月球岩石研究结论论文范文

月球是地球唯一一颗天然卫星： 轨道半径： 距地球384,400千米 行星直径： 3476千米 质量： 千克 古罗马人称之为Luna，古希腊人称之为Selene或阿尔特弥斯（月亮与狩猎的女神），另外在其他神话中它还有许多名字。 理所当然，月球早在史前就已被人所知道。它是空中仅次于太阳的第二亮物体。由于月球每月绕地球公转一周，地球、月球、太阳之间的角度不断变化；我们把它叫做一个朔望月。一个连续新月的出现需要天（709小时），随月球轨道周期（由恒星测量）因地球同时绕太阳公转变化而变化。 由于它的大小与组成，月球有时被分为类地“行星”，与水星，金星，地球和火星分在一起。 月球由苏联飞行器月球2号于1959年代表人类第一次拜访，这也是人类第一次在非地球星体上探索。第一次在着陆则在1969年6月20日（你记得你在哪儿吗？）；后一次在1972年12月。月球也是唯一一个被采回表面样本的星球。在1994年夏天，月球被Clementine飞行器大范围地作了地图映象。月球勘探者号如今正绕着月球转。 地球与月球之间的引力场形成了有趣的现象。最显而易见的便是潮汐现象。月球正对地球一点的引力为最大，反面一点则相对弱小一些。地球，特别是海洋并不是完全地固定的，而是朝月球方向略有延伸的。从地球表面为透视角观察的话，会看到地球表面的两个膨胀点，一个正对月球，另一个则正对反面。这效果对海洋比对因态地壳强烈得多，所以海洋处膨胀得更高。另外因为地球自转比月球在轨道上快，膨胀每天一次，每天的大潮一共有两次。 但是地球也并不完全是一个流体，地球的自转导致地球在正对月球下方的膨胀非常轻微。这意味着由于地球自转扭力及月球上的加速度影响，使地球与月球之间的影响力并不十分确切地存在于两球心连线上。这也使得地球不断向月球提供自转能量，使得自转速度每世纪减慢微秒，也使月球公转地球轨道每年增加米。（相反的结果也导致了火卫一和海卫一的不寻常公转轨道）。 不对称的引力交互作用也使月球自转同步。比如，它的轨道位相始终相对固定，使得朝向地球的一面不变。由于地球的自转因月球的影响而减缓，所以在很早以前，月球的自转速度也因地球而减缓，不过在那时作用力要强烈得多。当月球的自转速度减缓到适合自己轨道周期时（这样膨胀点就在地球正对点），就没有任何的多余扭力了，这样月球的情形就稳定了。这种情况也类似地发生在太阳系其他卫星上。最终，地球的自转也将慢到合适于月球周期，就像冥王星和冥卫一的情况一样。 自然，月球也显得不太稳定（由于它的不太圆的轨道）以致于较远端的一部分度数可不定时地看到，但大多数远端表面（左图）一直无法完全观测，直到苏联飞船月球3号1959年上天对其进行拍摄才解决了问题。（注意：这里并没有什么“黑暗面”在月亮上；月球的所有部分都能得到半日照时间。一些对“黑暗面”的称谓往往是指月亮不为人所见的另一面，因为“黑暗”有“不为人知”之意。这种称谓在今天不够正确）。 月球没有大气层。但是来自Clementine飞行器的证据表明可能在月球南极，处于永久阴暗面的大环行山处有固态水－－冰。这如今已由月球勘探者号飞船证实。显然月球北极也有冰，这样未来月球探索的代价将略微便宜一些！ 月球的外壳平均厚68千米，从Mare Crisium下的零公里到背面Korolev环行山的107千米。地壳下是地幔，可能也是它的内核。然而它并不像地球的地幔，月球的只是部分特别炽热。奇怪的是，月球的质心与它的几何地理中心向地球方向偏移了2千米。同样，在这一侧其地壳也较薄。 月球表面有两种主要地形：巨大的环形山与古老的高原和相对平滑与年轻的maria。maria地形（覆盖月球表面达16％）是由火山喷出的炽热的熔岩冲蚀出的。大部分的表面是由灰土层尘埃与流星撞击的石头碎片覆盖。出于未知的理由，maria地形集中于靠近于地球的一面。 大多数靠近地球的环形山，火山由科学历史上的著名的称谓命名，如第谷，哥白尼和托勒密。背面的则多用近代的命名，如阿波罗，加加林和Korolev（因为第一张照片由月球3号拍到，所以具有显而易见的俄罗斯偏向）。另外，类似于近地区，月球背面也有巨形环形山South Pole-Aitken，直径2250千米，深12千米，使它成为太阳系最大的撞击盆地，并在西侧形成了山中山，成了太阳系中重环山的典型。（从地球上看；左侧图的正中）。 阿波罗号和月球号计划带回了一块重382千克的石头样本。这些提供给了我们有关月球的详细知识。它们具有特别的价值，在月球上着陆后的廿年，科学家们还是在这快最期的样本上做研究。 月球表面上的绝大多数石头看来都有30到46亿岁，这与地球上的超过30亿岁的极稀少的石头有偶然的巧合。这样，月球就提供了太阳系早期历史的在地球上无法找到的证据。 根据早先的对阿波罗样本的研究，有关月球的起源并不一致，主要有三种理论：co-accretion同生说，主张地球与月球同时形成于太阳星云；fission分裂说，主张月球是由地球上分裂出去； capture捕捉说，主张月球形成于其他地方，后来为地球所捕捉。这些理论证据都不足，但是来自月亮石头的最新和最详细的信息引出了impact撞击说：地球曾被一个大物体（相当于火星大小甚至更大）撞击，月球则是由喷射出的部份形成。不断又有新信息被发现，但撞击说如今被广泛接受。 月球并没有全球性磁场，但是它的一些表面石头存有剩余的吸引力，表明月球早期曾有过全球性磁场。 由于没有大气和磁场，月球表面赤裸裸地遭受太阳风的攻击。在它剩余的40余亿年光阴里，大量来自太阳风的氢离子将植入其表面。由阿波罗返回的样本证明了它对研究太阳风的价值。月球上的氢可能在未来当作燃料使用。

