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第5章 月球的地貌(1)

壮丽荒凉的月球

月球,一个美丽而神秘的地方。月球上的每一道山谷、每一块砂石都隐藏着难解的密码。

古往今来,居住在地球上的人们总是对这个白天消失得无影无踪而夜晚又闪亮登场,距离地球最近的邻居充满了好奇和想象。远古时代人们以对月亮浪漫至极的美妙幻想而自豪,时至今天人们则能够以科学严谨的理论观测和研究客观对待月球。远古的地球人类,一直把月亮看做阴柔秀美的女子。天空白天由光芒四射、阳刚壮气的男子主宰,而夜晚则由这个心地善良的女子主宰着,因此她也便有了一个官称———太阴。有一个美丽的传说,每当夜幕降临,太阴便会放出她的宠物———一只白色月兔,远远观看人间的万事万物。但是实际上月球是一个崎岖不平的世界,月面上到处都是凹坑和凸出物,崎岖蜿蜒。接下来就让我们来看一下这个崎岖不平的世界究竟是什么模样。

孔雀尾巴上的圆斑

“俱怀逸兴壮思飞,欲上青天揽明月”;“海上生明月,天涯共此时”,月亮在古人的心目中一直是一位“绝代佳人”,她洒下温柔的月光,抚慰人间寂寞的心灵,撩拨人间炙热的爱情。直到17世纪初,月亮才被人们发现了缺憾,人类发明的望远镜给她娇媚的脸庞“毁了容”。

1609年,在荷兰眼镜商的启发下,意大利人伽利略制造了一台折射式天文望远镜,被观察物体可放大32倍。虽然和现代高明的科技手段来比,放大的倍数并不算太高,但是在当时却使天文观测活动发生了质的跨越。伽利略将这台望远镜对准了月球,他看到了月球上高耸的山脉和广阔的洼地,还看到了奇特的环形山。在他之前,人们一直以为月球是一个冰清玉洁的光滑夜明珠,而他用望远镜看到的月球却像“蹩脚厨师烘烤出来的麻点蛋糕”“孔雀尾巴上的圆斑”,是一个崎岖不平、坑坑洼洼的世界。伽利略经过观察后得出自己的观点:在月球上颜色较暗的地带是有水的地区,颜色较亮的则是山脉。

于是他对月球做了这样精彩的描述:

“月球是一个崎岖不平的世界,月面上到处都是凹坑和凸出物,参差不齐,崎岖蜿蜒。月球上被观测到的斑点是一些环形山,这正像我们居住的地球本身,巍然耸立的山脉和幽深的峡谷。

景色各具特点,不尽相同。”

1647年,由波兰天文学家赫维留斯绘制的月面图被公认为是世界上第一张比较详细的月面图。图上测定了月面上的山峰高度,显示出许多月面特征。赫维留斯还提出了月海和山脉的命名方法。意大利天文学家里乔利在1651年发表了一幅月面图,给月面阴暗的平地起了很多浪漫的名字,如“静海”“雨海”等,有很多至今还在沿用。后来还有许多科学家都绘制过具有历史影响的月面图,像德国天文学家迈耶、施勒特尔、洛尔曼、贝尔、梅德勒和施密特,还有英国天文学家尼森,他们还撰写过关于月球的专著。在1668年,英国伟大的科学家牛顿发明了反射望远镜,在这基础之上后来的天文望远镜就越做越大,分辨率也越来越高。到了1839年,两名法国人尼普斯和达盖尔发明了照相术,这一新技术立即引起天文界的广泛关注,并将照相术应用于月球的拍摄。1879年,德国天文学家施密特出版了一套25张的月面图,图册中月面上的各个亮区和暗区都非常清楚,记录下来的环形山多达32800多个。

到19世纪末20世纪初,真正的照相天图开始问世。自此之后所有的月面图,便都以月球的照片为根据了。美国航天局在1979年出版了多达2304张照片的一套月面图,比例尺为1颐250000,图片细致入微,可以称之为经典之作。

