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探索月球的“另一面”:背面的月殼為什么厚

2017-07-15
關(guān)鍵詞: 月球 月殼

  月球距離地球最近,現(xiàn)代科技讓我們對(duì)月球有了更多的了解,但關(guān)于月球背面的謎團(tuán)卻仍有很多未曾解開。

  英國(guó)著名物理學(xué)家霍金在微博又火了,由他引發(fā)的話題“霍金警告人類不要嘗試登月”這幾日一直高居微博熱搜榜首。這條由“BBC全球探秘資訊”發(fā)布的微博稱,“霍金再發(fā)警告不要登月,科學(xué)家證實(shí)外星人就在月球背面”。盡管隨后各大媒體又集體出來辟謠證實(shí)這句話根本子虛烏有,但神秘的月球背面還是成功引起了民眾關(guān)注。

  既然霍金沒有說過月球背面有外星人的話,那么月球背面究竟有什么呢?為什么人們一直對(duì)月球背面存在多種猜測(cè)呢?

  月球背面為什么這么神秘

  實(shí)際上,月球背面之所以顯得神秘,原因在于我們無法從地球上直接觀測(cè)到那里。中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)科學(xué)傳播中心主任、行星科學(xué)家鄭永春說:“在沒有月球探測(cè)器之前,月球背面一直是一個(gè)神秘的未知世界?!?/p>

  眾所周知,月球是地球唯一一顆天然衛(wèi)星。其正面和背面因距離地球的遠(yuǎn)近不同受到的引力也不相同,也就是說月球的腹背受力是不同的。

  “月球背向地球的半球離地球較遠(yuǎn),受到的地球引力與面向地球的半球相比要小。如果月球自轉(zhuǎn)周期與繞地球的公轉(zhuǎn)周期不相等,那么月球上同一部位受到的地球引力會(huì)隨時(shí)間變化,這就導(dǎo)致了月球不同巖層之間發(fā)生摩擦,這些摩擦力會(huì)逐漸減慢月球自轉(zhuǎn)的速度,最終使月球自轉(zhuǎn)的周期恰好等于它繞地球公轉(zhuǎn)的周期?!编嵱来赫f,即月球被地球的引力潮汐鎖定。潮汐鎖定后,從地球上看月球,就永遠(yuǎn)只能看到月球的一面??傮w上,從地球上可以觀測(cè)到整個(gè)月球表面的59%。

  雖然在地球上只能看到月球的一面,人類也不曾登陸過月球背面,但科學(xué)家并不缺乏月球背面的探測(cè)數(shù)據(jù)——各種月球探測(cè)器拍攝下了很多月背照片。

  據(jù)鄭永春介紹,1959年,蘇聯(lián)發(fā)射的月球3號(hào)探測(cè)器在飛越月球時(shí),第一次拍到了月球背面的圖像。上世紀(jì)六七十年代,美國(guó)和蘇聯(lián)的月球探測(cè)器多次獲得了月球背面圖像,阿波羅8號(hào)宇航員以及之后登月的宇航員都飛到了月球背面,親眼看到了月背的荒涼景象。

  月球背面月海為什么比正面少

  當(dāng)月球3號(hào)探測(cè)器首次拍下月背圖像后,科學(xué)家們本來預(yù)想會(huì)看到熟悉的暗區(qū)和亮斑,然而結(jié)果卻大大出乎他們的預(yù)料。月球的正反面看起來完全不同。鄭永春說:“月球正面地形平坦、月海居多,背面顏色較亮,月陸居多,撞擊坑分布密度也比正面高,地形更崎嶇。”

  他解釋稱,月海是指月球上大片顏色較深的黑斑區(qū)域,實(shí)際上是一些寬廣的平原,一滴水也沒有。這些區(qū)域?qū)μ?yáng)光的反射比較弱,看上去比周圍更暗一些,很像地球上的海洋,約占月表面積的17%。月球上共有22個(gè)月海,其中19個(gè)分布在正面,包括雨海、靜海、云海、冷海、風(fēng)暴洋等,約占整個(gè)正面半球表面積的一半。而月球背面只有東海、莫斯科海和智海3個(gè)月海。

  這是怎么回事呢?在人類拍攝了第一張?jiān)虑虮趁嬲掌?0多年之后,這個(gè)問題仍然沒有得到完全解答。

  有科學(xué)家提出,月球正面與背面的明顯差異,與月球的起源與演化有關(guān)。大碰撞假說是目前解釋月球形成的最主流的說法。該假說認(rèn)為,45億年前,一顆火星大小、名為“忒伊亞”的行星撞擊地球,地球的外部數(shù)層以及忒伊亞的大量碎片在地球軌道上聚集,最終形成了月球。

  月球形成后其軌道向地球逼近,大約在39億年前,當(dāng)月球運(yùn)行到地球的洛希限(行星對(duì)衛(wèi)星的潮汐力可將衛(wèi)星粉碎的最大距離)附近時(shí),由于地月潮汐力的相互作用,地球與月球正面均有一部分被引力撕裂并粉碎,甚至蒸發(fā)、熔融,大量被撕裂的碎塊又回返到月球正面,撞擊月表,在月球正面形成大面積月海盆地。而月球背面幾乎沒有受到地月潮汐力的影響,沒有發(fā)生過類似的撞擊。

  但是也有研究表明,當(dāng)時(shí)月球的正反兩面都受到了撞擊,由于月球正面比較溫暖柔軟,形成了規(guī)模龐大的玄武巖熔巖流,這些熔巖流填補(bǔ)了撞擊坑,將它們改造成了月海盆地。而月球背面則保留了撞擊后的原始狀態(tài)。

  月球背面的月殼為什么比正面厚

  日本研究人員利用日本繞月探測(cè)衛(wèi)星“月亮女神”對(duì)月球進(jìn)行觀測(cè)研究后發(fā)現(xiàn),月球正面和背面的重力分布存在差異。他們推測(cè),月球背面的月殼可能比正面堅(jiān)硬。美國(guó)航空航天局也證實(shí),月球背面的月殼要比正面厚大約30英里(約為48.3千米)。這并不是說背面有的地方更厚,而是背向地球一側(cè)的月殼整體都比正面的一側(cè)要厚。究竟為什么月球背面會(huì)那么厚呢?

