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地衛一,俗稱月球、月亮,古稱太陰,是環繞地球運行的一顆衛星。它是地球唯一的一顆天然衛星,也是離地球最近的天體(與地球之間的平均距離是384400千米)。1969年尼爾·阿姆斯特朗和巴茲·奧爾德林成為最先登陸月球的人類。1969年9月美國「阿波羅11號」宇宙飛船返回地球,美國「阿波羅」登月計劃至阿波羅17號結束。另有2009年發行的美國同名電影《月球》。

1 地衛一 -地衛一

地衛一地衛一
地衛一就是月亮,只不過是另一種說法罷了。
基本參數
平均赤道半徑 1738000 米
平均半徑 1737400 米
赤道重力加速度 1.618 米/秒2  
平均自轉周期 27.32166 天
扁率 0.006
質量 0.07348 ×10 24 公斤
平均密度 3.34 克/厘米3
地月系質量比 81.30068
離地球平均距離 384400公里
逃逸速度 2.38 公里/秒
表面溫度 - 120 ~ +150
地球概述
地球運動
地球的起源和演化
人類探月大事紀     

2 地衛一 -月球概述

月球俗稱月亮,也稱太陰,是地球的唯一的天然衛星,也是離地球最近的天體。
月球距離地球平均為384,401公里。這段距離約為地球赤道周長的10倍。月球軌道呈橢圓形,近地點平均距離為363300公里,遠地點平均距離為405500公里。月球直徑為3476公里,約為地球直徑的3/11。月球表
面面積大約是地球表面面積的1/14,比亞洲面積稍小。月球的體積只相當於地球體積的1/49。月球質量約等於地球質量的1/81.3。月球物質的平均密度為每立方厘米3.34克,只相當於地球密度的3/5。月面上自由落體的重力加速度地球上表面重力加速度的1/6。月球上的逃逸速度約為每秒2.4公里,為地球上的逃逸速度的1/5左右。
月球本身並不發光,只反射太陽光。它的亮度隨日、月間角距離和地、月間距離的改變而變化。它的平均 亮度為太陽亮度的1/465000,亮度變化幅度從1/630000至1/375000。滿月時亮度平均為-12.7等。它給大 地的照度平均相當於100瓦電燈在距離21米處的照度。月面不是一個良好的反光體,它的平均反照率只有7 %,其餘93%均被月球吸收。月海的反照率更低,約為 6%。月面高地和環形山的反照率為17%,看上去 山地比月海明亮。
由於月球上沒有大氣,再加上月面物質的熱容量和導熱率又很低,因而月球表面晝夜的溫差很大。白天, 在陽光垂直照射的地方溫度高達127攝氏度;夜晚,溫度可降低到零下183攝氏度。這些數值,只表示月球 表面的溫度。用射電觀測可以測定月面土壤中的溫度,而且所用的射電波的波長愈長,愈能探測到月面土 壤中較深處的溫度。這種測量表明,月面土壤中較深處的溫度很少變化,這正是由於月面物質導熱率低造成的。
月球的運動
月球在環繞地球作橢圓運動的同時,也伴隨地球圍繞太陽公轉,每年一周。月球不但處於地球引力作用下,同時也受到來自太陽引力的影響,所以具有十分複雜的軌道運動。月球本身不發光也不透明,但能反射太陽光。由於日、地、月三者的相對位置不斷變化,因此,地球上的觀測者所見到的月球被照這部分也在不斷變化,從而產生不同的視形狀。這叫月相。月相的變化是有規律的。月相變化的周期性,給人們提供了一種計量時間的尺度。陰曆或農曆月就是以月相為基礎,星期也是由此演化而來。