月球的真容

越是观察得仔细,人们就越想更加深刻地了解月亮,越是想知道月亮究竟是丑陋的还是美丽的。

人类首次用肉眼近距离地仔细观看月球,是在1968年12月24日“阿波罗8号”第一次实现绕月飞行任务的时候。“阿波罗8号”飞船在这一年圣诞节前一天进入了271.2千米伊97.9千米的环月飞行轨道。

没有想到的是,月球———这个在地球人心目中最美丽的女神,竟然长得如此丑陋。以致即使对月亮脸谱已烂熟于心的航天员们,在首次目睹月球的苍凉时,心理准备仍然显得有些不足。

这是一段40多年前地面控制中心与“阿波罗8号”飞船宇航员的极有意思的一段对话。地面飞船通信官问道:“从90多千米之外观看上去,古老的月球是什么样子?”

航天员洛弗尔回答:“月球看上去基本上一片灰暗,没有什么色彩,像是熟石膏一样,又像是海滩上一种浅灰色的沙子,贫瘠的月面,无边的孤寂让人感到恐惧,并让我们更加深刻地意识到地球上是多么丰富多彩。”航天员博尔曼说:“月球真的是一片不毛之地,它像一块被上百万颗子弹射击过的灰色钢板。”

“它肯定不是一个人类工作和生活的好去处。”这就是第一批近距离目击者对可怜的月球的评价。

人类历史上第一个踏上月球的航天员是阿姆斯特朗,他站在月面上说出了“个人一小步,人类一大步”的名言,却想不出任何适当的词句来形容脚下的月宫,还是他的同伴奥尔德林为他摆脱了尴尬。奥尔德林使用的词汇是———“啊,壮丽的荒凉!”

名人介绍———第一个登上月球的美国航天员

尼尔·奥尔登·阿姆斯特朗,1930年8月5日生于美国俄亥俄州瓦帕科内达市,他从小学习刻苦认真,有个理想就是长大当一名飞行员。他14岁即开始接受飞行训练,16岁就获得飞行员证书,1949—1952年成为海军中最年轻的飞行员。1953年7月阿姆斯特朗服兵役期满后进入珀杜大学学习航空技术,毕业后在爱德华兹空军基地任试飞员,后来还参加过X—15火箭飞机的飞行计划,曾经先后进行过6次试飞,最高飞行高度纪录达到6万米。1962年9月,经过严格挑选,阿姆斯特朗成为首批从文职飞行员中征选的2名宇航员之一,从此与航天事业结下了不解之缘。

1969年7月16日阿姆斯特朗被任命为“阿波罗11号”飞船的指挥官。他与另外两位年轻的宇航员迈克尔·柯林斯(1930—)和巴兹·奥尔德林(1930—)一起进行登陆月球的飞行。到达月球后,柯林斯停留在轨道上,阿姆斯特朗乘小鹰号月球着陆器登上月球表面,避开月球冰砾,在宁静海平稳着陆。阿姆斯特朗和奥尔德林在月球表面进行了2小时30分钟的活动,进行科学实验,并采集岩石和土壤样品,留下进行实验的科学设备与纪念他们着陆的徽章。他们于7月21日离开月球,7月24日返回地球。

后来,阿姆斯特朗被南加利福尼亚大学授予航空工程硕士学位,出版《首次登上月球》一书。并于1970年7月出任太空总署航空学协会副会长。1971年,阿姆斯特朗在俄亥俄州的辛辛那提大学工作,任航空工程学教授。1979年,阿姆斯特朗离开辛辛那提大学。1985年,阿姆斯特朗在国家太空委员会工作。

环形山

环形山,英文是crater,希腊文的意思为“碗”。正是因为如此,“环形山”

通常指碗状凹坑结构的坑。在月球表面布满的大大小小圆形凹坑,称为“月坑”,大多数月坑的周围环绕着高出月面的环形山。

环形山这个名字是怎么来的?环形山是如何命名和分类的?成因又是什么?