月球俗称月亮，也称太阴。月球就是最明显的天然卫星的例子。在太阳系里，除水星和金星外，其他行星都是天然卫星。月球的年龄大约也是46亿年，它与地球形影相随，关系密切。月球也有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60-65公里。月壳下面到1000公里深度是月幔，它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核，月核的温度约为1000度，很可能是熔融状态的。月球直径约3476公里，是地球的3/11。体积只有地球的1/49，质量约7350亿亿吨，相当于地球质量的1/81，月面的重力差不多相当于地球重力的1/6。 月球上面有阴暗的部分和明亮的区域。早期的天文学家在观察月球时，以为发暗的地区都有海水覆盖，因此把它们称为“海 ”。著名的有云海、湿海、静海等。而明亮的部分是山脉，那里层峦叠嶂，山脉纵横，到处都是星罗棋布的环形山。位于南极附近的贝利环形山直径295公里，可以把整个海南岛装进去。最深的山是牛顿环形山，深达8788米。除了环形山，月面上也有普通的山脉。高山和深谷叠现，别有一番风光。 月球的正面永远向着地球。另外一面，除了在月面边沿附近的区域因天秤动而中间可见以外，月球的背面绝大部分不能从地球看见。在没有探测器的年代，月球的背面一直是个未知的世界。 月球背面的一大特色是它几乎没有月海这种较暗的月面特征。而当探测器运行至月球背面时，它将无法与地球直接通讯。 月球约一个农历月绕地球运行一周，而每小时相对背景星空移动半度，即与月面的视直径相若。与其他卫星不同，月球的轨道平面较接近黄道面，而不是在地球的赤道面附近。 相对于背景星空，月球围绕地球运行(月球公转)一周所需时间称为一个恒星月；而新月与下一个新月（或两个相同月相之间）所需的时间称为一个朔望月。朔望月较恒星月长是因为地球在月球运行期间，本身也在绕日的轨道上前进了一段距离。 因为月球的自转周期和它的公转周期是完全一样的，我们只能看见月球永远用同一面向着地球。自月球形成早期，月球便一直受到一个力矩的影响引致自转速度减慢，这个过程称为潮汐锁定。亦因此，部分地球自转的角动量转变为月球绕地公转的角动量，其结果是月球以每年约38毫米的速度远离地球。同时地球的自转越来越慢，一天的长度每年变长15微秒。 月球对地球所施的引力是潮汐现象的起因之一。月球围绕地球的轨道为同步轨道，所谓的同步自转并非严格。由于月球轨道为椭圆形，当月球处于近日点时，它的自转速度便追不上公转速度，因此我们可见月面东部达东经98度的地区，相反，当月处于远日点时，自转速度比公转速度快，因此我们可见月面西部达西经98度的地区。这种现象称为天秤动。又由于月球轨道倾斜于地球赤道，因此月球在星空中移动时，极区会作约7度的晃动，这种现象称为天秤动。再者，由于月球距离地球只有60地球半径之遥，若观测者从月出观测至月落，观测点便有了一个地球直径的位移，可多见月面经度1度的地区。这种现象称为天秤动。 严格来说，地球与月球围绕共同质心运转，共同质心距地心4700千米（即地球半径的2/3处）。由于共同质心在地球表面以下，地球围绕共同质心的运动好像是在“晃动”一般。从地球北极上空观看，地球和月球均以迎时针方向自转；而且月球也是以迎时针绕地运行；甚至地球也是以迎时针绕日公转的。 很多人不明白为甚么月球轨道倾角和月球自转轴倾角的数值会有这么大的变化。其实，轨道倾角是相对于中心天体（即地球）而言的，而自转轴倾角则相对于卫星（即月球）本身的轨道面。