月球的地形特点 月球的地形特点 2010-12-05 1723 月球俗称月亮也称太阴。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。另一方面除了在月面边沿附近的区域因天秤动而间中可见以外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。 平均轨道半径 384,400 千米 轨道偏心率 0.0549 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 11.559 秒 平均公转速度 1.023 千米/秒 轨道倾角在 28.58°与 18.28°之间变化 (与黄道面的交角为 5.145°) 升交点赤经 125.08° 近地点辐角 318.15° 物理特征 赤道直径 3,476.2 千米 两极直径 3,472.0 千米 扁率 0.0012 表面面积 3.976³107 平方千米 扁率 0.0012 体积 2.199³1010 立方千米 质量 7.349³1022 千克 平均密度水的 3.350 倍 赤道重力加速度 1.62 m/s2 地球的 1/6 逃逸速度 2.38 千米/秒 自转周期 27 天 7 小时 43 分 11.559 秒 (同步自转) 自转速度 16.655 米/秒(于赤道) 自转轴倾角在 3.60°与 6.69°之间变化 (与黄道的交角为 1.5424°) 反照率 0.12 满月时视星等-12.74 表面温度(t)-233~123℃(平均-23℃) 大气压 1.3³10-10 千帕 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著地球。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 5.145 396°的夹角而月球自转轴则与黄道面的法线成 1.5424°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 6793.5 天(18.5966 年)完成一周。期间白道面相对于地球赤道面(地球赤道面以 23.45°倾斜于黄道面)的夹角会由 28.60°(即 23.45°+5.15°)至 18.30°(即 23.45°-5.15°)之间变化。同样地月球自转轴与白道面的夹角亦会介乎 6.69°(即 5.15°+1.54°)及 3.60°(即 5.15°-1.54°)。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±0.002 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 【月球的周期】 名称 Value(d)定义 恒星月 27.321 661 相对于背景恒星 朔望月 29.530 588 相对于太阳(月相) 分点月 27.321 582 相对于春分点 近点月 27.554 550 相对于近地点 交点月 27.212 220 相对于升交点 【月球轨道的其它特征】 名称数值(d)定义 默冬章(repeat phase/day)19 年 平均月地距离~384 400 千米 近地点距离~364 397 千米 远地点距离~406 731 千米 轨道平均偏心率 0.0549003 交点退行周期 18.61 年 近地点运动周期 8.85 年 食年 346.6 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' 【人类登月探索】 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²阿姆斯特朗是踏足月球的第一人而尤金²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。参看月球宇航员列表 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²沃克²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。 日本及印度亦不甘后人。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。 【有关月亮的神话】 在中华人民共和国古代神话中关于月亮的故事数不胜数。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。月球的天文符号好象弯弯的月牙儿象征着阿尔忒弥斯的神弓。 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 27.32166 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。 【月球的物理状况】 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行山直径 295 千米比海南岛还大一点。小的环行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。 月谷(月隙) 地球上有...