月亮形成之谜

月亮是地球最近的伴侣,是人们探索宇宙的第一站。然而,对它的身世, 人们至今还没有弄清楚。

一个多世纪以来,科学家们相继提出了许多月球成因的假说,总的说来有分裂说、俘获说、同源说和碰撞说四大类。

提出分裂说的科学家认为,地球和月球原来是一个行星。当它还处于熔融状态时,由于星体高速的自转,行星从赤道带上甩出了一大块物质,月球就是由这块物质形成的。

分裂大致发生在地球已形成地核以后,月球是含金属很少的地球中间层

——地幔分出去的。所以月球的化学组成与地幔相似,而与整个地球的平均成分不同。月球的实际情况正是如此,分裂说似乎很有说服力。

然而,科学家经过计算后发现,如果让液态地球物质从赤道分离出去, 地球的自转速度必须很快,自转一周应不小于 2.65 小时。是什么原因使地球自转得这样迅速的呢?分裂说没有提供令人满意的证据。

如果月球是从赤道上飞走的,那么它的轨道平面应该与地球赤道平面相

一致。但事实上,月球轨道平面与地球赤道平面有一个不小的夹角。这又是为什么呢?分裂说也没有回答。

俘获说的提出者认为,地球和月亮诞生在同一块太阳星云里。月亮诞生以后,起初独自绕太阳公转。后来由于天体的碰撞或其他的原因,它走近地球,冷不防被地球的引力抓住俘获,于是就变成了地球的卫星。这一戏剧性的事件,大约发生在 35~40 亿年前的某一个时期。

他们还认为,月球和地球的化学组成及密度不同,它们有各自不同的来历。而且行星捕获一些小天体成为自己的卫星,也时有发生。

但是,使人费解的是月亮不同于一般的小天体,要俘获它是很不容易的。月球原先是绕日公转速度很快,当它接近地球时,必须大大减慢速度才有可能被地球的引力捉住,原则上不是从地球身边溜走,就是撞在地球上。它是怎样轻易地就作了别人的俘虏的呢?

一些学者对地球捕获月球的过程进行了详细的分析计算,对月球在接近地球时,会不会放慢步子,专门作了研究,但结果令人遗憾。另外,科学家根据氧同位素测定,认为地球和月球的物质有近缘关系,而不像是从前离得很远以后才被俘获的。

地月同源说的学者认为,月球和地球是一对孪生兄弟,是双双相伴而在同一块星云中诞生的。

月亮成为地球的伴侣,不是偶然事件凑合成的,完全是自然而然的事。不过,同胞兄弟应十分相像,它们的成分差异很大,又如何解释呢?

经过一段时间的思索,有些学者作出这样的假设:地球和月球虽然是由同一块星云形成的双星,但形成方式和时间上有先有后。地球先凝聚,是铁金属“装备”了地球。剩余的物质凝集成了月球,所以它们虽然是孪生却不太相像。

研究月球起因的不少学者认为,碰撞能说明许多月球成因的难题,天体的碰撞时有发生。月球碰撞形成的假说听起来似乎离奇,但有较大的可能性。

主张碰撞的学者认为,在地球形成后不久,一个来自太阳系内部的,像火星那样大的天体,以每秒 11 公里呈斜角碰撞了地球。这一碰不仅使地球自转变快了,同时在碰撞最强的部位,抛出了许多因撞击加热而气化了的岩石物质。这些气体先是绕地球转动,而后凝聚成了月球。撞击物质中即有地球的,也有撞击者留下的。

由于地球和那个肇事天体的碰撞是在双方岩外层和地幔部位发生的,这就形成了月球物质组成缺铁而多岩石的现状,而成分与地球又有一定的亲缘关系。

月球成因的这些假说,究竟哪一个最符合事实情况呢?现在还在探讨之中。

(于今昌)