初中1年级 小说阅读指导

我们身在何方(二)月球迷茫上


第九中学初一(1)班 TheBest

  好久不更小说了。深夜里突然想写写,也请期待我的新作励志校园青春小说《青春祭歌·水墨青春》和之后的3部中长《青春祭歌》系列和一部番外。科普性小说字数较多,跟我一样的天文学爱好者请仔细看完。
  让我们放眼望向月球。
  月球,俗称月亮,古称太阴,是环绕地球运行的一颗卫星。它是地球的一颗固态卫星,也是离地球最近的天体(与地球之间的平均距离是39万千米)。
  古时候,人们首先认为“天圆地方”,后来渐渐认识到月球和太阳,才推测地球也是球体。直到麦哲伦带领船队实行了环球航行后,才有更多人相信地球是圆的。现在,科学家在太空中拍摄了地球的卫星照片,在一百分确定地球是圆的。这中间,也有一些月球的功劳呢。
  1969年尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林成为最先登陆月球的人类。1969年9月美国“阿波罗11号”宇宙飞船返回地球,美国“阿波罗”登月计划至阿波罗17号结束。月球是被人们研究得最彻底的天体。人类至今第二个亲身到过的天体就是月球。月球的年龄大约已有46亿年。月球与地球一样有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60-65公里。月壳下面到1000公里深度是月幔,它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核,月核的温度约为1000摄氏度,所以很可能是熔融状态的。月球直径约3474.8公里,大约是地球的1/4、太阳的1/400,月球到地球的距离相当于地球到太阳的距离的1/400,所以从地球上看月亮和太阳一样大。月球的体积大概有地球的1/49,质量约7350亿亿吨,差不多相当于地球质量的1/81,月球表面的重力约是地球重力的1/6。
  月球永远都是一面朝向我们,这一面习惯上被我们称为正面。另外一面,除了在月面边沿附近的区域因天秤动而中间可见以外,月球的背面绝大部分不能从地球看见。在没有探测器的年代,月球的背面一直是个未知的世界。月球背面的一大特色是几乎没有月海这种较暗的月面特征。而当人造探测器运行至月球背面时,它将无法与地球直接通讯。
  月球每27.321666天绕地球运行一周,而每小时相对背景星空移动半度,即与月面的视直径相若。与其他卫星不同,月球的轨道平面较接近黄道面,而不是在地球的赤道面附近。
  相对于背景星空,月球围绕地球运行(月球公转)一周所需时间称为一个恒星月;而新月与下一个新月(或两个相同月相之间)所需的时间称为一个朔望月。朔望月较恒星月长是因为地球在月球运行期间,本身也在绕日的轨道上前进了一段距离。
  严格来说,地球与月球围绕共同质心运转,共同质心距地心4700千米(即地球半径的3/4处)。由于共同质心在地球表面以下,地球围绕共同质心的运动好像是在“晃动”一般。从地球南极上空观看,地球和月球均以顺时针方向自转;而且月球也是以顺时针绕地运行;甚至地球也是以顺时针绕日公转的,形成这种现象的原因是地球、月球相对于太阳来说拥有相同的角动量,即“从一开始就是以这个方向转动”。
  月球本身并不发光,只反射太阳光。月球亮度随日、月间角距离和地、月间距离的改变而变化。平均亮度为太阳亮度的1/465000,亮度变化幅度从1/630000至1/375000。满月时亮度平均为 -12.7等(见)。它给大地的照度平均为0.22勒克斯,相当于100瓦电灯在距离21米处的照度。月面不是一个良好的反光体,它的平均反照率只有7%,其余93%均被月球吸收。月海的反照率更低,约为9%。月面高地和环形山的反照率为17%,看上去山地比月海明亮。月球的亮度随月相变化而变化,满月时的亮度比上下弦要大十多倍。