  有科學(xué)家給出了一個(gè)大膽的推測(cè),他們認(rèn)為忒伊亞星的撞擊可能形成了兩個(gè)月亮而非一個(gè),月亮雙生也許就能解釋月球兩面相異的成因了。根據(jù)這一理論,45億年前,在夜空中有兩個(gè)月亮,小的跟在大的后面,并且距離越來越近,最終,小月亮從后面“抱”住了大月亮,二者慢慢黏在一起,形成了一層更厚的月殼。

  然而美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)的天體物理學(xué)家卻對(duì)此有著不同的說法。他們指出,大碰撞發(fā)生后,地球和月球都非常熾熱。月球比地球小得多,冷卻得也快。由于地球與月球從一開始就被潮汐鎖定,所以溫度超過2500攝氏度的地球會(huì)向月球正面輻射熱量。使得月球面向地球的那一面保持熔融狀態(tài),而遠(yuǎn)離地球的背面則緩慢降溫,這樣一來,月球背面與正面就出現(xiàn)了溫度差。

  當(dāng)月球背面的巖石蒸汽開始冷卻時(shí),最先析出結(jié)晶的就是鋁元素和鈣元素。數(shù)千年乃至數(shù)百萬年后,這些元素與月幔中的硅酸鹽結(jié)合,形成斜長(zhǎng)石,最終轉(zhuǎn)移到表層,組成月殼。背面的月殼中這些礦物的含量更高,因此月殼厚度也更厚。

  月球背面包含了許多至今未解的謎題。從目前人類獲得的信息來看,它沒有外星生物,也沒有秘密基地,卻擁有比這些更難以捉摸的難題等待我們?nèi)ヌ剿鳌?/p>

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  關(guān)于月球背面的那些傳聞

  由于近在咫尺的月球溫柔光輝背后,是一個(gè)人們無從知曉的地帶,因此關(guān)于月球背面的傳言有很多。有人說那里有外星人,有人說那里有神秘的基地,還有人說那里停放著二戰(zhàn)時(shí)期的飛機(jī)……

  傳聞一:外星人

  該傳言稱,1969年阿姆斯特朗登上月球的那一剎那,電視轉(zhuǎn)播的信號(hào)突然終止,而當(dāng)時(shí)登月時(shí)電視信號(hào)突然中斷的那幾分鐘,竟然是因?yàn)榘⒛匪固乩视鲆娏嗽虑蛏系耐庑侨?。很多無線電愛好者截獲了阿姆斯特朗遇見外星人時(shí)與美國(guó)航空航天局的通信內(nèi)容:“這家伙真大!天??!真是巨大……簡(jiǎn)直不敢相信。那里有和我們不一樣的宇宙飛船……他們?cè)诳粗覀??!?/p>

  傳聞二:神秘基地

  該傳言稱,1968年12月25日, 當(dāng)阿波羅8號(hào)飛船載著指令長(zhǎng)弗拉克·鮑曼及兩名助手進(jìn)入月球背面用肉眼探察時(shí), 曾發(fā)現(xiàn)月球背面的神秘基地。他們?cè)谠虑虮趁骐x地表100千米處用望遠(yuǎn)鏡頭拍攝下照片。從照片上可以清楚地看出,一個(gè)巨大的飛碟正在向左下方的月面降落。月面上, 有酷似起重機(jī)般高高豎起的吊臂,吊臂下矗立著一排紡錘形物體,高度一致,等距排列,類似機(jī)場(chǎng)跑道兩旁的標(biāo)志塔。有一座長(zhǎng)約3公里、高約1.5千米的橋,有3根巨大的平行管道通向火山口, 地面上還矗立著許多圓的或是方的形狀奇特的建筑物。

  傳聞三:“二戰(zhàn)”失蹤轟炸機(jī)

  該傳言稱,1987年3月蘇聯(lián)人造衛(wèi)星從月球背面發(fā)回的傳真照片顯示,有一架“二戰(zhàn)”時(shí)期的美制老式轟炸機(jī),停放在月球的隕石坑邊,機(jī)身機(jī)翼都有明顯的美國(guó)空軍標(biāo)志,有人推測(cè)可能是外星人擄到月球上去的。蘇美兩國(guó)科學(xué)家曾打算成立一個(gè)特別小組進(jìn)行秘密調(diào)查,可是蘇聯(lián)衛(wèi)星于1988年7月再次掃瞄該地時(shí),飛機(jī)已神秘消失,暗中監(jiān)控的美國(guó)專家承認(rèn)該架飛機(jī)是7月22日從月面失蹤的。

  傳聞雖然有聲有色,但是謊言說再多依舊不能成真。鄭永春說,目前從所有人類探月任務(wù)中探測(cè)器獲得的信息來看,月球背面并沒有發(fā)現(xiàn)外星人的基地,也沒有發(fā)現(xiàn)任何人工建筑物或人為活動(dòng)的痕跡。它看起來只是一片保存了40億年之久的荒涼大陸。


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