月球地质构造幻灯片课件.ppt

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1、 土壤比岩石更久远: 美国太空人首次登陆的“宁静海”,土壤的年代竟比岩石久远。据分析,两者相差10 亿年之久。由化学分析显示,月球上的土壤并非由岩石演变,可能来自别的地方。 受撞击会发出巨响: 太阳神号在探月时,月球登陆艇和火箭返航时,都会撞到月球表面。 但每次都会使月球像大铜锣或大钟一样响起来,阿波罗12号探月时,月球的回声还持续了4个小时, 目前没有一个科学家能够解释这种现象。 黑影区有稀有金属: 在地球上看月球时,会看到有些黑影,太空人登陆到这个平原状的黑影区时,发现很难在它的表面上钻孔,经研究这里的土壤样品中含有金属元素如钛、锫、钇等, 科学家们为此感到十分惊异,因为这些金属元素要在相

2、当高的热度-摄氏6000度以上才可能熔化,并与周围的岩石混合在一些。 纯铁粒子不会生锈: 宇航员们从月球上带回来的岩石样品中,都含有纯铁的粒子, 科学家们认为这些纯铁粒子并非来自陨石。有专家报导,这些纯铁粒子带回地球后,好多年都未生过锈,纯铁不生锈在科学界还是破天荒第一次遇到这种事情。 表面光滑如镜子: 月球表面不少地方光滑如镜。好像被什么不知来源的酷热“烫”过了一样。 专家们分析说,这儿并非是由巨大的陨石撞击而造成的,有些科学家则认为,太阳爆出来的高热才是主要的因素。 具有磁性使人震惊: 早期的月球研究,都说月球上没有磁场,近年来在分析月球岩石后,才知道它有强烈的磁性。然而月球的岩石真有磁场

3、,则应有个铁质的核心才对,但现在的资料又告诉我们,这样一个巨大的热核心不可能存在于月球的里面,也不可能从地球上的磁场获得磁性, 因为月球若要从地球上获得磁性,就必须很接近地球,果真如此,它恐怕会被地心力弄毁了。 外壳底部的浓缩物: 太空探测带回来的资料显示,月球的外壳底下有大块的浓缩物而且还有一股吸引力, 太空船飞过时禁不住要倾斜。科学家只知道这些浓缩物是一种又重又密的物质， 其余就一无所知了。 物理特征 赤道直径 3,476.2 千米 两极直径 3,472.0 千米 扁率 0.0012 表面面积 3.976107平方千米 扁率 0.0012 体积 2.1991010 立方千米 质量 7.34

4、91022 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 自转周期 27天7小时43分11.559秒自转速度 16.655 米/秒（于赤道） 自转轴倾角 在3.60与6.69之间变化 (与黄道的交角为1.5424) 反照率 0.12 满月时视星等 -12.74 表面温度(t) -233123 （平均-23） 大气压 1.310-10 千帕 月球是地球唯一的天然卫星，围绕着地球奔腾回旋不息。诞生40多亿年来，从未离开过地球的身旁，是地球最忠实的伴侣。然而作为伴侣其产生以及演化过程困扰着当今天文学界。 任何天体都有它形成、发展与衰老

5、的演化过程。月球起源与演化的研究对了解太阳系以及整个宇宙的历史有着相当大的意义。100多年来曾有过多种有关月球起源与演化的假说，但至今仍众说纷纭，难以形成一个统一的说法。这些月球成因学说争论的焦点在于，月球是与地球一样，在太阳星云中通过星云物质的凝聚、吸积而独立形成，还是由地球分裂出来的一部分物质形成的？月球形成时就是地球的卫星，还是在后期的演化中被地球俘获而成为地球卫星的？ 月球的地质构造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、浮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

6、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。1、月球的起源假说之一、月球的起源假说之一 分裂说分裂说 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

7、球是熔融状态，致使赤道上的一部分熔体被地球在自转过程中甩出去，最后形成了现在的月球。不过，由于这一假说与地月系的基本特征不相符，现在已经被大多数科学家所摈弃。2、月球的起源假说之二、月球的起源假说之二 同源说同源说 月球起源的同源说坚信月球与地球是姐妹或兄弟关系。 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。所以地球跟月球几乎同时形成。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

8、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。3、月球的起源假说之三、月球的起源假说之三 俘获说俘获说 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。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

9、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。4、月球的起源假说之四、月球的起源假说之四 撞击说撞击说 撞击成因说认为，地球早期受到一个火星大小的天体撞击，撞击碎片最终形成了月球，这是根据撞击成因说绘制的也月球形成示意图。 最新提出的撞击成因说引起了人们的极大关注，它能解释更多的观测事实，是当前较合理的月球起源假说。 撞击成因说也被称为“大碰撞分裂说”，这一假说认为，地球早期受到一个火星大小的天体撞击，撞击碎片（即两个天体的硅酸盐幔的一部分）最终形成了月球。 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。大约在相当目前地月系统存在的空间范围

10、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”。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。撞击成因说可以合理地解释地月系统的基本特征，如地球自转轴的倾斜与自转加速、月球轨道与地球赤道面的不一致、月球

11、是太阳唯一的与主行星质量比为1/81的卫星、月球富含难熔元素而匮乏挥发性元素和亲铁元素、月球的密度比地球低以及月球形成初期曾产生过广泛熔融、存在过岩浆洋等事实，因此撞击成因说是当今较为合理、较为成熟的月球起源学说，逐渐获得了大多数学者的支持。 还有种说法，当然只是种猜测。月球早期是否由火星分裂而由地球俘获的呢？在火星形成早期，火星呈熔融态，由于潮汐共振作用，火星自转不稳定，即使只考虑火星的角动量。当时火星自转的周期也能像地球在其形成早期一样仅几个小时呢？（地球仅有4小时），再加上太阳的潮汐作用，火星的自转周期还可能缩短到更短的时间。因此有理由相信，在火星历史的早期，火星飞快地旋转，其自转速率比

12、现在要高得多。若初期的火星是熔融状态，致使火星赤道上的一部分熔体被其在自转过程中甩出去。而在此时地球的历史可能已经超过火星。现今地球年龄为46亿年，而火星为4638亿年（估算的）。再加上地球质量和密度都比火星大，又是离火星最近的行星，所以完全有可能将火星甩出去的部分通过其引力作用而吸引过来作为自身的卫星，最后形成了现在的月球。但是火星也是有卫星的，为什么当初火星不能把现在的月球吸引为自己的卫星呢？ 猜测的答案是：相对于火星其他的卫星，月球的质量（为地球的1/81）过于大使得火星（质量小于地球的1/9）很难将其俘获，反而更容易被地球俘获。再说月球上有地球没有的元素，其中6种矿物质和许多同位素，这就很难被上边提到的分裂说解释。而月球比地球多的元素会不会在火星上找到呢？到目前为止人类还没对火星做充分的研究，到底上边的疑问是否成立还很难说，不过不失为一种猜测罢了。 关于月球的起源还有很大的空间有待研究。目前根据撞击说而成型的“月球发展史”已经很能比较全面地描述月球的演化过程，但上面也提到了撞击说也是有局限的。月球作为地球唯一的卫星，对其的研究能为人类起源及发展，宇宙的演化研究提供珍贵的信息。