月球知識科普

時間：2024-08-01 10:44:33 科普知識我要投稿

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月球知識科普

　　月球以橢圓軌道繞地球運轉。這個軌道平面在天球上截得的大圓稱“白道”。白道平面不重合于天赤道，也不平行于黃道面，而且空間位置不斷變化。下面是小編為大家整理的月球知識科普，僅供參考，歡迎閱讀。

月球知識科普

　　月球的科普知識

　　月球又稱“月亮”。在望遠鏡發明之前，古代的人們只能在晴朗的夜晚，用眼睛仰望皎潔的明月。看到月亮表面有明有暗，形狀奇特，于是人們就編出如嫦娥奔月、吳剛伐桂、玉兔搗藥等美麗神話。古希臘人則把月球看作美麗的狩獵女神阿爾忒彌斯，并且把女神狩獵時從不離身的銀弓作為月球的天文符號。

　　月球基本上沒有水，也就沒有地球上的風化、氧化和水的腐蝕過程，也沒有聲音的傳播，到處是一片寂靜的世界。月球本身不發光，天空永遠是一片漆黑，太陽和星星可以同時出現。

　　月球上幾乎沒有大氣，因而月球上的晝夜溫差很大。白天，在陽光垂直照射的地方，溫度高達127℃;夜晚溫度可低到-183℃。由于沒有大氣的阻隔，使得月面上日光強度比地球上約強1/3左右;紫外線強度也比地球表面強得多。由于月球大氣少，因此在月面上會見到許多奇特的現象，如月球上的天空呈暗黑色，太陽光照射是筆直的，日光照到的地方很明亮;照不到的地方就很暗，因此才會看到的月亮表面有明有暗。由于沒有空氣散射光線，在月球上星星看起來也不再閃爍了。

　　月面上到處是裸露的巖石和環形山的側影。整個月面覆蓋著一層碎石粒和浮土。從地球上看到的月球表面有明亮的區域和暗灰色部分。原來明亮的部分是月球表面的山區和高地，暗灰色部分是月球表面的平原。

　　月亮比地球小，直徑是3476公里，大約等于地球直徑的3/11。月亮的表面面積大約是地球表面積的1/14，比亞洲的面積還稍小一些;它的體積是地球的1/49，換句話說，地球里面可裝下49個月亮。月亮的質量是地球的1/81;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。月球上的引力只有地球1/6，也就是說，6公斤重的東西到限月球上只有1公斤重了。人在月面上走，身體顯得很輕松，稍稍一使勁就可以跳起來，宇航員認為在月面上半跳半跑地走，似乎比在地球上步行更痛快。

　　月球是離地球最近的天體，它是圍繞地球運轉的、唯一的天然衛星，它與地球的平均距離約384400公里。月球繞地球運動的軌道是一個隨圓形軌道，其近地點(離地球最近時)平均距離為363300公里，遠地點(離地球最遠時)平均距離為405500公里，相差42200公里。

　　像地球一樣，月球也是南北極稍扁，赤道稍隆起的扁球。它的平均極半徑比赤道半徑短500米，南北極也不對稱，北極區隆起，南極區凹陷約400米。

　　月球在繞地球運動的過程中，還要跟著地球一起繞太陽運動。這就是說，月球繞地球運動一周后，再回到的空間位置已不是原出發點了。由此可見，月球在運動過程中還要參與多種系統的運動。月球的運動和其他天體一樣，月球也處于永恒的運動之中。月球除東升西落外，它每天還相對于恒星自西向東平均移動13°多，因此，月亮每天升起來的時間，都比前一天約遲50分鐘。月亮的東升西落是地球自轉的反映;而自西向東的移動卻是月亮圍繞地球公轉的結果。月亮繞地球公轉一周叫做一個“恒星月”，平均是27天7小時43分11秒。月亮繞地球公轉的同時，它本身也在自轉。月亮的自轉周期和公轉周期是相等的，即1:1，月球繞地球一周的時間為也就是它自轉的周期。

　　月球這種奇特的自轉結果是:月球總以同一半面向著地球，而從地球上永遠看不到月球背面是什么樣，只有靠探測器才能揭開月背千古之謎，人類的這個愿望早在30多年前就已實現了。當今大型天文望遠鏡能分辯出月面上約50米(相當于14層高樓)的目標。

