方面,仍存在许多难以自圆其说的缺点。随着对月球研究的不断深入和认识的逐步深化,科学家又提出了新的假说。最新提出的撞击成因说引起了科学家们的极大关注,它能解释更多的观测事实,是当前较合理的月球起源假说。

分裂说

月球身世绝不简单:地球生命诞生得益于月球

地月分裂说月球的共振潮汐分裂说是月球起源研究中著名的假说之一。月球的共振潮汐分裂说坚持月球是地球的亲生女儿,即月球是从地球中分裂出来的。

坚持这一假说的科学家认为,在地球形成的早期,地球呈熔融态,由于潮汐共振作用,地球自转不稳定,即使只考虑地球和月球的角动量,当时地球自转的周期也仅有4小时,加上太阳的潮汐作用,地球的自转周期可缩短到2小时,因此有理由相信,在地球历史的早期,地球飞快地旋转,其自转速率比现在要高得多。若初期的地球是熔融状态,地球物质在地赤道面上将出现膨胀区,使在赤道面上的一部分熔体分离,或者说这部分熔融物质在地球高速自转情况下从赤道区被甩了出去,甩出去的物质在地球附近的行星际空间凝聚,冷凝后形成月球。

一些持这种假说的人还认为,地球上的太平洋就是分裂出月球后留下的“疤痕”。由于这种假说提出月球是从地球分离出去的,因此这种假说被形象地比喻为“母女说”。不过,由于地月年龄相差太大----月球甚至可能与宇宙同龄,且地月地质不同,现在已经被大多数科学家所摈弃。

同源说

月球身世绝不简单:地球生命诞生得益于月球

地月同源说与俘获说、分裂说和碰撞成因说一样,月球的同源说也是月球起源研究的著名假说之一。

月球起源的同源说坚信月球与地球是姐妹或兄弟关系,月球与地球在太阳星云凝聚过程中同时“出生”,或者说在星云的同一区域同时形成了地球和月球。主张这一假说的科学家认为,在原始太阳星云内,温度和化学成分取决于与太阳的距离。太阳系的各个行星是在星云中不同的区域、由不同化学成分的星云物质凝聚、吸积而形成的。

月球与地球在太阳星云中相距较近,形成过程相似,属于同时形成的“兄弟”。对于地球与月球成分上的差异,他们解释说,形成行星时,开始是凝聚、吸积并形成以铁为主要成分的行星核,金属核进一步增长之后,星云中残留的非金属物质才凝聚,月球就是地球形成后剩下的残余物质所组成的。

同源说力图合理解释地球与月球成分差异和月球的核、幔与壳的组成,但其模式与太阳星云的凝聚过程和地月系的运动特征不尽相符。因此,这一假说也不尽人意。

俘获说

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地月俘获说月球捕获说认为,月球是地球抢过来的“女儿”,即地球与月球由不属于同一星云团的物质形成,由于地-月轨道的变化,在1~10个地球半径范围内,外来的月球在飞过地球附近时被地球的强大引力所捕获,最终成为一颗环绕地球运行的卫星。

主张俘获说的科学家认为,地球和月球处在太阳星云的不同部位,由化学成分不同的星云物质凝聚而形成。月球原来的运行轨道与地球的轨道面交角很小(约5度),当月球运行到地球附近时,在地月距离为10个地球半径的范围内,月球可能被地球俘获而成为地球的卫星。著名有天文学家阿尔芬认为,月球曾经是一个独立的行星,月球被地球俘获时,与地球的距离大约为26个地球半径,与地球的平面的交角为149度。

如果月球进入地球的洛希限,潮汐会产生很强的非均一重力场,月球表面的岩石将会破碎,并进入月球运行的轨道空间,大部碎片物质又返回月球,撞击月球,在月表产生大量的月海盆地。月球正面在39亿年前发生的开凿月海事件——雨海事件也许是俘获说的重要证据。通过地月轨道的精细计算及激光测距的数据表明,现今月球的轨道愈来愈远离地球,每年后退约3.8厘米。不过,俘获说只能解释部分观

大踫撞测事实,不能令人满意。因此,不断有人另辟蹊径,提出新的假说。

撞击说

月球身世绝不简单:地球生命诞生得益于月球

撞击成因说认为,在太阳系形成早期,行星际空间有大量星云,星云经过碰撞、吸积而逐渐增大。大约在相当地月系统存在的空间范围内,形成了一个质量相当于现在地球质量9/10的“原地球”和另一个火星大小的天体“原月球”。

这两个天体在各自的演化过程中都形成了以铁为主的金属核和由硅酸盐组成的幔和壳。由于这两个天体相距不远,因此有机会发生碰撞。剧烈的碰撞不仅使“原地球”的自转产生了偏斜,而且使“原月球”碎裂,幔和壳变热蒸发,膨胀的气体“裹挟”着尘埃和少量的幔物质飞离原月球。

被分离的金属核因受膨胀气体的阻碍而减速,被“原地球”吸积并变成了地球的一部分。飞离的气体尘埃物质受地球引力的作用,呈盘状分布在洛希限以外的空间,它们通过吸积,先形成一些小天体,然后像滚雪球一样不断吸积增长,最终形成现在的月球。

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