在这个定义习惯很适合一般情况（例如人造卫星的轨道）而且是数值相当固定的，但月球却非如此。 月球的轨道平面（白道面）与黄道面（地球的公转轨道平面）保持著 396°的夹角，而月球自转轴则与黄道面的法线成°的夹角。因为地球并非完美球形，而是在赤道较为隆起，因此白道面在不断进动（即与黄道的交点在顺时针转动），每天（年）完成一周。期间，白道面相对于地球赤道面（地球赤道面以°倾斜于黄道面）的夹角会由°（即°+ °） 至°（即°- °）之间变化。同样地，月球自转轴与白道面的夹角亦会介乎°（即° + °）及°（即° - °）。月球轨道这些变化又会反过来影响地球自转轴的倾角，使它出现± 56°的摆动，称为章动。 白道面与黄道面的两个交点称为月交点－－其中升交点（北点）指月球通过该点往黄道面以北；降交点（南点）则指月球通过该点往黄道以南。当新月刚好在月交点上时，便会发生日食；而当满月刚好在月交点上时，便会发生月食。数据资料 平均轨道半径 384,400千米 轨道偏心率 近地点距离 363,300千米 远地点距离 405,500千米 平均公转周期 27天7小时43分秒 平均公转速度 千米/秒 轨道倾角 在°与°之间变化 (与黄道面的交角为°) 升交点赤经 ° 近地点辐角 ° 默冬章 (repeat phase/day) 19 年 平均月地距离 ~384 400 千米 交点退行周期 年 近地点运动周期 年 食年 天 沙罗周期 (repeat eclipses) 18 年 10/11 天 轨道与黄道的平均倾角 5°9' 月球赤道与黄道的平均倾角 1°32' 赤道直径 3, 千米 两极直径 3, 千米 扁率 表面面积 ×10^7平方千米 扁率 体积 ×10^10 立方千米 质量 ×10^22 千克 平均密度 水的倍 赤道重力加速度 m/s2 地球的1/6 逃逸速度 千米/秒 自转周期 27天7小时43分秒 （同步自转） 自转速度 米/秒（于赤道） 自转轴倾角 在°与°之间变化 (与黄道的交角为°) 反照率 满月时视星等 表面温度(t) -233~123℃ （平均-23℃） 大气压 ×10-10 千帕 月球周期 名称 Value (d) 定义 恒星月 661 相对于背景恒星 朔望月 588 相对于太阳（月相） 分点月 582 相对于春分点 近点月 550 相对于近地点 交点月 220 相对于升交点 人类探月史 第一件到达月球的人造物体是前苏联的无人登陆器“月球2号”，它于1959年9月14日撞向月面。“月球3号”在同年10月7日拍摄了月球背面的照片。“月球9号”则是第一艘在月球软著陆的登陆器，它于1966年2月3日传回由月面上拍摄的照片。另外，“月球10号”于1966年3月31日成功入轨，成为月球第一颗人造卫星。 在冷战期间，美利坚合众国和前苏联一直希望在太空科技领先对方。这场太空竞赛在1969年7月20日第一名人类登陆月球时进入高潮。美利坚合众国“阿波罗11号”的指令长尼尔·阿姆斯特朗是踏足月球的第一人，而尤金·塞尔南则是最后一个站立在月球上的人，他是1972年12月“阿波罗17号”任务的成员。 “阿波罗11号”的太空人留下了一块9英吋乘7英吋的不锈钢牌匾在月球表面，以纪念这次登陆及为有可能发现它的其他生物提供一些资料。 6次的太阳神任务及3次无人月球号任务（月球16、20、24号）把月球上的岩石及土壤样本带回地球。 在2004年2月，美利坚合众国总统乔治·沃克·布什提出于2020年前派人重新登月。欧洲航天局及中华人民共和国亦有计划发射探测器前往月球。欧洲的“Smart 1”探测器于2003年9月27日升空，并于2004年11月15日进入绕月轨道。