自古以來人們就知道,月球總以相同的一面向著地球。這是由於月球自轉周期恰好和月球繞地球轉動的周期相等造成的,而這兩個周期相同則是潮汐長期作用的結果。月球赤道面同它的軌道面有6度41分的傾角。因為這一傾角的存在和月球繞轉速度的不均勻等原因,在月球運動過程中,地面上某一點的觀測者多少還能看出月面邊沿有前後的擺動。從地面觀測,不止看到月球的半面,而且能看到月球的59%,其餘41%則不能直接看到。
月球形狀也是南北極稍扁、赤道稍許隆起的扁球。它的平均極半徑比赤道半徑短500米。南北極區也不對稱,北極區隆起,南極區窪陷約400米。月球重心和幾何中心並不重合,重心偏向地球2公里。這一結論已 為"阿波羅號"登月獲得的資料所證實。
地形
月面上山嶺起伏,還有洋、海、灣、湖等各種特種名稱。其實月面上並沒有水。環形山是碗狀凹坑結構。直徑大於1千米的環形山有33000多個。許多環形山的中央有中央峰或峰群。肉眼所看到的月面上的暗淡黑斑叫月海,是廣闊的平原。月海有22個。最大的是風暴洋,面積500萬平方千米。
月面的地形主要有:環形山、月海、月陸和山脈、月面輻射紋、月谷(月隙)。
環形山:環形山這個名字是伽利略起的.它是月面的顯著特徵,幾乎布滿了整個月面. 最大的環形山是南極附近的貝利環行山,直徑295千米,比海南島還大一點。小的環行山 甚至可能是一個幾十厘米的坑洞。直徑不小於1000米的大約有33000個,占月面表面積的 7-10%。 有個日本學者1969年提出一個環形山分類法,分為克拉維型(古老的環形山,一般都 面目全非,有的還山中有山)哥白尼型(年輕的環形山,常有「輻射紋」,內壁一般帶有 同心園狀的段丘,中央一般有中央峰)阿基米德形(環壁較低,可能從哥白尼型演變而來 )碗型和酒窩型(小型環形山,有的直徑不到一米)。
月海:肉眼所見月面上的陰暗部分實際上是月面上的廣闊平原。由於歷史上 的原因,這個名不副實的名稱保留到了現在。海的形成原因是在三十九億年前,月球內部積聚了大量的熱,使地殼下數百公里的岩層熔化而形成岩漿層。後來,熔岩從這個岩漿層往上涌,填滿了月球表面的窪地。在三十八億至三十二年前的六億億年間,熔岩所填補的窪地變成平坦的海。月球上的海,絕大部分都集中在面向地球的一邊,背面則很少,有些大到直徑一千公里 。已確定的月海有22個,此外還有些地形稱為「月海」或「類月海」的。月海的地勢一般較低,類似地球上的盆地,月海比月球平均水準面低1-2千米, 個別最低的海如雨海的東南部甚至比周圍低6000米。月面的返照率(一種量度反射太 陽光本領的物理量)也比較低,因而看起來現得較黑。
公認的22 個絕大多數分佈在月球正面。背面有3個,4個在邊緣地區。在正面的月海面積略大於 50%,其中最大的「風暴洋」 面積越五百萬平方公里,差不多九個法國的面積總和。大多數月海大致呈圓形,橢圓形,且四周多為一些山脈封閉住,但也有一些海是連成一片的。
除了「海」以外,還有五個地形與之類似的「湖」夢湖、死湖、夏 湖、秋湖、春湖,但有的湖比海還大,比如夢湖面積7萬平方千米,比汽海等還大得 多。月海伸向陸地的部分稱為「灣」和「沼」,都分佈在正面。灣有五個:露灣、暑 灣、中央灣、虹灣、眉月灣;沼有腐沼、疫沼、夢沼三個,其實沼和灣沒什麼區別。
月陸和山脈:月面上高出月海的地區稱為月陸,它一般比月海水準面高2-3千 米,由於它返照率高,因而看來比較明亮。在月球正面,月陸的面積大致與月海相等 但在月球背面,月陸的面積要比月海大得多。從同位素測定知道月陸比月海古老得多,是月球上最古老的地形特徵。
