天文科普:我們的月球是被地球“吐”出來的嗎?
來源:科普中國
發布時間:2022-11-03
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不知道你有沒有想過,為(wei) 什麽(me) 地球旁邊有一個(ge) 月球?月亮是怎麽(me) 來的?今天,我們(men) 就來與(yu) 大家聊聊這些問題。


01

月球從(cong) 哪裏來?

對於(yu) 月球的起源,自古以來就有很多假說:比如有說月亮跟地球一樣都是太陽係裏麵最早形成的星球,地球大了就變成行星,月亮小了被地球的引力“抓”過來,成為(wei) 了地球的衛星。

還有一種說法,是達爾文的兒(er) 子提出來的,認為(wei) 地球剛形成,由於(yu) 內(nei) 部能量很大,所以“甩”出了一團物質出去,成為(wei) 了月球。而甩出月球後的地球留下了一塊“疤痕”,也就是現在的太平洋。但經過檢測,太平洋的石頭很年輕,月球石頭的年齡有 40 億(yi) 年,它們(men) 的年齡對不上。所以這個(ge) 假說也是不對的。

最後有一個(ge) 比較靠譜的理論,認為(wei) 月球確實是地球的一部分,但並不是地球甩出去的,而是被其他天體(ti) 撞擊後得來的:我們(men) 的地球是在 46 億(yi) 年前形成的,並在大約 45.6 億(yi) 年前,受到了一個(ge) 來自太陽係的火星大小的天體(ti) 撞擊,這次撞擊產(chan) 生了很多碎塊,而後這些碎塊在地球邊上由於(yu) 引力慢慢地組合起來,形成了我們(men) 的月亮。

如果想知道上麵這個(ge) 理論是否成立,就需要給地球和月球做一個(ge) “親(qin) 子鑒定”。對於(yu) 人來說,我們(men) 可以通過將父母和子女的基因提取後進行對比,就可以確認孩子是否是父母親(qin) 生的。那麽(me) 對於(yu) 地球和月球,我們(men) 也可以通過提取它們(men) 的“基因”——岩石,通過年代測定並進行對比,確認月球是否是地球的“孩子”,這也是我們(men) 想要探月的原因之一。


02

月球對地球的貢獻

地球受到撞擊“生”下月球,這無疑是對地球的一次傷(shang) 害。然而,這種傷(shang) 害卻為(wei) 地球帶來了一些好處,同時,月球的“誕生”也為(wei) 地球做出了不少貢獻。

貢獻一:讓地球擁有四季

回憶一下,為(wei) 什麽(me) 我們(men) 見到的所有的地球儀(yi) 都是歪的?因為(wei) 我們(men) 的地球本身就是歪的,它被撞歪了 23.5°。這是地球在 45.6 億(yi) 年前 “生”下月球的那次撞擊中,留下的一個(ge) “殘疾”。

不過與(yu) 其說是“殘疾”,不如說是月球對地球的一個(ge) 貢獻。

想象一下,如果地球沒有被撞歪,以豎直自轉軸一邊自轉一邊圍繞太陽公轉的話,公轉一周下來地球上每個(ge) 區域受到太陽照射的時長就是相同的,可能就不會(hui) 有明顯的四季。可“幸運”的是,地球被撞歪了,在以傾(qing) 斜的自轉軸自轉的同時,又圍繞太陽公轉,公轉到不同位置時,太陽對地球的照射時長有長有短,也就有了春夏秋冬,有了分明的四季。所以說,四季是月亮誕生的時候給地球帶來的一份特殊的節律,也算是一份貢獻吧。

除了地球外,太陽係裏的其他行星也沒落下“好結果”。比如火星被撞歪了 24.5°,比地球稍微再歪一點點,所以,火星也有春夏秋冬;金星則撞翻了,其他行星都是逆時針方向轉,隻有金星是順時針方向轉;木星太大,歪得不多;土星也歪了;而天王星更慘,撞“躺”下了,所以,天王星是“躺”著圍繞太陽轉的。太陽係的八大行星都是“七倒八歪”的,這就是現在觀測到的情況。

貢獻二:月球——地球的衛士

我們(men) 來看看下麵這張嫦娥 1 號製作的全月球數字高程圖,你會(hui) 發現月球上有許多大小不同的坑,大概有三四百萬(wan) 個(ge) 坑,這些坑是怎麽(me) 來的呢?

在太陽係中,有很多朝向各個(ge) 方向飛行的小型天體(ti) ,其中有一些就會(hui) 飛向地球。幸運的是,月球在地球外麵日複一日地公轉,它以微弱的身軀替地球抵擋了很多小型天體(ti) 的撞擊,盡管月球自身被撞的到處都是坑,但它英勇地保護了自己的“母親(qin) ”。

貢獻三:幫地球減速

月球的第三個(ge) 貢獻,就是為(wei) 地球帶來了潮汐。

根據古生物的研究,早期地球的自轉一周大概隻有 6 個(ge) 小時,一會(hui) 兒(er) 白天、一會(hui) 兒(er) 晚上,這誰受得了啊。想象一下,如果我們(men) 生活在自轉一周隻有 6個(ge) 小時的地球上,可能這一天除了睡覺什麽(me) 都做不了了。但在月亮的幫助下,地球的自轉被拖的越來越慢,從(cong) 原來的一天 6小時,變成了現在的一天 24 小時。

其實,現在地球的自轉還在逐漸減慢,減慢的主要原因就是月球的潮汐摩擦,除此之外還會(hui) 受到如氣候、地質活動的影響。自1972 年至今,國際地球自轉服務會(hui) 通過增加或減少 1 秒(這“1 秒”被稱為(wei) “閏秒”),來消除精確的時間(使用原子鍾測量)和不精確的觀測太陽時之間的差異。截止到 2022 年 6 月 30 日,我們(men) 已經增加了27 閏秒。雖然這 27 秒的時間對於(yu) 我們(men) 的人生來說無比短暫,但可以知道的是,我們(men) 的地球確實越來越慢了。

所以,雖然月球的誕生讓地球被“撞”歪,但月球對於(yu) 自己的“母親(qin) ”懷有深厚的感情,一直是地球的衛士,同時也對我們(men) 未來人類的生活產(chan) 生了巨大的影響。

本文根據歐陽自遠(中科院地球化學所研究員、院士)在星空講壇的演講整理



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