月球起源之謎(一)
月球是地球的一個十分富有神話色彩的近鄰。雖然,在20世紀60年代美國“阿波羅”宇宙飛船就登上了月球,但是關於它的謎卻一直是有增無減的,其中最大的謎是月球的起源。
通常來說,探討月球的起源時有幾個問題是必須考慮的。
首先是年齡問題:根據一些元素的同位素的研究,可以證實,月球的年齡與地球十分相近,它大約也是在46億年前形成的;其次是質量問題:月球質量約為地球的l/8l,平均密度為每立方厘米3.34克,大致相當於地幔的平均密度,所以,月球核心不可能是一個很大的鐵質核心;
再次是成分問題:月球的化學元素全部可以在地球上發現,但是,月岩中所含的鋁、鈣和鈦等化學元素比地岩中要多6倍,而鐵、鈉、鎂卻非常少;
最後是軌道問題:九大行星的衛星多在行星的赤道麵附近運動,而月球的軌道卻與地球赤道麵差120度,與黃道麵則較接近。
對這些問題,眾說紛紜。於是月球的起源問題,就更難得到圓滿的解釋。目前主要存在著以下幾種說法:
第一,分裂說。此說認為最初月球隻是地球赤道的隆起部分,在太陽的引力和地球的快速自轉作用下,月球“飛”了出去,分裂為衛星。然而地球的慣性離心力要達到把月球拋出去的程度是不可能的,同時兩者的化學構成也有很大差別。
第二,俘獲說。認為月球本來是太陽係裏的一顆普通酌小行星,在一次偶然的機會中它行近地球時被俘獲,而成為了地球的衛星。但是軌道問題卻又難以解釋。如果小行星從地球旁經過,它隻可能會略微改變一下其軌道,是不可能被地球俘獲過來的。
第三,同源說。認為二者都同時從一個快速施轉的塵動作雲中產生出來,不過,為什麽它們的化學成分卻相差如此大呢?
以上假說都存在著各自的缺陷,於是,有人又提出了一個新假說,認為是一顆小行星猛烈撞擊地球,擄去了一大片物質,最後才形成現在的月球。 這一撞擊使地球軌道麵發生傾斜,而被撞擊出去的物質卻占據了原先地球赤道的位置。當然,這隻是又一個假說,還有不少問題有待研究。 ‘
20世紀80年代中期,一位美國天文學家提出了一個嶄新的關於月球成因的假說。該假說提出,在太陽係形成早期,大約在相當於今天地一月係統存在的空間範圍內,形成了一個原始地球和火星一樣大小的天體,它們在各自的演化中均形成了以鐵為主的金屬核和以矽酸鹽組成的幔及殼。一個偶然的機會使得這兩個天體撞在了一起,地球被撞出了軌道,火星大小的天體也碎裂了。飛離的氣體、塵埃受地球的引力作用“落”在了地球的周圍,並且通過相互吸引、堆積,先形成了幾個小天體,以後又逐漸像滾雪球似地形成了月球。
這個新的假說在某種程度上兼容了三種經典假說的優點,並得到了一些地質化學、地質物理學實驗的支持,不過還沒有最終確認。
令人驚異的一件事是,從月球帶回的岩石標本,經分析發現其中99%的年齡要比地球上90%年齡最大的岩石更加年長。宇航員阿姆斯特朗在“寂靜海”降落後揀起的第一塊岩石的年齡是36億歲。其他一些岩石的年齡為43億歲、46億歲和45億歲——它差不多和地球及太陽係本身的年齡一樣大,而地球上最古老的岩石則是37億歲。1973年,世界月球研討會上曾經測定過一塊年齡為53億歲的月球岩石。然而更令人不解的是,這些古老的岩石都采自科學家認為是月球上最年輕的區域。根據這些證據,部分科學家提出,月球在地球形成之前很久便已在星際空間形成了。
月球古老的岩石已使科學家束手無策,但是,和這些岩石周圍的土壤相比,岩石還算是年輕的。據分析,土壤的年齡起碼比岩石大10億年。乍一聽來,這是不可能的,因為科學家認為這些土壤是岩石粉碎後形成的。然而,測定了岩石和土壤的化學成份之後,科學家發現,這些土壤與岩石無關,好像是從別處來的。