表 12.3 行星内部结构模式

星 名

密 度

3

g/cm

半 径km

星 壳

星 幔

星 核

水星(Mercury)

5.44

2439

富铁硅酸盐(厚 500km)

固态,硅酸盐(厚 200km)

熔融 Fe-Ni (厚 1700km)

金星(Venus)

5.42

6052

硅酸盐和碳酸盐(厚 100km)

上幔:熔融硅酸盐(厚 800km)下幔: 固态硅酸盐

(厚 2200km)

Fe-Ni ,可能有 Si 加入外核,有 S 、 K 加入内核(厚 3000km)

地球(Earth)

5.5

6378

硅-铝-镁

(厚 5 ~ 65km)

Fe-Mg 硅酸盐: 上幔局部熔融

(厚 650km)下幔固态

(厚 2235km)

Fe-Ni ,外核熔融(厚 1740km)

内核固态

(厚 1251km)

月球(Moon)

3.34

1738

斜长岩,玄武岩(厚 60 ~ 150km)

Fe-Mg 硅酸盐,局部熔融(厚 1300km)

Fe-FeS ,硅酸盐(厚 350km)

火星(Mars)

3.9

3397

安山岩

(厚 200km)

硅酸盐

(厚 2000km)

Fe-FeS ,熔融(可能有 K 加入)

(厚 1200km)

木星(Jupiter)

1.3

71398

液态分子氢 (厚 27000km)

液态金属氢(厚 2800km)

富铁硅酸盐 (厚 15000km)

土星

(Saturn)

0.7

60000

液态分子氢

(厚 26000km)

液态金属氢

(厚 30000km)

富铁硅酸盐

(厚 4000km)

天王星(Uranus)

1.0

27900

金属碳或金刚石

海王星 1.7

24300

H2 , He2

(气态)

水, NH3 , CH4

(三)卫星

(据李叔达, 1983 ,有修改)

卫星是围绕行星运行而本身不发光的天体。迄今为止,已发现火星有卫星 2 个,木星有 16 个,土星有 23 个,天王星有 5 个,海王星有 2 个,冥王

星有 1 个。月球是地球唯一的卫星,与地球相距近,目前了解最多,这里主要简单介绍月球的地质特征。

  1. 月球的表面地形、地质特征

月球的直径大致是地球的 3/11,质量约为地球的 1/80,其地面引力只有地球的 1/6。月球上没有水体,因而也没有河流、湖泊和海洋,全部为陆地; 月球上也没有大气,基本处于真空状态。因此,月球上没有动物和植物,连细菌也难以生存。

月球上地形起伏,高差很大。它的地表形态(图 12.5)主要有:

  1. 月海 月海地势低平广阔,是月面上大型的圆形盆地。因反照率低, 平时肉眼观察为暗黑色斑块。已知的月海有 22 个,绝大多数分布在月球的正面(向着地球的一面)。月球正面的月海,约占半球面积的 1/2。月海的直径一般为数百公里,最大的是风暴洋,直径达 1740km,面积约 5×106km。月海面普遍比月球平均水准面低,最低的是西海,深达 6000 多米。月海盆地周围,大多为环形山围绕,盆地内部也分布有不少山岭。月海的成因一般认为

与大规模陨石或小行星冲击有关(见图 12.3)。

  1. 月陆 月海周围的高地称为月陆,是正地形单元,因反照率强,肉眼看去比较明亮。在月球的正面,月陆面积和月海面积几乎相等。但在月球的背面,月陆面积则大得多。月陆一般比月球平均基准面高 2000~3000m, 地形起伏较大,还分布有高大的山脉。月陆形成的年代比月海要老。

  2. 月坑 月球上遍布环形的坑,称为月坑。直径小者几米,大者超过1km。月坑总数在 3 万个以上,其中直径超过 1km 的月坑约占月球表面积的 7

%~10%。月坑的深度自几十米到 6000m 不等,但底部很平坦,其内侧陡, 外侧较缓。一般认为月坑是由陨石(或小行星)撞击而成的爆炸坑。

  1. 山脉和峭壁 月球表面的山脉主要分布在月陆,山势险峻,连绵延续,长可达数千公里,一般高 3000~4000m。最高达 9000m,可与地球上的最高峰珠穆朗玛峰相媲美。目前在月球上已发现高度在 1000m 以上的高峰 300 余座,其中 6 座高度超过 6000m,20 座高达 5000m,80 座高达 4000m。除山系外,月球表面还发现四条长达数百公里的峭壁。

月球表面的褶皱构造不发育,主要是月海盆地内分布的堤形隆起。有的研究者认为,可能是由于岩浆侵入使上覆岩层向上拱起而形成的。

断裂构造在月面上较为常见,已发现有延伸数百公里的深大断裂及长200~300km 的弧形断裂。月球上的断裂和裂隙,往往具有明显的方向性,主要有北东-南西和北西-南东两个方向。这两组断裂交叉发育,形成了格子状构造。月球上断裂的规模远比地球上的断裂小,这可能与月球体积小、自转速度慢(比地球慢 27 倍)、构造活动弱有关。

  1. 月球的内部构造及物质组成

通过放置在月球表面上的仪器对月震的探测,了解到月球的内部构造和地球一样,具有三层结构,即月壳、月幔和月核(图 12.6)。月壳是月球最外面一层,厚 60~65km,大致以 25km 深度为界,分为上月壳和下月壳。上月壳主要由玄武岩组成,其顶部 1~2km,为岩石碎块和月壤;下月壳由富含斜长石的辉长斜长岩及斜长苏长岩组成。65km 以下为月幔,深度延至 1000km 深处,它们的物质大致与地球的基性岩和超基性岩(橄榄岩、辉石岩和榴辉岩)相当。月球的岩石圈将近 1000km 厚,包括了月壳和月幔。1000km 至月心为月核,可能部分处于熔融状态,大致与地球的软流圈相似,其温度为 1000

℃左右,据推测,由富含铁的硅酸盐组成。