月球是怎么形成的?五大假说,一一道来
月球,地球唯一的天然卫星和最近的大型天体。从史前时代,它就是天空中继太阳之后最亮的物体。
月球吸引了人类几千年,对我们的想象力发挥着巨大的吸引力。而千年来,我们的观察和科学研究都集中在月球的性质和起源上。早期对月球运动和位置的研究使得潮汐的预测成为可能,并导致了历法的发展。月球是人类踏足的第一个新世界,这些探索中带回的信息,加上自动航天器和遥感观测所收集的信息,使人们对月球的了解超过了除地球之外的任何其他宇宙天体。
然而,在仰望月亮这么多年后,我们仍然不能确定它是如何形成的。以下是科学家们为解释月球起源所提出的最著名理论的简要概述:
地球从他处捕获
一些科学家认为,月球可能最初是在太阳系其他地方形成的,甚至可能是在另一颗行星(如金星)周围形成的,然后才被地球的引力吸引。
金星
行星可以以这种方式获得卫星。例如,火卫一和火卫二,这两颗火星的小卫星,就是公认的被火星所捕获的。
但是捕获理论不能算是真正的起源理论,因为它只解释了月球是如何绕地球运行的。很多重要的问题,比如地球和月球的化学相似性(氧同位素比例几乎相同),没有被解释。
由早期地球裂变而来
查尔斯·达尔文的儿子乔治在19世纪提出了裂变假说——在太阳系早期,形成月球的物质由当时熔融的、快速旋转的地球喷射到太空的。
大多数科学家不相信裂变假说,认为地球自转的速度不足以释放出这样大的物质。但2010年的一项研究表明,由放射性元素超高浓度引起的自然核爆炸,有可能将月球大小的早期地球碎片推入轨道。
与地球一起形成
我们都知道,行星在原行星盘中的形成,科学家认为,月球可能在45亿年前与地球一起形成,由气体和尘埃在我们太阳系原行星盘的同一部分合并而成。
虽然这一假设可以解释地球和月球之间的同位素相似性,但它无法解释地月系统的高角动量,也无法解释为什么月球的铁核比地球的铁核小。
小行星废墟
当星子漂向它们的恒星时,它们应该会从所穿过的气体中清理出一条路径。其中一些气体有助于地球的生长。一些科学家提出,月球是由星子(形成地球、火星和其他成熟行星的基石)在太阳系形成后不久相互撞击产生的碎片凝结而成的。
支持这一理论的证据极少,并且这个理论解释不了地球与其天然卫星之间的地球化学相似性。
生于暴力——巨型撞击假说
最受欢迎的月球起源理论认为,大约在44亿年前,有一个行星大小的天体撞击新形成的地球,在撞击中有部分物质飞到太空,形成了月球。
科学家认为,撞击物“忒亚”(Theia)大约有火星那么大。2012年推出的另一个版本认为,忒亚的质量大约是今天地球的一半。
因为巨型撞击假说在解释月球的构成和轨道方面与实际情况最符合,比如它预测了月球会有一个小的铁核——月球主要是由撞击者和早期地球的外壳形成的,所以这个观点目前接受最广。
但它也有自己的问题,这个理论认为,月球由于体积较小,在这次撞击后比地球冷却得更快,因此在地质学上“冻结”了。但是,现在研究显示月球上有相对较近的地质活动的证据,有证据表明月球上的火山和磁场活动发生在10亿年前,这一观点受到了挑战。
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