它将会勘察月球环境及制作月面X射线地图。 中华人民共和国亦积极开展探月计划，并寻求开采月球资源的可行性，尤其是氦同位素氦-3这种有望成为未来地球能源的元素。有关中华人民共和国探月计划，见嫦娥工程条目。 日本及印度亦不甘人后。日本已初步订出未来探月的任务。日本的宇宙航空研究开发机构甚至已著手计划的有人的月球基地。印度则会先发射无人绕月探测器“Chandrayan”。神话传说 在中华人民共和国古代神话中，关于月亮的故事数不胜数。像嫦娥奔月:相传，远古时候有一年，天上出现了十个太阳，直烤得大地冒烟，海水枯干，老百姓眼看无法再生活去。 这件事惊动了一个名叫后羿的英雄，他登上昆仑山顶，运足神力，拉开神弓，一气射下九个多余的太阳。后羿立下盖世神功，受到百姓 的尊敬和爱戴，不少志士慕名前来投师学艺。奸诈刁钻、心术不正的蓬蒙也混了进来。不久，后羿娶了个美丽善良的 妻子，名叫嫦娥。后羿除传艺狩猎外，终日和妻子在一起，人们都羡慕这对郎才女貌的恩爱夫妻。一天，后羿到昆仑山访友求道，巧遇由此经过的王母娘娘，便向王母求得一包不死药。据说，服下此药，能即刻升天成仙。然而，后羿舍不得撇下妻子，只好暂时把不死药交给嫦娥珍藏。嫦娥将药藏进梳妆台的百宝匣里，不料被蓬蒙看到了。三天后，后羿率众徒外出狩猎，心怀鬼胎的蓬蒙假装生病，留了下来。待后羿率众人走后不久，蓬蒙手持宝剑闯入内宅后院，威逼嫦娥交出不死药。嫦娥知道自己不是蓬蒙的对手，危急之时她当机立断，转身打开百宝匣，拿出不死药一口吞了下去。嫦娥吞下药，身子立时飘离地面、冲出窗口，向天上飞去。由于嫦娥牵挂着丈夫，便飞落到离人间最近的月亮上成了仙。傍晚，后羿回到家，侍女们哭诉了白天发生的事。后羿既惊又怒，抽剑去杀恶徒，蓬蒙早逃走了。气得后羿捶胸顿足哇哇大叫。悲痛欲绝的后羿，仰望着夜空呼唤爱妻的名字。这时他惊奇地发现，今天的月亮格外皎洁明亮，而且有个晃动的身影酷似嫦娥。后羿急忙派人到嫦娥喜爱的后花园里，摆上香案，放上她平时最爱吃的蜜食鲜果，遥祭在月宫里眷恋着自己的嫦娥。百姓们闻知嫦娥奔月成仙的消息后，纷纷在月下摆设香案，向善良的嫦娥祈求吉祥平安。从此，中秋节拜月的风俗在民间传开了。（这只是“嫦娥奔月”的一种说法，在民间流传着许多不同的说法。有一种说的是后羿射下太阳后，被人民推选为首领，脾气变得暴躁，不高兴就随便杀人，嫦娥是偷吃了日后要与后羿一起服用的两颗仙丹而成仙的。但流传的最广泛的还是上述的一种，因为人们向往这种结局。） 在古希腊神话中，月亮女神的名字叫阿尔忒弥斯，她是太阳神阿波罗的孪生妹妹，同时她也是狩猎女神。月球的天文符号好像弯弯的月牙儿，象征着阿尔忒弥斯的神弓。月球运动 月球是地球唯一的天然卫星，是距离我们最近的天体，它与地球的平均距离约为384401千米。它的平均直径约为3476千米，比地球直径的1/4稍大些。月球的表面积有3800万千米，还不如我们亚洲的面积大。月球的质量约7350亿亿吨，相当于地球质量的1/81，月面重力则差不多相当于地球重力的1/6。 月球的轨道运动 月球以椭圆轨道绕地球运转。这个轨道平面在天球上截得的大圆称“白道”。白道平面不重合于天赤道，也不平行于黄道面，而且空间位置不断变化。 周期173日。 月球的自转 月球在绕地球公转的同时进行自转，周期日，正好是一个恒星月，所以我们看不见月球背面。这种现象我们称“同步自转”，几乎是卫星世界的普遍规律。一般认为是行星对卫星长期潮汐作用的结果。天平动是一个很奇妙的现象，它使得我们得以看到59%的月面。主要有以下原因： 1、在椭圆轨道的不同部分，自转速度与公转角速度不匹配。 2、白道与赤道的交角。 