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(fā)布時間:2022-11-03
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不知道你有沒有想過,為什么地球旁邊有一個月球?月亮是怎么來的?今天,我們就來與大家聊聊這些問題。


01

月球從哪里來?

對于月球的起源,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系里面最早形成的星球,地球大了就變成行星,月亮小了被地球的引力“抓”過來,成為了地球的衛(wèi)星。

還有一種說法,是達爾文的兒子提出來的,認為地球剛形成,由于內部能量很大,所以“甩”出了一團物質出去,成為了月球。而甩出月球后的地球留下了一塊“疤痕”,也就是現(xiàn)在的太平洋。但經(jīng)過檢測,太平洋的石頭很年輕,月球石頭的年齡有 40 億年,它們的年齡對不上。所以這個假說也是不對的。

最后有一個比較靠譜的理論,認為月球確實是地球的一部分,但并不是地球甩出去的,而是被其他天體撞擊后得來的:我們的地球是在 46 億年前形成的,并在大約 45.6 億年前,受到了一個來自太陽系的火星大小的天體撞擊,這次撞擊產(chǎn)生了很多碎塊,而后這些碎塊在地球邊上由于引力慢慢地組合起來,形成了我們的月亮。

如果想知道上面這個理論是否成立,就需要給地球和月球做一個“親子鑒定”。對于人來說,我們可以通過將父母和子女的基因提取后進行對比,就可以確認孩子是否是父母親生的。那么對于地球和月球,我們也可以通過提取它們的“基因”——巖石,通過年代測定并進行對比,確認月球是否是地球的“孩子”,這也是我們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害。然而,這種傷害卻為地球帶來了一些好處,同時,月球的“誕生”也為地球做出了不少貢獻。

貢獻一:讓地球擁有四季

回憶一下,為什么我們見到的所有的地球儀都是歪的?因為我們的地球本身就是歪的,它被撞歪了 23.5°。這是地球在 45.6 億年前 “生”下月球的那次撞擊中,留下的一個“殘疾”。

不過與其說是“殘疾”,不如說是月球對地球的一個貢獻。

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區(qū)域受到太陽照射的時長就是相同的,可能就不會有明顯的四季??伞靶疫\”的是,地球被撞歪了,在以傾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(jié)律,也算是一份貢獻吧。

除了地球外,太陽系里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,只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。太陽系的八大行星都是“七倒八歪”的,這就是現(xiàn)在觀測到的情況。

貢獻二:月球——地球的衛(wèi)士

我們來看看下面這張嫦娥 1 號制作的全月球數(shù)字高程圖,你會發(fā)現(xiàn)月球上有許多大小不同的坑,大概有三四百萬個坑,這些坑是怎么來的呢?

在太陽系中,有很多朝向各個方向飛行的小型天體,其中有一些就會飛向地球。幸運的是,月球在地球外面日復一日地公轉,它以微弱的身軀替地球抵擋了很多小型天體的撞擊,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”。

貢獻三:幫地球減速

月球的第三個貢獻,就是為地球帶來了潮汐。

根據(jù)古生物的研究,早期地球的自轉一周大概只有 6 個小時,一會兒白天、一會兒晚上,這誰受得了啊。想象一下,如果我們生活在自轉一周只有 6個小時的地球上,可能這一天除了睡覺什么都做不了了。但在月亮的幫助下,地球的自轉被拖的越來越慢,從原來的一天 6小時,變成了現(xiàn)在的一天 24 小時。

其實,現(xiàn)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通過增加或減少 1 秒(這“1 秒”被稱為“閏秒”),來消除精確的時間(使用原子鐘測量)和不精確的觀測太陽時之間的差異。截止到 2022 年 6 月 30 日,我們已經(jīng)增加了27 閏秒。雖然這 27 秒的時間對于我們的人生來說無比短暫,但可以知道的是,我們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,但月球對于自己的“母親”懷有深厚的感情,一直是地球的衛(wèi)士,同時也對我們未來人類的生活產(chǎn)生了巨大的影響。

本文根據(jù)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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