  由于月球上没有大气,再加上月面物质的热容量和导热率又很低,因而月球表面昼夜的温差很大。白天,在阳光垂直照射的地方温度高达127℃;夜晚,温度可降低到-183℃。这些数值,只表示月球表面的温度。用射电观测可以测定月面土壤中的温度,这种测量表明,月面土壤中较深处的温度很少变化,这正是由于月面物质导热率低造成的。
  从月震波的传播了解到月球也有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳厚60-65公里。月壳下面到1000公里深度是月幔,占了月球大部分体积。月幔下面是月核。月核的温度约1000℃,很可能是熔融的,据推测大概是由Fe-Ni-S和榴辉岩物质构成。
  在46亿年之前,地球正在孕育当中,地球上的生命更没有诞生。太阳系还处于混沌初开的太阳星云阶段。在年轻太阳的周围,庞大的气体尘埃星云中,尘埃与块状岩石不断的凝聚、碰撞、吸积,星云中的部分物质开始生成为环绕太阳的行星和卫星系统。
  对于40亿年前月球的形成。人们提出了多种假说。一种假说是分裂说。即有人认为在太阳系形成初期。地球和月球原是一个整体,那时地球还处于熔融状态,由于地球自转非常快,因此月球通过离心力从地壳中分裂出来了。但这要求地球的初始旋转速度太快以至难以令人置信。另一种假说是俘获说,即有人认为月球是地球通过地心引力俘获的现成天体。但这要求一个实际上不可行的扩展的地球大气层来散发穿过大气层的月球的能量。还有一种假说是同源说。即有人认为地球和月球是在最原始的吸积盘里形成的。但这无法解释月球中金属铁的剥夺。而且这些假说还不能解释地一月系统所要求的高标准角动量。
  还有一种假说是碰撞说。即有人认为地-月系统是一次大碰撞的结果:一个火星大小的天体撞上刚刚形成的原始地球。爆炸的物质进入环绕地球的轨道。然后积聚形成月球。然而。陨石分析表明火星和行星这些太阳系内的天体具有与地球大不相同的氧和钨同位素组成。而地球和月球具有几乎相同的同位素组成。发表在2012年的对Apollo月球样本所作的钛同位素分析也表明月球和地球具有相同的组成。这与月球形成的碰撞说相矛盾。另外,若真的发生了这样的碰撞。则碰撞过程中所释放的巨大能量以及随后在地球轨道中发生的物质重聚将融化整个地球外壳,形成岩浆海洋。新形成的月球上也有它自己的岩浆海洋。估计海洋深度从500km到整个月球半径之长而事实并非如此。可见碰撞说也不成立。
  既然月球既不是被地球俘获的一个现成天体。也不是地球与别的天体碰撞的产物。因此月球只能是地球自身的产物。但是,地球也不具有足够的转速来把与地球紧密相连的月球部分随意抛出去。因此。月球应该是在特殊力的综合作用下从地球分离出来。进入绕地球旋转的轨道,形成环地卫星。
  月球表面有阴暗的部分和明亮的区域,亮区是高地,暗区是平原或盆地等低陷地带,分别被称为月陆和月海。早期的天文学家在观察月球时,以为发暗的地区都有海水覆盖,因此把它们称为“海”。著名的有云海、湿海、静海等。而明亮的部分是山脉,那里层峦叠嶂,山脉纵横,到处都是星罗棋布的环形山,即月坑,这是一种环形隆起的低洼形。月球上直径大于1000米的环形山多达33 000多个。位于南极附近的贝利环形山直径295公里,可以把整个海南岛装进去。最深的山是牛顿环形山,深达8788米。除了环形山,月面上也有普通的山脉。高山和深谷叠现,别有一番风光。
  月球背面的结构和正面差异较大。月海所占面积较少,而环形山则较多。地形凹凸不平,起伏悬殊最长和最短的月球半径都位于背面,有的地方比月球平均半径长4公里,有的地方则短5公里(如范德格拉夫洼地)。背面未发现“质量瘤”。背面的月壳比正面厚,最厚处达150公里,而正面月壳厚度只有60公里左右。
  环形山这个名字是伽利略起的。是月面的显著特征,几乎布满了整个月面。最大的环形山是南极附近的贝利环形山,直径295千米,比海南岛还大一点。小的环形山甚至可能是一个几十厘米的坑洞。直径不小于1000米的大约有33000个。占月面表面积的 7%-10%。