月球地形 月面的地形主要有： 环形山 这个名字是伽利略起的。它是月面的显著特征，几乎布满了整个月面。 最大的环形山是南极附近的贝利环形山，直径295千米，比海南岛还大一点。小的环形山甚至可能是一个几十厘米的坑洞。直径不小于1000米的大约有33000个。占月面表面积的 7-10%。 有个日本学者1969年提出一个环形山分类法，分为克拉维型（古老的环形山，一般都面目全非，有的还山中有山）哥白尼型（年轻的环形山，常有“辐射纹”，内壁一般带有同心圆状的段丘，中央一般有中央峰）阿基米德形（环壁较低，可能从哥白尼型演变而来 ）碗型和酒窝型（小型环形山，有的直径不到一米）。 月海 肉眼所见月面上的阴暗部分实际上是月面上的广阔平原。由于历史上的原因，这个名不副实的名称保留到了现在。 已确定的月海有22个，此外还有些地形称为“月海”或“类月海”的。公认的22个绝大多数分布在月球正面。背面有3个，4个在边缘地区。在正面的月海面积略大于50%，其中最大的“风暴洋” 面积越五百万平方公里，差不多九个法国的面积总和。 大多数月海大致呈圆形，椭圆形，且四周多为一些山脉封闭住，但也有一些海是连成一片的。除了“海”以外，还有五个地形与之类似的“湖”——梦湖、死湖、夏湖、秋湖、春湖，但有的湖比海还大，比如梦湖面积7万平方千米，比汽海等还大得多。 月海伸向陆地的部分称为“湾”和“沼”，都分布在正面。湾有五个：露湾、暑湾、中央湾、虹湾、眉月湾；沼有腐沼、疫沼、梦沼三个，其实沼和湾没什么区别。 月海的地势一般较低，类似地球上的盆地，月海比月球平均水准面低1-2千米，个别最低的海如雨海的东南部甚至比周围低6000米。月面的返照率（一种量度反射太阳光本领的物理量）也比较低，因而看起来现得较黑。 月陆和山脉 月面上高出月海的地区称为月陆，它一般比月海水准面高2-3千米，由于它返照率高，因而看来比较明亮。在月球正面，月陆的面积大致与月海相等但在月球背面，月陆的面积要比月海大得多。从同位素测定知道月陆比月海古老得多，是月球上最古老的地形特征。 在月球上，除了犬牙交差的众多环形山外，也存在着一些与地球上相似的山脉。月球上的山脉常借用地球上的山脉名，如阿尔卑斯山脉，高加索山脉等等，其中最长的山脉为亚平宁山脉，绵延1000千米，但高度不过比月海水准面高三、四千米。山脉上也有些峻岭山峰，过去对它们的高度估计偏高。现在认为大多数山峰高度与地球山峰高度相仿，最高的山峰（亦在月球南极附近）也不过9000米和8000米。 月面上6000米以上的山峰有6个，5000-6000米20个，4000-5000米则有80个，1000米以 上的有200个。 月球上的山脉有一普遍特征：两边的坡度很不对称，向海的一边坡度甚大，有时 为断崖状，另一侧则相当平缓。 除了山脉和山群外，月面上还有四座长达数百千米的峭壁悬崖。其中三座突出在 月海中，这种峭壁也称“月堑”。 月面辐射纹 月面上还有一个主要特征是一些较“年轻”的环形山常带有美 丽的“辐射纹”，这是一种以环形山为辐射点的向四面八方延伸的亮带，它几乎以笔直的方向穿过山系、月海和环形山。 辐射文长度和亮度不一，最引人注目的是第谷环形山的辐射纹，最长的一条长1800千米，满月时尤为壮观。其次，哥白尼和开普勒两个环形山也有相当美丽的辐射 纹。据统计，具有辐射纹的环形山有50个。 形成辐射纹的原因至今未有定论。实质上，它与环形山的形成理论密切联系。现 在许多人都倾向于陨星撞击说，认为在没有大气和引力很小的月球上，陨星撞击可能使高温碎块飞得很远。而另外一些科学家认为不能排除火山的作用，火山爆发时的喷 射也有可能形成四处飞散的辐射形状。

