月球如何形成的 月球的特征是什么
月球是第一个人类曾经登陆过的地外星球,而对于月球的形成相信很多人都会好奇,以下是由小编整理关于月球如何形成的内容,希望大家喜欢!
月球的形成
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。
月球和地球一样都是恒星碎片汇聚而成,开始月球质量很小,恒星碎片撞击月球的动能也很小,随着月球质量的增加,在万有引力作用下,恒星碎片撞击月球的速度加快。撞击月球的动能在不断增强。月球表面开始融化,慢慢月球表面形成炽热的岩浆。这时月球的球体被地球的引力拉长,自转中的月球在内摩擦作用下,停止相对地球的自转。当月球慢慢冷却形成壳体,月球就形成今天有平衡动的现象。当壳体固定下来,壳体内的岩浆,会慢慢冷却收缩。慢慢岩浆就会和壳体脱离,随着时间的推移,壳体内就会形成很大的空间。岩浆在万有引力作用下,会自然形成球体,这时月球壳体内就形成一个很大的空间。因月球最初形成时,恒星碎片动能很小,地核越往里温度越低。
月球的轨道运动
月球公转
月球以椭圆轨道绕地球运转。这个轨道平面在天球上截得的大圆称“白道”。白道平面不重合于天赤道,也不平行于黄道面,而且空间位置不断变化。周期173日。月球轨道(白道)对地球轨道(黄道)的平均倾角为5°09′。但是现在知道月球平均每年以4cm的速度逐渐与地球离去。
月球自转
月球在绕地球公转的同时进行自转,周期27.32166日,正好是一个恒星月,所以我们看不见月球背面。这种现象我们称“同步自转”,几乎是卫星世界的普遍规律。一般认为是行星对卫星长期潮汐作用的结果。天平动是一个很奇妙的现象,它使得我们得以看到59%的月面。主要有以下原因:
⒈在椭圆轨道的不同部分,自转速度与公转角速度不匹配。
⒉白道与赤道的交角。
月球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。
月球章动
月球的轨道平面(白道面)与黄道面(地球的公转轨道平面)保持着5.145 396°的夹角,而月球自转轴则与黄道面的法线成1.5424°的夹角。因为地球并非完美球形,而是在赤道较为隆起,因此白道面在不断进动(即与黄道的交点在顺时针转动),每6793.5天(18.5966年)完成一周。期间,白道面相对于地球赤道面(地球赤道面以23.45°倾斜于黄道面)的夹角会由28.60°(即23.45°+5.15°) 至18.30°(即23.45°-5.15°)之间变化。同样地,月球自转轴与白道面的夹角亦会介乎6.69°(即5.15°+1.54°)及3.60°(即5.15°-1.54°)。月球轨道这些变化又会反过来影响地球自转轴的倾角,使它出现±0.002 56°的摆动,称为章动。
天秤动
因为月球的自转周期和它的公转周期是完全一样的,所以地球上只能看见月球永远用同一面向着地球。自月球形成早期,地球便一直受到一个力矩的影响导致自转速度减慢,这个过程称为潮汐锁定。亦因此,部分地球自转的角动量转变为月球绕地公转的角动量,其结果是月球以每年约38毫米的速度远离地球。同时地球的自转越来越慢,一天的长度每年变长15微秒。
从地球上看月亮,看到的月球表面并不是正好它的一半,这是因为月球像天平那样摆动。地球上的观测者会觉得:在月球绕地球运行一周的时间里,月球在南北方向来回摆动,即在维度的方向像天平般的摆动,这被称为“纬天平动”,摆动的角度范围约6°57′;月球在东西方向上,即经度方向上来回摆动的现象,被称为“经天平动”,摆动角度达到7°54′。除去这两种主要的天平动,月球还有周日天平动和物理天平动,前三种天平动都并非月球在摆动,是因为观测者本身与月球之间得相对位置发生变化而产生的现象。只有物理天平动是月球自身在摆动,而且摆动得很小。
由于月球轨道为椭圆形,当月球处于近地点时,它的自转速度便追不上公转速度,因此我们可见月面东部达东经98度的地区,相反,当月处于远地点时,自转速度比公转速度快,因此我们可见月面西部达西经98度的地区。这种现象称为天秤动。又由于月球轨道倾斜于地球赤道,因此月球在星空中移动时,极区会作约7度的晃动,这种现象称为天秤动。再者,由于月球距离地球只有60地球半径之遥,若观测者从月出观测至月落,观测点便有了一个地球直径的位移,可多见月面经度1度的地区。
月球对地球所施的引力是潮汐现象的起因之一。月球围绕地球的轨道为同步轨道,所谓的同步自转并非严格。
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”。
月球的结构特征
亮度
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,满月时的亮度比上下弦要大十多倍。
月球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9%,其余91%均被月球吸收。月海的反照率更低,约为7%。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。
大气环境
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。
分层结构
从月震波的传播了解到月球也有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60-64.7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℃,所以很可能是熔融状态的据推测大概是由Fe-Ni-S和榴辉岩物质构成。
月球如何形成的 月球的特征是什么的评论条评论