  在地球上的人类用肉眼所见月面上的阴暗部分实际上是月面上的广阔平原。由于历史上的原因,这个名不副实的名称保留下来。
  已确定的月海有22个,此外还有些地形称为“月海”或“类月海”的。公认的22个绝大多数分布在月球正面。背面有3个,4个在边缘地区。在正面的月海面积略大于50%,其中最大的“风暴洋” 面积约五百万平方公里,差不多九个法国的面积总和。大多数月海大致呈圆形,椭圆形,且四周多为一些山脉封闭住,但也有一些海是连成一片的。除了“海”以外,还有五个地形与之类似的“湖”——梦湖、死湖、夏湖、秋湖、春湖,但有的湖比海还大,比如梦湖面积7万平方千米,比汽海等还大得多。月海伸向陆地的部分称为“湾”和“沼”,都分布在正面。湾有五个:露湾、暑湾、中央湾、虹湾、眉月湾;沼有三个:腐沼、疫沼、梦沼,其实沼和湾没什么区别。
  月海的地势一般较低,类似地球上的盆地,月海比月球平均水准面低1-2千米,个别最低的海如雨海的东南部甚至比周围低6000米。月面的反照率(一种量度反射太阳光本领的物理量)也比较低,因而看起来显得较黑。
  月面上高出月海的地区称为月陆,一般比月海水准面高2-3千米,由于它返照率高,因而看来比较明亮。在月球正面,月陆的面积大致与月海相等但在月球背面,月陆的面积要比月海大得多。从同位素测定知道月陆比月海古老得多,是月球上最古老的地形特征。
  在月球上,除了犬牙交差的众多环形山外,也存在着一些与地球上相似的山脉。月球上的山脉常借用地球上的山脉名,如阿尔卑斯山脉,高加索山脉等等,其中最长的山脉为亚平宁山脉,绵延1000千米,但高度不过比月海水准面高三、四千米。山脉上也有些峻岭山峰,过去对它们的高度估计偏高。如今认为大多数山峰高度与地球山峰高度相仿。1994年,美国的克莱门汀月球探测器曾得出月球最高点为8000米的结论,根据“嫦娥一号”获得的数据测算,月球上最高峰高达9840米。月面上6000米以上的山峰有6个,5000-6000米20个,3000-6000米则有80个,1000米以 上的有200个。月球上的山脉有一普遍特征:两边的坡度很不对称,向海的一边坡度甚大,有时为断崖状,另一侧则相当平缓。
  除了山脉和山群外,月面上还有四座长达数百千米的峭壁悬崖。其中三座突出在月海中,这种峭壁也称“月堑”。
  月面上还有一个主要特征是一些较“年轻”的环形山常带有美 丽的“辐射纹”,这是一种以环形山为辐射点的向四面八方延伸的亮带,它几乎以笔直的方向穿过山系、月海和环形山。辐射纹长度和亮度不一,最引人注目的是第谷环形山的辐射纹,最长的一条长1800千米,满月时尤为壮观。其次,哥白尼和开普勒两个环形山也有相当美丽的辐射 纹。据统计,具有辐射纹的环形山有50个。
  形成辐射纹的原因至今未有定论。实质上,它与环形山的形成理论密切联系。许多人都倾向于陨星撞击说,认为在没有大气和引力很小的月球上,陨星撞击可能使高温碎块飞得很远。而另外一些科学家认为不能排除火山的作用,火山爆发时的喷 射也有可能形成四处飞散的辐射形状。
  地球上有着许多著名的裂谷,如东非大裂谷。月面上也有这种构造----那些看来弯弯曲曲的黑色大裂缝即是月谷,它们有的绵延几百到上千千米,宽度从几千米到几十千米不等。那些较宽的月谷大多出现在月陆上较平坦的地区,而那些较窄、较小的月谷(有时又称为月溪)则到处都有。最著名的月谷是在柏拉图环形山的东南连结雨海和冷海的阿尔卑斯大月谷,它把月球上的阿尔卑斯山拦腰截断,很是壮观。从太空拍得的照片估计,它长达130千米,宽10-12千米。
  2014年10月5日,科学家在月球上发现一个隐藏于地下的巨形的方形结构。这一结构宽2500公里,科学家们认为这是一条古老的裂谷系统,后来其中充填了岩浆。
  月球的表面却被巨大的玄武熔岩(火山熔岩)层所覆盖。早期的天文学家认为,月球表面的阴暗区是广阔的海洋,因此,他们称之为“mare”,这一词在拉丁语中的意思就是“大海”,当然这是错误的,这些阴暗区其实是由玄武熔岩构成的平原地带。除了玄武熔岩构造,月球的阴暗区,还存在其他火山特征。最突出的,例如蜿蜒的月面沟纹、黑色的沉积物、火山园顶和火山锥。不过,这些特征都不显著,只是月球表面火山痕迹的一小部分。
