月球是哪来的?同样是内太阳系行星的水星、金星和火星,为什么他们要么没卫星,要么油,也只是很小很小的,即使是最大的火卫衣,他的平均直径也才二十公里左右,小到连规则的球形都形成不了,看起来就像个大土豆。 而作为地球的卫星,月球相对就大的多,直径大约三千五百公里,相当于地球的四分之一。 对于这么一个大家伙,他的起源就显得扑说迷离了。在上个世纪,主流科学界关于月球起源主要有这么几种猜测, 一种是说月球曾经是地球的一部分,后来由于地球的自转速度太快,结果把自个给转散架了,月球就是当时甩出去的一部分地球物质形成的,这个叫做分裂说。另一种是说月球他本不是 地球的卫星,只是因为从地球的身边经过,被地球的引力捕获,所以才成了一颗卫星,这种叫做捕获说。 还有种说法,干脆认为月球它其实就是和地球一起诞生的,都由太阳系的原始吸机盘直接形成,就像太阳和行星一起诞生于同一片分子云一样,这种叫做吸机说。相较于以上三种假说,如今的科学界对地月系统的形成更认同的还是大碰撞说。 这种假说认为,当初有一颗火星大小的天体被称为特伊亚,有一天他和地球发生了碰撞,大量的物质被抛洒出去,并环绕地球运动,随着时间的推移,这些碎片慢慢聚集起来,最终形成了今天的月球。 但是通过对阿波罗带回的月球岩石样本进行同位速分析后,科学家发现月球岩石和地球岩 时,在同位数方面有着惊人的相似度,这意味着月球和地球有着相同的组成。但这就带来一个问题,因为天体本身的元素含量会受太阳风的影响。当初那个特伊亚如果是外来的话,他最初距离太阳的位置和地球有着很大的差异, 所以在同位数方面,他不应该与地球如此相似。这也成了大碰撞假说目前遇到的主要问题之一。 上个月,一篇发表在天体物理学杂志快报上的文章,研究人员对特一亚和地球之间的那次天地大冲撞给出了不一样的细节解释。 他们通过计算机进行了上百次的模拟撞击,而且相较于以前的碰撞模拟,这次的模拟更注重碰撞的细节过程。研究人员发现,在大碰撞发生后,那些抛洒出来的物质或许并没有形成行星环,而是形成了两个相互比较 独立的部分,一个离地球比较近,另一个则相对较远。远的那个由于超出了地球的落息极限,所以不会被地球引力撕扯,久而久之就形成了后来的月球。而相对较近的那个则被地球的引力给扯碎,逐渐落回了地球。 由于形成月球的那部分物质大部分都来源于地球,这或许可以解释大碰撞假说中同位数相同的问题。 其实,关于大碰撞的具体细节,我们还可以从另一个地方找到线索,那就是月球背面。我们知道,月球由于被潮汐锁定,他永远只有一个面朝向地球。面向地球的这面,我们称其为正面,背对我们的则称为背面。 在人类发射月球探测器之前,我们一直以为月球的正面背面应该都差不多,但当第一次看到探测器传回的照片时, 天文学家才惊讶的发现,月球的背面竟然如此的不一样,不像正面有着大块的盆地,月球背面是崎岖的高原地形。 通过探测器的引力测量,天文学家分析了月球内部的质量分布情况,正面的月翘平均厚度大约三十公里,而背面的厚度则有五十公里。除此之外,通过对月球陨石的分析,我们还发现正面和背面的物质在化学成分上也有很大不同。 种种迹象表明,月球成为了两面派,肯定和他当初的形成过程息息相关。这些差异也是大碰撞假说需要进一步解释和完善的地方。 其实目前已经有一些基于大碰撞假说的升级版理论,比如有一种被称为正面加热理论,说是在大碰撞发生后,此时的月球和地球都处于融融状态, 尤其是地球,他就像一个超级大火炉,把旁边月球这个小玫瑰烤的通红。不过月球背面因为背对着地球,所以他冷却的就会快一点,于是变形成了更厚的月翘。 你可能会说,地球的那点热量在地月这个距离上来说,会不会太微不足道了?确实,以今天的地月距离来说,地球想把那么多的热量传递给月球确实不太可能。 不过目前研究认为,月球可是正在以每年三点八三厘米的速度远离地球。也就是说,在地月系统刚刚形成之初,他俩的距离曾经非常近,甚至只有地球直径的一两倍远。 在那么近的情况下,月球正面是可以接受足够的热量,表面的火山活动也更为剧烈。这也是为什么今天我们在正面看到了大片的容颜平原。但是这个假 假说仍存在一些问题,比如说,如果当初他俩真挨得那么近的话,月球很可能就不会慢慢远离地球,相反,他会逐渐靠近地球,最终撞上地球。而另一个大碰撞假说的升级版就真提供了一个二次撞击的假说。 这种说法认为,在第一次特异亚的大碰撞发生后,此时有一个小天体迎面撞上了仍处于融融状态的月球,随后溅出的物质运动到了背面并沉淀了下来,从而形成了高原地形。 而承受撞击的正面由于地表被融化,所以导致了化学成分上存在差异。但是这种猜想也有问题, 比如撞击若是发生在融融状态的早期,那么今天月球正面的撞击盆地应该早就被抹平了,不可能保留到现在。和第二次撞击假说类似,还有种假说认为,当大碰撞发生 后,由地球周围碎屑形成的卫星并不只有一颗,而是两颗。由于这两颗卫星的运动速度存在差异,随后较小的那颗追尾了另外一颗大的。于是类似二次撞击甲说,碰撞后小卫星的碎片见落到了大卫星的另一面,后来两者融合在一起,形成了最终的月球。 不管是哪种假说,对于月球正背面的差异以及起源问题,目前都还缺少实际证据。不过如今随着各国探月计划的开展,将会为月球演化研究带来新的证据。比如今年我国的嫦娥五号就从月球带回了一点七三公斤的月球样品, 基于该样品,科学家在自然杂志连发三篇论文,把月球火山活动的持续时间一下向后推了二十亿年,刷新了人类对月球演化的认知。但是小小的月球为何内部冷却的如此之慢, 这成了困扰学术界的一个新问题。但是没过多久,这个问题就被我国科学家解开了。研究人员通过对月球玄武岩样本分析后发现,这里面钙和肽的含量要比预想的多, 因为玄武岩就是当初月表的岩浆冷却后形成的,所以这意味着岩浆在深入越慢的过程中,由于含有了比较多的钙和肽,所以越慢的熔点被大大降低了。 不光是我国,拉萨现在也将对当年阿波罗带回的已被封存了五十年的月球样本计划重新开展研究,日后相信类似的关于月球演化的研究结果将会越来越多。 不过目前我们获得的都还只是月球正面的样品,要想彻底解开月球起源之谜,对月球背面样品的分析必不可少。而在这方面,我国的嫦娥四号已经成为了首个登陆月球背面的探测器, 随后的嫦娥六号更是计划完成对月球背面的彩样返回任务,相信到时候我们对月球起源真相的了解会更进一步。好了,这里是林墨说宇宙,通俗易懂聊宇宙,下期见,拜拜!