让我们一起去探究吧!

什么是环形山

环形山是月球上最显著的特征,几乎布满整个月球表面。月面上的环形山重重叠叠、星罗棋布,中央是一块圆形平地,外围是一圈隆起的山环,内壁陡峭,外坡平缓,很像地球上的火山口,伽利略形象地将其称为环形山(英文是crater,希腊文意为“碗”)。

环形山中间通常是一个陷落的深坑,四周则有高耸直立的岩石,高度一般为7—8千米。环形山大小不一,直径相差很大:小的环形山直径不到10千米(有的仅如一个足球场大小);大的环形山直径则会超过100千米。月球表面上直径大于1千米的环形山有33000多个,占月球表面积的7%—10%。最大的环形山是月球南极附近的贝利环形山,直径达295千米,仅比我国的浙江省小一点。

环形山的命名

古代天文学家在给月球上的山川起名字时,做了这样的规定:月球上的山名用地球上的山名,月球上的环形山用世界著名科学家和思想家的名字。这一规定沿用至今。环形山中有著名的阿基米德环形山、哥白尼环形山、牛顿环形山等。

在月球背面的环形山中,有四座是以我国古代天文学家的名字命名的,分别是张衡环形山、石申环形山、祖冲之环形山和郭守敬环形山。还有一座万户环形山,是为了纪念一位传说为尝试飞向天空而献身的万户(万户是旧时一种官名)。在月球正面还有一座环形山以中国现代天文学家高平子命名,它位于月球正面S6毅、E87毅。

水星上也有环形山,其中有一座的名字叫做李清照。李清照是著名女词人,也是中国历史上唯一一位名字被用作外太空环形山山名的女性。

环形山续集

环形山的构造特别复杂,种类也非常多,那么按怎样一个标准来划分如此复杂的环形山呢?

有关月面环形山的形成,人们曾做过多种猜测。目前比较公认的观点是“撞击说”。也曾有人认为月球上的环形山可能是由于火山爆发而形成的。但是根据人类登月后在月面设置的“月震仪”的探测资料得知,和地球相比,月球是一个地质不活跃的天体。在过去的46亿年间,月球从来不曾有过频繁而剧烈的火山活动。那么,月球上的环形山到底是不是火山爆发形成的呢?下面就让我们来具体看一下月面环形山究竟是如何形成的吧……

环形山的分类

环形山的构造复杂,种类繁多。按照它们形成的先后顺序,可分为古老型和年轻型两大类。古老型的环形山很不规则,并且大多已坍塌,上面重叠着圆形的小环形山及其中央峰。那些高高在上的环形山都是一些比较年轻的环形山。

一个日本学者于1969年提出了另外一种环形山的分类法,把环形山分为克拉维型、哥白尼型、阿基米德型、碗型和酒窝型。克拉维型环形山是古老的环形山,一般都面目全非,有的还是山中有山;哥白尼型环形山是年轻的环形山,常有“辐射纹”,中央一般有中央峰,内壁经常带有同心圆状的段丘;阿基米德型环形山的环壁较低,可能是从哥白尼型演变而来的;碗型和酒窝型环形山是小型环形山,有的直径还不到一米。

环形山的成因

有关环形山的形成原因,众说纷纭,相对比较科学的解释有两种。

其一,月球刚形成不久时,内部的高温熔岩与气体冲破表层,喷射而出(类似于地球上的火山喷发),开始时威力较强,熔岩喷射出来又远又高,最后堆积在喷口外部,就形成了环形山。后来喷射威力逐渐变小,只在中央底部有喷射堆积,形成小山峰,就是环形山的中央峰。有的喷射熄灭得较早,或没有再次喷射,就没有中央峰。

