月球的特征是什么
月球的特征是什么
月球是第一個人類曾經登陸過的地外星球,而對于月球的形成相信很多人都會好奇,以下是由學習啦小編整理關于月球如何形成的內容,希望大家喜歡!
月球的形成
在46億年之前,地球正在孕育當中,地球上的生命更沒有誕生。太陽系還處于混沌初開的太陽星云階段。在年輕太陽的周圍,龐大的氣體塵埃星云中,塵埃與塊狀巖石不斷的凝聚、碰撞、吸積,星云中的部分物質開始生成為環(huán)繞太陽的行星和衛(wèi)星系統。
月球和地球一樣都是恒星碎片匯聚而成,開始月球質量很小,恒星碎片撞擊月球的動能也很小,隨著月球質量的增加,在萬有引力作用下,恒星碎片撞擊月球的速度加快。撞擊月球的動能在不斷增強。月球表面開始融化,慢慢月球表面形成熾熱的巖漿。這時月球的球體被地球的引力拉長,自轉中的月球在內摩擦作用下,停止相對地球的自轉。當月球慢慢冷卻形成殼體,月球就形成今天有平衡動的現象。當殼體固定下來,殼體內的巖漿,會慢慢冷卻收縮。慢慢巖漿就會和殼體脫離,隨著時間的推移,殼體內就會形成很大的空間。巖漿在萬有引力作用下,會自然形成球體,這時月球殼體內就形成一個很大的空間。因月球最初形成時,恒星碎片動能很小,地核越往里溫度越低。
月球的軌道運動
月球公轉
月球以橢圓軌道繞地球運轉。這個軌道平面在天球上截得的大圓稱“白道”。白道平面不重合于天赤道,也不平行于黃道面,而且空間位置不斷變化。周期173日。月球軌道(白道)對地球軌道(黃道)的平均傾角為5°09′。但是現在知道月球平均每年以4cm的速度逐漸與地球離去。
月球自轉
月球在繞地球公轉的同時進行自轉,周期27.32166日,正好是一個恒星月,所以我們看不見月球背面。這種現象我們稱“同步自轉”,幾乎是衛(wèi)星世界的普遍規(guī)律。一般認為是行星對衛(wèi)星長期潮汐作用的結果。天平動是一個很奇妙的現象,它使得我們得以看到59%的月面。主要有以下原因:
⒈在橢圓軌道的不同部分,自轉速度與公轉角速度不匹配。
?、舶椎琅c赤道的交角。
月球每小時相對背景星空移動半度,即與月面的視直徑相若。與其他衛(wèi)星不同,月球的軌道平面較接近黃道面,而不是在地球的赤道面附近。相對于背景星空,月球圍繞地球運行(月球公轉)一周所需時間稱為一個恒星月;而新月與下一個新月(或兩個相同月相之間)所需的時間稱為一個朔望月。朔望月較恒星月長是因為地球在月球運行期間,本身也在繞日的軌道上前進了一段距離。
月球章動
月球的軌道平面(白道面)與黃道面(地球的公轉軌道平面)保持著5.145 396°的夾角,而月球自轉軸則與黃道面的法線成1.5424°的夾角。因為地球并非完美球形,而是在赤道較為隆起,因此白道面在不斷進動(即與黃道的交點在順時針轉動),每6793.5天(18.5966年)完成一周。期間,白道面相對于地球赤道面(地球赤道面以23.45°傾斜于黃道面)的夾角會由28.60°(即23.45°+5.15°) 至18.30°(即23.45°-5.15°)之間變化。同樣地,月球自轉軸與白道面的夾角亦會介乎6.69°(即5.15°+1.54°)及3.60°(即5.15°-1.54°)。月球軌道這些變化又會反過來影響地球自轉軸的傾角,使它出現±0.002 56°的擺動,稱為章動。
天秤動
因為月球的自轉周期和它的公轉周期是完全一樣的,所以地球上只能看見月球永遠用同一面向著地球。自月球形成早期,地球便一直受到一個力矩的影響導致自轉速度減慢,這個過程稱為潮汐鎖定。亦因此,部分地球自轉的角動量轉變?yōu)樵虑蚶@地公轉的角動量,其結果是月球以每年約38毫米的速度遠離地球。同時地球的自轉越來越慢,一天的長度每年變長15微秒。