在月球上,除了犬牙交差的眾多環形山外,也存在著一些與地球上相似的山脈(在南極附近較多)。月球上的山脈常借用地球上的山脈名,如阿爾卑斯山脈,高加索山脈等等,其中最長的山脈為亞平寧山脈,綿延1000千米,但高度不過比月海水準面高三,四千米. 山脈上也有些峻岭山峰,過去對它們的高度估計偏高。現在認為大多數山峰高度與地球山峰高度相仿,最高的山峰(亦在月球南極附近)也不過9000米和8000米。月面上6000米以上的山峰有6個,5000-6000米20個,4000-5000米則有80個,1000米以 上的有200個。月球上的山脈有一普遍特徵:兩邊的坡度很不對稱,向海的一邊坡度甚大,有時 為斷崖狀,另一側則相當平緩. 除了山脈和山群外,月面上還有四座長達數百千米的峭壁懸崖。其中三座突出在月海中,這種峭壁也稱「月塹」。
月面輻射紋:月面上還有一個主要特徵是一些較「年輕」的環形山常帶有美麗的「輻射紋」,這是一種以環形山為輻射點的向四面八方延伸的亮帶,它幾乎以筆 直的方向穿過山系、月海和環形山. 輻射文長度和亮度不一,最引人注目的是第谷環形山的輻射紋,最長的一條長1800千米,滿月時尤為壯觀.其次,哥白尼和開普勒兩個環形山也有相當美麗的輻射紋。據統計,具有輻射紋的環形山有50個。形成輻射紋的原因至今未有定論。實質上,它與環形山的形成理論密切聯繫。現 在許多人都傾向於隕星撞擊說,認為在沒有大氣和引力很小的月球上,隕星撞擊可能 使高溫碎塊飛得很遠.而另外一些科學家認為不能排除火山的作用,火山爆發時的噴 射也有可能形成四處飛散的輻射形狀。
月谷(月隙):地球上有著許多著名的裂谷,如東非大裂谷。月面上也有這種構造那些看來彎彎曲曲的黑色大裂縫即是月谷,它們有的綿延幾百到上千千米,寬度從幾千米到幾十千米不等。那些較寬的月谷大多出現在月陸上較平坦的地區,而那些較窄、較小的月谷(有時又稱為月溪)則到處都有。最著名的月谷是在柏拉圖環形山的東南連結雨海和冷海的阿爾卑斯大月谷,它把月面上的阿爾卑斯山攔腰截斷,很是壯觀。從太空拍得的照片估計,它長達130千米,寬10-12千米。
月食
月食是自然界的一種現象,當太陽、地球、月球三者恰好或幾乎在同一條直上(地球在太陽和月球之間),太陽到月球的光線便會部分或完全地被地球掩蓋,產生月食。
月食的時候,對地球來說,太陽和月球的方向相差180°,所以月食必定發發生在「望」(即農曆十五日前後)。要注意的是,由於太陽和月球在天空的軌道(分別稱為黃道和白道)並不在同一個平面上,而是約有5度的交角,因此只有太陽和月球分別位於黃道和白道的兩個交點附近,才有機會連成一條直線,產生月食。
日環食,攝於99年2月16日
月食可分為月偏食、月全食及半影月食三種。當月球只有部分進入地球的本影時,就會出現日偏食;而當整個月球進入地球的本影之內時,就會出現月全食;至於半影月食,是指月球只是掠過地球的半影區,造成月面亮度的極輕微的減弱,很難用肉眼發覺有什麼分別,因此不為人們所注意。
月球是自西向東運動,因此,月食總是從月輪的東邊緣開始。月食包括五個階段:初虧、食既、食甚、生光、復圓。由於月球穿越處,地球本影直徑很大,約為月輪直徑的2.5倍,所以月全食出現的時間較長,一般有1至2個小時。月全食時,月光並未完全消失,還在發出銅紅色的微光。這是由於地球大氣折射和散射的太陽光部分散射到月面所致。