　　月球在我國古代詩文中有許多有趣的美稱:玉免(著意登樓瞻玉免，何人張幕遮銀闕——辛棄疾);夜光(夜光何德，死則又育?——屈原);素娥(素娥即月亮之別稱——《幼學瓊林》);冰輪(玉鉤定誰掛，冰輪了無轍——陸游);玉輪(玉輪軋露濕團光，鸞佩相逢桂香陌——李賀);玉蟾(涼宵煙靄外，三五玉蟾秋——方干);桂魄(桂魄飛來光射處，冷浸一天秋碧——蘇軾);蟾蜍(閩國揚帆去，蟾蜍虧復團——賈島);顧菟(陽鳥未出谷，顧菟半藏身——李白);嬋娟(但愿人長久，千里共嬋娟——蘇軾)。此外，月球還有許多別致的雅號，如玉弓、玉桂、玉盤、玉鉤、玉鏡、冰鏡、廣寒宮、嫦娥、玉羊等。

　　月球的形成背景

　　在46億年之前，地球正在孕育當中，地球上的生命更沒有誕生。太陽系還處于混沌初開的太陽星云階段。在年輕太陽的周圍，龐大的氣體塵埃星云中，塵埃與塊狀巖石不斷的凝聚、碰撞、吸積，星云中的部分物質開始生成為環繞太陽的行星和衛星系統。

　　月球和地球一樣都是恒星碎片匯聚而成，開始月球質量很小，恒星碎片撞擊月球的動能也很小，隨著月球質量的增加，在萬有引力作用下，恒星碎片撞擊月球的速度加快。撞擊月球的動能在不斷增強。月球表面開始融化，慢慢月球表面形成熾熱的巖漿。這時月球的球體被地球的引力拉長，自轉中的月球在內摩擦作用下，停止相對地球的自轉。當月球慢慢冷卻形成殼體，月球就形成今天有平衡動的現象。當殼體固定下來，殼體內的巖漿，會慢慢冷卻收縮。慢慢巖漿就會和殼體脫離，隨著時間的推移，殼體內就會形成很大的空間。巖漿在萬有引力作用下，會自然形成球體，這時月球殼體內就形成一個很大的空間。因月球最初形成時，恒星碎片動能很小，地核越往里溫度越低。

　　月球的成因探討

　　月球的起源莫衷一是。對月球的起源，歷史上大致有三大派。而后期則在各種說法的基礎上，結合研究結果而新形成了“碰撞說”，但并未定論。

　　分裂說

　　這是最早解釋月球起源的一種假設。早在1898年，著名生物學家達爾文的兒子喬治·達爾文就在《太陽系中的潮汐和類似效應》一文中指出，月球本來是地球的一部分，后來由于地球轉速太快，把地球上一部分物質拋了出去，這些物質脫離地球后形成了月球，而遺留在地球上的大坑，就是現在的太平洋。

　　這一觀點很快就受到了一些人的反對。他們認為，以地球的自轉速度是無法將那樣大的一塊東西拋出去的。再說，如果月球是地球拋出去的，那么二者的物質成分就應該是一致的。可是通過對“阿波羅12號”飛船從月球上帶回來的巖石樣本進行化驗分析，發現二者相差非常遠。

　　俘獲說

　　這種假設認為，月球本來只是太陽系中的一顆小行星，有一次，因為運行到地球附近，被地球的引力所俘獲，從此再也沒有離開過地球。還有一種接近俘獲說的觀點認為，地球不斷把進入自己軌道的物質吸積到一起，久而久之，吸積的東西越來越多，最終形成了月球。但也有人指出，像月球這樣大的星球，地球恐怕沒有那么大的力量能將它俘獲。

　　同源說

　　這一假設認為，地球和月球都是太陽系中浮動的星云，經過旋轉和吸積，同時形成星體。在吸積過程中，地球比月球相應要快一點，成為“哥哥”。這一假設也受到了客觀存在的挑戰。通過對“阿波羅12號”飛船從月球上帶回來的巖石樣本進行化驗分析，人們發現月球要比地球古老得多。有人認為，月球年齡至少應在53億年左右。

　　碰撞說

　　這一假設認為，太陽系演化早期，在星際空間曾形成大量的“星子”，先形成了一個相當于地球質量0.14倍的天體星子，星子通過互相碰撞、吸積而長合并形成一個原始地球。這兩個天體在各自演化過程中，分別形成了以鐵為主的金屬核和由硅酸鹽構成的幔和殼。由于這兩個天體相距不遠，因此相遇的機會就很大。