從地球上看月亮,看到的月球表面并不是正好它的一半,這是因為月球像天平那樣擺動。地球上的觀測者會覺得:在月球繞地球運行一周的時間里,月球在南北方向來回擺動,即在維度的方向像天平般的擺動,這被稱為“緯天平動”,擺動的角度范圍約6°57′;月球在東西方向上,即經度方向上來回擺動的現象,被稱為“經天平動”,擺動角度達到7°54′。除去這兩種主要的天平動,月球還有周日天平動和物理天平動,前三種天平動都并非月球在擺動,是因為觀測者本身與月球之間得相對位置發(fā)生變化而產生的現象。只有物理天平動是月球自身在擺動,而且擺動得很小。
由于月球軌道為橢圓形,當月球處于近地點時,它的自轉速度便追不上公轉速度,因此我們可見月面東部達東經98度的地區(qū),相反,當月處于遠地點時,自轉速度比公轉速度快,因此我們可見月面西部達西經98度的地區(qū)。這種現象稱為天秤動。又由于月球軌道傾斜于地球赤道,因此月球在星空中移動時,極區(qū)會作約7度的晃動,這種現象稱為天秤動。再者,由于月球距離地球只有60地球半徑之遙,若觀測者從月出觀測至月落,觀測點便有了一個地球直徑的位移,可多見月面經度1度的地區(qū)。
月球對地球所施的引力是潮汐現象的起因之一。月球圍繞地球的軌道為同步軌道,所謂的同步自轉并非嚴格。
嚴格來說,地球與月球圍繞共同質心運轉,共同質心距地心4700千米(即地球半徑的3/4處)。由于共同質心在地球表面以下,地球圍繞共同質心的運動好像是在“晃動”一般。從地球南極上空觀看,地球和月球均以順時針方向自轉;而且月球也是以順時針繞地運行;甚至地球也是以順時針繞日公轉的,形成這種現象的原因是地球、月球相對于太陽來說擁有相同的角動量,即“從一開始就是以這個方向轉動”。
月球的結構特征
亮度
月球本身并不發(fā)光,只反射太陽光。月球亮度隨日、月間角距離和地、月間距離的改變而變化,滿月時的亮度比上下弦要大十多倍。
月球平均亮度為太陽亮度的1/465000,亮度變化幅度從1/630000至1/375000。滿月時亮度平均為 -12.7等(見)。它給大地的照度平均為0.22勒克斯,相當于100瓦電燈在距離21米處的照度。月面不是一個良好的反光體,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,約為7%。月面高地和環(huán)形山的反照率為17%,看上去山地比月海明亮。
月球到地球的距離相當于地球到太陽的距離的1/400,所以從地球上看月亮和太陽一樣大。
大氣環(huán)境
由于月球上沒有大氣,再加上月面物質的熱容量和導熱率又很低,因而月球表面晝夜的溫差很大。白天,在陽光垂直照射的地方溫度高達127℃;夜晚,溫度可降低到-183℃。這些數值,只表示月球表面的溫度。用射電觀測可以測定月面土壤中的溫度,這種測量表明,月面土壤中較深處的溫度很少變化,這正是由于月面物質導熱率低造成的。
分層結構
從月震波的傳播了解到月球也有殼、幔、核等分層結構。最外層的月殼平均厚度約為60-64.7公里。月殼下面到1000公里深度是月幔,它占了月球的大部分體積。
月幔下面是月核,月核的溫度約為1000℃,所以很可能是熔融狀態(tài)的據推測大概是由Fe-Ni-S和榴輝巖物質構成。
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