关于月球的形成一直是个谜，也有诸多理论试图解释月球起源之谜。在最近发表于《自然》杂志上的一项新研究中，科学家使用最先进的技术来支持这个月球形成理论：月球是诞生自猛烈、高能的碰撞而不是轻微、低能的碰撞。

在1970年代，两组独立的天体物理学家得出结论，一个火星大小的天体和原始地球发生擦撞而产生了月球。这种大碰撞理论解释了很多方面，诸如月球相对于与地球而言尺寸较大、地球和月球的自转速率，它逐渐成为了月球形成的主要理论。

然而在2001年，有科学家发现在地球和月球岩石中的各种元素的同位素组成几乎完全相同。这项研究的样本是来自1970年代的阿波罗任务从月球表面带回的岩石，它们与地球岩石有着相同数量的三种稳定的氧同位素。

撞击物与地球有着相同的同位素特征的这种几率很小，这个发现是轻微、低能碰撞理论的一个主要绊脚石。一种普遍的高能碰撞模型描述了这样的碰撞非常猛烈，撞击物和地幔蒸发，然后混合形成一个厚厚的熔融/蒸汽地幔气氛，它增长至现代地球的500多倍。月球在这块气体云物质冷却中形成。

研究月球岩石

在这项研究中，科学家从几项任务评估了七个月球标本，并检测了它们的钾同位素比率。他们发现，相对于地球岩石而言，月球岩石中钾的重同位素明显要更富集（大约千分之）。

根据研究团队，只有高温过程才能以这种方式将钾同位素分离。与较轻的同位素相反，较重的同位素会率先从蒸汽冷凝。

研究显示月球有一个暴力的起源

然而，研究表明如果这个续发事件发生在绝对真空中，这将导致钾的重同位素在月球上富集至大约千分之100，远远大于所发现的实际值。出于这个原因，科学家表示高气压会抑制分馏，月球可能在超过10倍大气压力下凝聚而成。

因此，研究小组所发现的月球岩石富集钾的重同位素支持了猛烈、高能的碰撞模型。

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