其二,流星撞击月球造就了环形山。主张陨石撞击的人认为,距今约30亿年前,宇宙空间的陨星体很多,而月球正处于半融熔状态。巨大的陨星撞击月面时,在其四周溅出土壤与岩石,就形成了一圈圈的环形山。由于月面上没有猛烈的地质构造活动和风雨洗刷,所以最初形成的环形山就一直被保留了下来。

点击———流星

流星就是行星际空间的固体块和尘粒。流星在闯入地球大气圈时会同大气摩擦燃烧而产生光迹。太阳系中较大的流星闯入地球大气圈后未完全燃烧的剩余部分就是陨石。陨石可以给我们带来丰富的太阳系天体形成和演化的信息,是受人欢迎的“不速之客”。流星为何会进入地球大气圈呢?它们本来是围绕太阳运动的,经过地球附近时,会受地球引力的强大作用的影响而改变轨道,从而进入地球大气圈。

流星有单个流星、火流星、流星雨等几种。单个流星的出现方向和时间没有规律,故而又叫偶发流星。火流星也属于偶发流星,与单个流星不同的是,它出现时异常明亮,就像一条火龙且可能伴有爆炸声,有的甚至白昼也可见。

许多流星从星空中的某一点(即辐射点)向外辐射散开,就是流星雨。

月球岩石的年龄有多大

月球上的古老岩石美国NASA的专家坚持说月球岩石只有46亿年历史,与地球年龄类似。而其他方面的天文专家,天体物理学专家等化验后认为月球岩石的年龄远远大于地球,这就间接的证明月球不是起源于地球,也不是和地球同期的太阳系内的产物。二者结论相悖,又针锋相对。

说明月球事实上比地球古老很多,来自遥远的宇宙空间的证据有如下几个方面:(1)科学家中有人认为月球岩石的年龄在20亿—70亿年。

(2)美国NASA曾宣布过月球上确实存在比太阳系和地球古老的10亿—53亿年的岩石。

37(3)一位获得过诺贝尔物理奖,同时又是一位研究月球的权威科学家提出,在月球上发现的某种元素比地球上的古老得多,可是他为什么无法解释这种元素是怎样来到月球的。

(4)研究月球的专家们说年龄在44亿—46亿年的月球岩石是“月球上年轻岩石”。

(5)科学家们根据在月球,岩石标本中发现了大量的40氩,因而得出结论说月球年龄比太阳和地球的年龄大一倍,约为70亿年。

(6)月面上的沙砾比月面岩石显然古老10亿年。

当宇航员们将第一批月球岩石标本带回到地球供科学家们研究分析时,他们根本没有想到,月球不但比地球古老,而且比太阳系更古老。阿尔·尤贝尔说:“与月球有关的物体古老而又古老……科学家们曾推测月球,当然,不会太古老,所以当面对一个如此古老的天体时,他们没有充分的思想准备”。

在实施“阿波罗计划”过程中从月球带回月球岩石中的99%都比地球上90%的最老岩石历史更悠久,有的科学家认为在这些月球岩石中有的比太阳还古老。第一位降落在月面静海的宇航员尼尔·阿姆斯特朗信手捡得的月面岩石其历史都在36亿年以上。要知道迄今为止科学家们在地球上发现的最古老的岩石是35亿年前的东西,这种岩石是在非洲岩缝中发现的。此后科学家们又在格陵兰岛上发现了更古老一些的岩石。这种岩石可能与月面静海的岩石一样古老,是36亿年前的东西。但是历史悠久的月球岩石的发现还仅仅是研究月球历史的开始,在宇航员从月面带回的岩石中有的还是43亿年前形成的,甚至还有45亿年前的。“阿波罗11号”飞船带回的月面土壤标本表明其历史已长达46亿年。46亿年就正是太阳系形成的时候,不可思议的是这种月球土壤显然比它周围的岩石还要“年长”1亿年。

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