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月球起源之谜

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发表于 2016-11-16 00:34:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
  月球到底是怎样诞生的呢?关于月球起源之谜有科学家曾断言,月亮是地球早期与另一个天体发生猛烈的宇宙碰撞时产生的。也就是说,月亮是在一次“大撞击”之后,由从地球母体中分裂出来的部分物质形成的。

  1984年,探索月球的科学家们就以碰撞学说举行了首次严肃的学术讨论会,大家的看法已逐步趋于一致。最近的计算机模拟使撞击镜头变得更加活灵活现。大约45亿年以前,一颗巨大的星体,或许与火星的大小差不多,在一次空前的宇宙大碰撞中猛击了地球。两个天体的球壳都很薄,撞击时破裂开来。撞击物艰难地破开地幔,全面进入地核,在那里留下了大部分躯体。来自两个天体地幔中含硅非常多的岩石挥发掉了,残片便形成一团环绕地球运转的云雾。气体冷却之后,云雾颗粒冷凝成一个薄薄的光环。在那里,通过反复碰撞,粒子开始聚合增大,经过数千万年之后,月亮就逐渐诞生了。

  不过前苏联科学家瓦欣和谢尔巴科夫曾提出:月球是一个受智慧生物控制的天体,也就是巨形宇宙飞船说。假如这个假说成立,那么月球应该是中空的。月球的全部天文参数都应符合这种特性。事实证明,前苏联两名科学家的假说得到了许多事实的支持。美国多次载人登月的阿波罗飞船飞行证明,第四种假说可能成立。

  宇航员在月面上做的月震试验、火箭三级毁月试验都表明月球是中空的,产生如铜钟般的震动效果,另外月面环形山不管大小,山的深度都一样,说明月表下层可能有加固钢体。以前月球曾离地球不远,但现在却离地球越来越远,且轨道也越来越远。从这些现象中,都说明月球是受外星人操控而来到地球身边的一个外星人人造天体的可能性相当大。根据宇宙信息,有人更确切地提出,月球的确是外星人改造过的一个天体,是外星人的宇宙基地。在100万年前来到地球附近,近轨道运行在地球周围,利用它来控制地球的轨道稳定运行,以防止偏向金星的轨道。不然在太阳系中,地球可能变轨进入金星轨道,因此会给地球人类造成灾害。

  多年来,外星人(常居月球内部,故又称为月球人)一直操控着月球,不停地调整着地球轨道,他们使用的完全是超现代的高科技手段。后来,种种原因又使月球变为高轨道飞行,而且慢慢远离地球。这种假说或许有些神奇怪异,但根据近年来的地球气候变迁和宇航登月飞行的种种试验表明,上述假说又好像非常有道理。要彻底搞清楚月球的诞生原因,还有待人们运用各种高科技手段进行不懈地探索来解决。
月球起源:大碰撞假说发现关键新证据


解释月球的起源,“大碰撞”假说无疑是目前最成熟的假说。不论是在动力学方面还是宇宙化学方面,大碰撞假说都能够比其他任何假说更好地说明问题。该假说认为45亿年前,一颗名为“忒伊亚”,大小与火星类似原行星相对温和地撞击了地球,撞击的结果是忒伊亚的铁核沉入了年轻地球的核心,其地幔也为地球的地幔所俘获,然而,有很大一部分忒伊亚与地球的地幔因为此次碰撞而被抛掷进入环绕地球的轨道,这些物质很快地合并,最终形成月球

月球起源之谜

月球起源之谜
“大碰撞”时刻的艺术想象图。图片:Dana Berry


根据大碰撞假说以及相关的模拟计算,月球应该主要是由忒伊亚的碎片组成的,因此应该继承了忒伊亚的化学组成,各元素稳定同位素之间的比例应该与忒伊亚一致,毕竟太阳系内各独立天体间的同位素比例都是不相同的。不过奇怪的是,根据之前的测量,月球氧元素的同位素比例与地球完全相同,这是大碰撞说最难解释的问题,毕竟忒伊亚与地球同位素比例完全相同的可能性非常小,概率不到1%[3]。

近日,一组由丹尼尔·赫尔瓦兹博士(Dr. Daniel Herwartz)带领的德国研究团队使用经改良的分析技术重新测量了月岩氧元素稳定同位素之间的比例,发现月球上17O的含量的确比地球上的更高,这项研究发表在今天的《科学》(Science)杂志上[4]。赫尔瓦兹博士表示:“二者之间的差别很小,但差别的确就在那里。这意味着两件事:首先,我们有理由相信大碰撞的确发生了;其次我们可以依此一窥忒伊亚的地质组成。”