月食的程度用「食分」來表示,它等於食甚時月球視直徑進入地球本影的部分與月球視直徑之比。食甚時,若月球恰與地球本影內切,食分等於1;若月球更深入本影內部,則食分用大於1的數字錶示。因此,月全食的食分總是大於或等於1,而月偏食的食分都小於1。
月球的形成
關於月球的成因,眾說紛紜,主要有三種假說,即俘獲說、分裂說和同源說。
俘獲說:
月球可能是在地球軌道附近運行的一個小行星,後來被地球所俘獲而成為地球的衛星。因為月球和地球的平均密度相差很大,而化學組成又十分不同,所以,它們可能是由太陽原始星雲中不同部位的不同物質形成的。另一方面,月球的平均密度卻與隕石、小行星十分接近。因此,很可能是小行星在圍繞太陽運行中,由於接近地球,地球的引力使它脫離原來的軌道而被地球所俘獲。有人認為,這個事件發生在35億年前,整個過程經歷5億年。在月球被地球俘獲后,月球由於受到地球的起潮力,噴發出大量岩漿,形成月海玄武岩。
分裂說:在太陽系形成的初期,地球和月球原是一個整體,那時地球還處於熔融狀態,自轉非常快,自轉周期只有4小時左右。因此,這時太陽對地球的潮汐作用的周期為2小時。這個周期恰與地球自由擺動周期相等,從而產生共振,於是在赤道面上形成一串細長的膨脹體,終於分裂而形成月球。太平洋就是月球分裂出去時留下的遺迹。根據計算,地月系統現有的角動量總和,即使再加上幾十億年的角動量損耗,也不足使地球和月球分裂。而且月球的位置又不在地球赤道面上。這些事實是分裂說很難加以解釋的。
同源說:地球和月球是由同一塊行星塵埃雲所形成。它們的平均密度和化學成分不同,是由於原始星雲中的金屬粒子在形成行星之前早已凝聚。地球在形成行星時,一開始便以鐵為主要成分,並以鐵作為核心。而月球則是在地球形成后,由殘餘在地球周圍的非金屬物質聚集而成。月球形成的這三種假說,都能或多或少地解釋月球的成分、密度、結構、軌道及其他基本事實。除分裂說一般認為難以成立外,俘獲說和同源說這兩種假說究竟哪一種更加合理,目前尚無定論。
根據對月球各種熱歷史模型的研究,整個月球曾發生過多次局部熔融。在月球形成的初期,月球的大部分溫度曾達到1000攝氏度。距今41億年前,月球發生過一次規模較大的岩漿運動,在岩漿的分離過程中,形成了斜長岩成分的月殼,殘留部分成為月表的高地。月球表層固結后又在較深的部位發生局部熔融,產生蘇長岩成分的熔體。大約距今40億年前,形成了富含放射性元素、難熔元素的非月海玄武岩。斜長岩高地長期裸露在月表,不斷受到隕星物質的撞擊,因而被削低了1.5~2公里,在高地上發育著大量古老的衝擊月坑。後期,高地為一系列的斷裂所切割和破壞。距今41~39億年前,月球比較集中地遭受到各種大型隕星的撞擊,使月表出現許多月海盆地,即大型的環形構造,最典型的是雨海事件。月球上的月海大致都是在相近的時期內形成的。月海生成的大致次序是:酒海、澄海、濕海、危海、雨海……。雨海紀形成的各個月海大約在距今39~31億年間,被後期噴發的玄武岩所充填和覆蓋。根據同位素年齡的測定,大致充填的 時間次序是雨海西、雨海東、濕海、危海、雨海、靜海、豐富海、澄海和風暴洋。此後月表的輪廓基本形 成,31億年以來,月球內部的演化已處於"停滯"狀態,外力作用在月球的演化史中佔有主導地位。隕星衝擊月表,使月坑繼續形成和增多。愛拉托遜紀形成的輻射月坑,其輻射紋受月表的各種作用,或者變得不明顯,或者消失;而哥白尼紀形成的月坑,則具有明顯的輻射紋。

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