  与地球火山相比,月球火山可谓老态龙钟。大部分月球火山的年龄在30-40亿年之间;典型的阴暗区平原,年龄为35亿年;最年轻的月球火山也有1亿年的历史。而在地质年代中,地球火山属于青年时期,一般年龄皆小于10万年。地球上最古老的岩层只有3.9亿年的历史,年龄最大的海底玄武岩仅有200万岁。年轻的地球火山仍然十分活跃,而月球却没有任何新近的火山和地质活动迹象,因此,天文学家称月球是“熄灭了”的星球。
  地球火山多呈链状分布。例如安底斯山脉,火山链勾勒出一个岩石圈板块的边缘。夏威夷岛上的山脉链,则显示板块活动的热区。月球上没有板块构造的迹象。典型的月球火山多出现在巨大古老的冲击坑底部。因此,大部分月球阴暗区都呈圆形外观。冲击盆地的边缘往往环绕着山脉,包围着阴暗区。
  月球阴暗区主要出现在月球较远的一侧。几乎覆盖了这一侧的1/3面积。而在较远一侧,阴暗区的面积仅占2%。然而,较远一侧的地势相对更高,地壳也较厚。由此可见,控制月球火山作用的主要因素是地表高度和地壳厚度。
  2013年据国外媒体报道,NASA正在开发一种新型月球车用来寻找月球上的“水资源”,科学家已经发现月球两极地区存在大量的冰水物质,如果将这些“水资源”开采,或可满足未来登月以及地月轨道补给站的需求。新型月球水资源及矿物探测器将于2017年发射,可对月球风化层、表面环境、氧气以及挥发物提取并探测。月球车将采用太阳能为主要动力,但这并非最佳选择,因为冰水物质存在于月球两极的永久阴影区内,这里并没有太阳光的照射。
  未来的月球基地将使用来自月球极区的冰冻水,也可供给地月轨道上的空间站。
  月球车只能充满电后进入永久阴影区,对此NASA肯尼迪航天中心前项目主管威廉·拉尔森认为正常情况下需要使用核动力月球车对月球“水资源”以及挥发物进行探索,由于经费的问题只能选择太阳能,该动力更加实惠,项目预算只有2.5亿美元,其中包括了发射火箭的费用。当月球车成功登陆月球后,大约有2.5天的光照时间,并开始寻找氢,然后会进入两天的黑暗期。科学家为月球配备了钻探工具,使之可以对月球表面下大约1米的深处进行探测,提取固体样品后对其进行加热,希望能产生液态水。
  威廉·拉尔森认为我们的主要任务是对月球冰进行勘探,是否能寻找到水资源依然是个未知数,此外,科学家还试图从月球土壤样本中提取氧气。如果月球探水计划获得成功,甚至可以建造月球“淡水厂”,将永久阴影区的冰冻水提取并供给月球基地或地月系的轨道空间站。
  美国宇航局LCROSS探测器对月球南极附近的撞击坑探测发现,其中存在大约5%的冰冻水,但是月球水资源起源于何处,仍然是个迷。有研究提出月球极区永久阴影区内的冰冻水来源于彗星和小行星,加州大学洛杉矶分科学家戴维·佩奇认为月球极区异常地寒冷,我们可通过发射探测器不断寻找月球水资源与矿物质的分布。
  月球的地心引力仅为地球的1/6,这意味着月球火山熔岩的流动阻力,较地球更小,熔岩行进更为流畅。这就可以解释,为什么月球阴暗区的表面大都平坦而光滑。同时,流畅的熔岩流很容易扩散开,因而形成巨大的玄武岩平原。此外,地心引力小,使得喷发出的火山灰碎片能够落得更远。因此,月球火山的喷发,只形成了宽阔平坦的熔岩平原,而非类似地球形态的火山锥。这也是月球上没有发现大型火山的原因之一。
  下期将为大家继续讲述月球的故事。
 
 
位置:发表区 年级:初中1 关键字:
作文id:802503 来源:原创 字数:6092 投稿日期:2015-3-15 0:14:00 点击:
  花染雪欲梦 点评

推荐3星:[花染雪欲梦]2015-3-15 9:20:47
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