研究团队分析了阿波罗号带回的玄武岩样本,测量了其中三种氧同位素的比例(分别是16O、17O与18O,这三种原子的核内都具有8个质子,但中子数分别为8、9与10),他们发现月岩的17O/16O比例比地球高出12±3 ppm。类似的是一类叫做“顽火辉石球粒陨石”(enstatite chondrite)或者“E型球粒陨石”的陨石,它们也具有较高的17O/16O比例,较地球高出51±6 ppm。

对此,赫尔瓦兹博士表示:“忒伊亚的成分可能与顽火辉石球粒陨石一致,如果这是真的,我们就可以推算出月球的地化特征以及同位素组成了,因为现在的月亮是由忒伊亚与早期地球的碎片组成的。下一步的目标是查出月球上到底有多少组分是来自忒伊亚的。”
大部分模型认为月球的70%到90%的成分由忒伊亚组成,但也有一些模型认为这个比例只有8%。新数据表明这个比例可能是在40%上下。
当然文章最后也提到,“后增薄层”假说也可以独立解释地月间的氧同位素比例的差别:如果地月原来组成成分相同的话,只要在地球表面物质中增加0.5%的碳质球粒陨石,就足以将地球表面的17O/16O拉低12 ppm。

关于月球的起源,现在有了更暴力的解释



 在太空中,月球几乎是我们永恒的友敌,它点亮了我们的夜空但却阻碍了我们观察星星的视线。现在,阿波罗时期的月球岩石检测表明,月球和地球之间有着更加野蛮的过去。
  发表在《自然》上的一篇新研究认为,月球是比人们预想中更暴力的空间碰撞的结果。自20世纪70年代起,许多研究人员们都支持月球形成于抛掷碎片这一理论,他们认为当时有火星大小的天体以相对较低的接触碰撞与地球擦身。然而,新研究认为有新证据表明这种撞击更像“一把砸向某个西瓜的锤子。”

  月球起源的古老理论(即它形成于某次擦边碰撞)能够解释月球的体积和它的轨道位置。但人们对阿波罗任务带回来的某些月球岩石检测,却发现了这一理论无法解释的奇怪之事。
  华盛顿大学的助教Kun Wang是该研究的主要作者,他表示:“由于近几年来技术突飞猛进,我们重新测量了70年代的阿波罗月球岩石样本。我们能够测量出地球和月球之间更细微的差别,所以我们发现了许多我们在20世纪70年代没有发现的东西。旧模型无法解释这些新的观察结果。”

  如果这个流行了四十年的理论是对的,那么研究人员们应该能在月球岩石样本上找到超过一半的、来自火星大小的天体材料。但研究人员们没有发现这些;相反,对岩石样本的化学物质分析显示,它里面的同位素化学物质读数相差无几。


  他们开始做更多先进的测试,试图精确地找出这些同位素标志之间的差别。他们最后终于找到了一个,但这反而说明这个样本的起源与地球之间的联系甚至比人们预想中的更加紧密。
  同位素标志是一样的,只不过月球岩石样本中含有更多的重钾同位素,它需要极高的温度才能分离出去。地球和火星大小撞击器之间的猛烈碰撞能够产生这种极高的温度。在这一模型下,碰撞产生的温度非常高,碰撞力度也很大,以至于这个撞击器和地球的许多部分在接触的时候蒸发了。之后,蒸汽扩张的面积超过地球的五百倍,并最终冷却成月球。
  Wang解释道:“我们的研究认为,月球若要形成则需要更大的撞击才行。这种猛烈的撞击本身应该被称作极其猛烈的撞击。它需要的能量甚至还不够。”
  不过,这一新数据并未改变我们对月球形成的理解。它也认为早期太阳系比我们现在了解的更加不稳定。

  Wang说道:“我们对早期太阳系的了解均来自我们对陨石和月球样本的分析,所有这些都需要非常古老的岩石。它已改变了我们对早期太阳系的理解,它比我们想象中的更加不稳定。”
  研究人员们将继续研究阿波罗月球样本,试图找到更多线索。目前,他们怀疑我们手上这些保留了几十年的样本还有更多秘密等待着我们。



月球起源之谜

一、月球形成的经典学说有哪些?