　　一次偶然的機會，那個小的天體以每秒5千米左右的速度撞向地球。劇烈的碰撞不僅改變了地球的運動狀態，使地軸傾斜，而且還使那個小的天體被撞擊破裂，硅酸鹽殼和幔受熱蒸發，膨脹的氣體以極大的速度攜帶大量粉碎了的塵埃飛離地球。這些飛離地球的物質，主要有碰撞體的幔組成，也有少部分地球上的物質，比例大致為0.85:0.15。在撞擊體破裂時與幔分離的金屬核，因受膨脹飛離的氣體所阻而減速，大約在4小時內被吸積到地球上。飛離地球的氣體和塵埃，并沒有完全脫離地球的引力控制，通過相互吸積而結合起來，形成幾乎熔融的月球，或者是先形成一個環，在逐漸吸積形成一個部分熔融的大月球。這個版本被普遍認可。

　　然而，隕石分析表明火星和行星這些太陽系內的天體具有與地球大不相同的氧和鎢同位素組成。而地球和月球具有幾乎相同的同位素組成。發表在2012年的對Apollo月球樣本所作的鈦同位素分析也表明月球和地球具有相同的組成。這與月球形成的碰撞說相矛盾。

　　既然月球既不是被地球俘獲的一個現成天體，也不是地球與別的天體碰撞的產物。因此，月球只能是地球自身的產物。但是，地球也不具有足夠的轉速來把與地球緊密相連的月球部分隨意拋出去。因此，月球應該是在特殊力的綜合作用下從地球分離出來，進入繞地球旋轉的軌道，形成環地衛星。

　　亮度

　　月球本身并不發光，只反射太陽光。月球亮度隨日月間角距離和地月間距離的改變而變化，滿月時的亮度比上下弦要大十多倍。

　　月球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(見)。它給大地的照度平均為0.22勒克斯，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9%，其余91%均被月球吸收。月海的反照率更低，約為7%。月面高地和環形山的反照率為17%，看上去山地比月海明亮。

　　月球到地球的距離相當于地球到太陽的距離的1/400，所以從地球上看月亮和太陽一樣大。

　　大氣環境

　　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，月球表面在陽光垂直照射的地方溫度高達127℃;夜晚，其表面溫度可降低到-183℃。用射電觀測可以測定月面土壤中的溫度，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。

　　分層結構

　　從月震波的傳播了解到月球也有殼、幔、核等分層結構。最外層的月殼平均厚度約為60-64.7公里。月殼下面到1000公里深度是月幔，它占了月球的大部分體積。

　　拓展閱讀

　　月球簡介

　　月球（英文名：Moon，拉丁文：Luna）是圍繞地球旋轉的球形天體，同時也是地球的天然衛星。

　　月球是太陽系中體積第五大的衛星，其平均半徑約為1737.10千米，相當于地球半徑的0.273倍；質量則接近7.342×1022千克，相當于地球的0.0123倍。月球的表面布滿了可能由小天體撞擊形成的撞擊坑。月球與地球的平均距離約38.44萬千米，大約是地球直徑的30倍。

　　月球是地球的天然衛星，可能形成于約45億年前，在地球形成后不久，有關它的起源有幾種假說，得到更多事實證據支持的說法是它形成于地球與火星般大小的天體——“忒伊亞”之間一次巨大撞擊所產生的碎片，在地球外圍聚集而形成的“大碰撞起源說”。

　　月球正面大量分布著由暗色的火山噴出的玄武巖熔巖流充填的巨大撞擊坑，形成了廣闊的平原，稱為“月海”，實際上“月海”中一滴水也沒有。月海的外圍和月海之間夾雜著明亮的、古老的斜長巖高地和顯目的撞擊坑。它是天空中除太陽之外最亮的天體，盡管它呈現非常明亮的白色，但其表面實際很暗，反射率僅略高于舊瀝青。由于月球在天空中非常顯眼，再加上規律性的月相變化，自古以來就對人類文化如神話傳說、宗教信仰、哲學思想、歷法編制、文學藝術和風俗傳統等產生重大影響。

　　月球的自轉與公轉的周期相等（稱為潮汐鎖定），因此月球始終以同一面朝向著地球。地球海洋潮汐的產生主要是由于月球引力的作用。由于地球海洋的潮汐作用力與地球自轉的方向相反，地球的自轉總是受到一個極其微弱的作用力在給地球自轉“剎車”，長期積累下來，有充分的證據表明，地球的自轉周期越來越慢，一天的時間極其緩慢地增長，大約幾年增加1秒；由于地球的反作用力，使月球緩慢地距離地球越來越遠，每一年遠離地球大約3.8厘米。月球與太陽的大小比率與距離的比率相近，使得它的視大小與太陽幾乎相同，在日食時月球可以完全遮蔽太陽而形成日全食。