历史上有关月球起源的假说,大致可归纳为分裂说、同源说、俘获说。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。

月球起源之谜

月球起源之谜



月球起源的说法多种多样

分裂说: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。

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。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。
俘获说: 月球捕获说认为,月球是地球抢过来的“女儿”,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。

二、月球起源的主流观点——“大碰撞”理论

月球起源之谜

月球起源之谜


“大碰撞”理论想象图

依据这个假说,在45亿年前,就在地球形成后不久,一颗火星大小的小行星以某个倾斜角撞击到地球。撞击毁灭了这颗原行星,并且将地球的一部分,主要是地幔,抛射入太空中。依据这种理论进行的电脑模拟,估计只有2%的原行星物质被抛入太空,进入环绕地球的圆形轨道中,而其中又只有一半在碰撞后的一百年间成为构成月球的原料。无论撞击前的原始地球是如何倾斜和自转,碰撞后的地球一天约为五个小时,并且赤道与撞击后的月球轨道面是一致的。这是近年来关于月球成因的新假设。

撞击的证据来自阿波罗计划带回来的月球岩石,其中所含的氧同位素组成比例与地球的地幔几乎完全一样。化学元素的检查发现月球岩石几乎不含挥发性的元素和轻元素,因而被推断是在极端高温与异常的高热下形成,使这些元素都气化而逃逸了。

三、最不可思议的学说:月球形成于超级核爆炸!

科学家通过最新的研究发现大约在40多亿年前,地球发生了一次惊人的核爆炸事件,导致大量物质被撕裂,核心物质的抛射逐渐形成了现在的月球。根据行星学家维姆·韦斯特纳尔介绍:强烈的爆炸导致核物质被撕裂,产生的能量将剩余的物质聚集在地球轨道上,并形成了月球,这一理论被认为是月球形成假说之一。关于月球的形成之谜争论由来已久,主流观点都认为月球是地球的一部分,形成的时间点大约在40多亿年前。

月球起源之谜

月球起源之谜


与地球碰撞假说不同的是,本次科学家提出的地球核爆炸论使得月球形成之谜更加扑朔迷离,科学家认为核爆炸是唯一能够产生足够能量的爆炸事件,可以满足月球形成的要求。有观点认为地球内部存在一个巨大的核反应堆,这个天然的反应堆形成之初体积较小,但是随着放射性元素等能产生爆炸的物质逐渐增加,如铀和钚随着岩石圈的运动进入地球深处,在核心区域附近形成了巨大的液态物质聚集区,岩石中的放射性物质发生反应,当其与足够的“燃料”相混合的时候,就会发生巨大的爆炸……然后月亮诞生了!

结语、美丽的月球 神秘的起源

月球的起源一直是天文学中的经典难题。三种经典月球学说在解释地月体系动力学和地月元素组成等方面各有解释不清的地方。大碰撞起源学说能够较完整地解释地月体系的动力学和元素组成问题,是目前主流的学说。而最新的核爆炸学说不是太靠谱,姑且听之吧。



  月球的起源之谜


  “月球起源”是个十分古老的问题,但今天天文学家对此仍然是众说纷纭。18世纪以来的月球起源假说归纳起来,可以分为三类,即同源说、分裂说和俘获说。

月球起源之谜

月球起源之谜

  地月同源说图

月球起源之谜

月球起源之谜

  地月分裂说图

月球起源之谜

月球起源之谜

  地月俘获说图


  “同源说”是最早出现的一种月球起源假说,它认为月球和地球具有相同的起源。“分裂说”则认为在太阳系形成初期,地球还处于熔融状态时,地球的转速相当高,以致于有一部分物质被甩出去后形成了月球。甚至有人认为太平洋就是月球分出去后留下的疤痕。继同源说和分裂说之后提出的"俘获说"认为,月球和地球是在不同的地方形成的,一次偶然的机会,地球把运行到附近的月球俘获,成为自己的卫星。这三种假说都获得了一些实验的支持,但在某些问题上又都难以自圆其说。

  80年代中期,一位美国天文学家提出了一个崭新的、摆脱了上述三种假说框框的月球成因假说。该假说认为,在太阳系形成早期,大约在相当目前地-月系统存在的空间范围内,形成了一个原始地球和火星般大小的天体,它们在各自的演化中均形成了以铁为主的金属核和以硅酸盐组成的幔及壳。一个偶然的机会这两个天体撞在了一起,地球被撞出了轨道,火星大小的天体也碎裂了。飞离的气体、尘埃受地球的引力作用“落”在地球的周围,通过吸积,先形成几个小天体,以后像滚雪球似地形成了月球。这种假说在某种程度上兼容了三种经典假说的优点,并得到了一些地质化学、地质物理学实验的支持,但还没有最终确认。



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