　　月球是第一個人類曾經登陸過的地外天體。1958年美國和前蘇聯發射的月球探測器都宣告失敗。1959年前蘇聯和美國分別成功發射了“月球號”和“先驅者號”月球探測器。1969年美國的阿波羅-11號實現了人類首次載人登月，相繼阿波羅-12、14、15、16和17號實現載人登月，一共有12名美國宇航員登上月球開展科學考察、采集月球樣品和埋設長期探測月球的科學儀器，共帶回地球381.7千克月球樣品，大大增長了人類對月球起源、演化的認識。迄今為止人類只有這12名美國宇航員登上了地球以外的天體。

　　2018年4月，NASA公布了一段由月球軌道探測器收集的數據制作而成的視頻。這段視頻中的數據由月球勘測軌道飛行器（LRO）歷時九年收集而成。該探測器自2009年6月以來，一直在距月表上方50公里處對月球展開觀察，捕捉月球表面前所未見的細節。

　　2019年1月3日10點26分，由中國發射的“嫦娥四號”探測器在月球背面東經177.6度、南緯45.5度附近的預選著陸區成功著陸，世界第一張近距離拍攝的月背影像圖通過“鵲橋”中繼星傳回地球，這揭開了古老月背的神秘面紗。

　　2019年1月3日，嫦娥四號月球車被命名為“玉兔二號”。

　　地形地貌

　　月球表面有陰暗的部分和明亮的區域，亮區是高地，暗區是平原或盆地等低陷地帶，分別被稱為月陸和月海。早期的天文學家在觀察月球時，以為發暗的地區都有海水覆蓋，因此把它們稱為“海”。著名的有云海、濕海、靜海等。而明亮的部分是山脈，那里層巒疊嶂，山脈縱橫，到處都是星羅棋布的環形山，即撞擊坑，這是一種環形隆起的低洼形。月球上直徑大于1000米的撞擊坑多達33000多個。位于南極附近的貝利撞擊坑直徑295公里，可以把整個海南島裝進去。最深的山是牛頓撞擊坑，深達8788米。除了撞擊坑，月面上也有普通的山脈。高山和深谷疊現，別有一番風光。

　　月球背面的結構和正面差異較大。月海所占面積較少，而撞擊坑則較多。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）。背面未發現“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。

　　撞擊坑

　　撞擊坑這個名字是伽利略·伽利雷起的。是月面的顯著特征，幾乎布滿了整個月面。最大的撞擊坑是南極附近的貝利環形山，直徑295千米，比海南島還大一點。小的環形山甚至可能是一個幾十厘米的坑洞。直徑不小于1000米的大約有33000個。占月面比表面積的7%～10%。

　　有個日本學者1969年提出一個撞擊坑分類法，分為克拉維型（古老的撞擊坑，一般都面目全非，有的撞擊坑有中央峰）哥白尼型撞擊坑。年輕的撞擊坑，常有撞擊作用引起大量月球表面的巖石向四周濺射，濺射出來的大量巖石碎塊高速在月面拋射和滾動，改變了月面原有的地形地貌和表面土壤的結構與顏色，形成明顯的“輻射紋”，內壁一般帶有同心圓狀的段丘，中央一般有中央峰。種類有阿基米德型（環壁較低，可能從哥白尼型演變而來）、碗型或酒窩型（小型撞擊坑，有的直徑不到3米）。

　　環形山

　　以中國人名命名的有十四座萬戶環形山，祖沖之環形山，畢昇環形山，蔡倫環形山，張鈺哲環形山，石申環形山，張衡環形山，郭守敬環形山正面高平子環形山，沈括環形山，劉徽環形山，宋應星環形山，裴秀環形山，徐光啟環形山

　　其他景物

　　嫦娥三號著陸地命名為廣寒宮附近三個撞擊坑分別命名為“紫微”、“天市”、“太微”。

　　嫦娥四號著陸地命名為天河基地，周圍呈三角形排列的三個環形坑，分別命名為織女、河鼓和天津；著陸點所在馮·卡門坑內的中央峰命名為泰山。

　　嫦娥五號著陸地命名為天船基地，山峰命名為華山，衡山。

　　嫦娥環形山，景德環形山（男性），萬玉月溪和宋梅月溪。

　　撞擊坑的形成現有兩種說法：“撞擊說”與“火山說”。

　　“撞擊說”是指月球因被其他小行星撞擊而有現今人類所看到的撞擊坑。

　　“火山說”是指月球上本有許多火山，最后火山爆發而形成了火山噴發口。

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