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(2003-05-09 16:11:10)
人類為什麼把月球作為走出地球的首選目標?這是因為月球具有可供人類開發和利用的各種獨特資源,也是人類通向外層空間理想的基地和前哨站。月球具有的資源、能源和特殊環境,已經展現出廣闊的開發利用前景,將對人類的可持續性發展作出重大貢獻。隨著地球資源逐漸匱乏,開發利用月球資源將成為人類共同的願望。月球表面具有高真空、無磁場、弱重力、高潔凈和地質構造穩定的環境,對於建立月球天文觀測基地、生物製品和新材料研製基地、對地觀測站和深空探測前哨站均具有重大的多方面意義。月球是天文、空間物理、生命科學、對地觀測和材料科學的理想研究場所。
人類幾十年來的月球探測活動,獲得了極其豐富的數據。這些數據使人類對月球的形狀、大小、近地空間環境、月球軌道參數、月球表面的構造與特徵、月球的岩石類型與化學組成、月球的資源與能源、月球內部構造與演化歷史等方面的研究,取得了一系列突破性進展,對月球的起源和地月系統的相互作用與影響獲得了新的認識。幾十年來,人類月球探測取得了多項成果。
目前科學家已經精確測定了月球的形狀、大小和運作軌道。科學研究發現,月球表面是一個基本上沒有大氣的“真空地帶”,由於沒有大氣的熱傳遞,月球表面晝夜溫差極大,初步測定在140 10℃~-170 10℃之間。
科學研究表明,月球目前沒有全球性磁場存在,但月球的岩石有極微弱的剩磁。科學家認為,這一資訊表明月球可能曾經有過較弱的全球性磁場。
月球表面的地形不是平坦的,坑坑洼洼,主要是地形相對低窪的大型盆地,即月海盆地、月陸和撞擊坑。月球正面約有一半為月海,背面月海分佈極少。由於撞擊的作用,導致大量岩石碎塊濺射,堆積在盆地周圍,形成圍繞盆地的山系。月海和月陸表面佈滿了由於撞擊形成的撞擊坑,直徑大於1千米者佔月表面積的7~10%。較年青的撞擊坑仍保留有撞擊濺射物運動所形成的輻射紋。
月球表面被月壤和塵埃覆蓋著,一般厚度達5~10米,它是在月球地質歷史時期由無數隕石撞擊所形成的。由於月壤長期受太陽—宇宙線的輻射,因此儲存了獨特的太陽輻射歷史,完整地紀錄了40億年太陽活動的歷史。了解這段歷史,對了解地球上氣候的變化是非常重要的。
科學家認為,由於月球內部的能量已經近於衰竭,現在的月球是一個古老的、毫無生機的星體,每年月震釋放的能量僅相當於地震的百萬分之一。31億年以來,月球沒有發生過顯著的火山活動和構造形成,因此,月球至今仍保留了其早期形成時的歷史狀況。
月球是一個死寂的世界,月球上沒有生命和活動的有機體、化石,也沒有有機體固有的有機化合物。
經過探測發現,月球有一個厚達60千米的月殼,一個達60~1000千米深度的岩石圈和一個深度達1000~1740千米的部分液化的岩流圈。通過對數據進行分析,科學家研究推斷,在岩流圈的底部可能存在一個小的鐵核或硫化鐵核,這個推斷有待於證實。
月球是一個乾枯的世界,表面沒有水體。科學家認為,在月球的地質演化歷史中,也沒有或只有極微量的水參與。但1994年發射的克萊門汀探測器和1998年發射的月球探測者探測器,都在月球南北極的撞擊坑的永久陰影區內,發現與月壤混合的水冰,資源量估計可達66億噸。分析認為,這些水冰可能主要來源於彗星,當彗星撞擊月表時,彗星體瓦解後殘存下來的冰會濺落在月球表面,其中大部分在陽光的直射下蒸發而逸散到太空,而那些散落在撞擊坑永久陰影區的水冰則由於溫度極低,而得以保存下來。
月球並不是一個非常圓的球體。可能是由於地球重力影響的結果,月球在總體形狀上有輕微的不對稱現象,月殼在月球背面較厚,而大部分火山熔岩充填的大型月海盆地多存在於月球正面。月球大的品質密集區位於大型月海盆地之下。
科學研究認為,月球與地球都是由相同的物質元素以不同的比例“混合”形成的。所不同的是月球更富含難熔元素。所有月球岩石都是通過岩漿或火山作用形成的。月岩可粗略地分為玄武岩、斜長岩和角礫岩三類。月岩中含有大量礦藏,目前已發現了100多種,其中,絕大多數礦物的成份和構造與地球的礦物相同,另外,還發現了靜海石等5種在地球上未曾發現的礦物。
根據對月球各類岩石成份、構造與形成年齡的研究,科學家認為,月球約形成于45.6億年前。月球形成後曾發生過較大規模的岩漿洋事件,通過岩漿的熔離過程和內部物質調整,于41億年前形成了斜長岩月殼、月幔和月核。在40~39億年前,月球曾遭受到小天體的劇烈撞擊,形成廣泛分佈的月海盆地,稱為雨海事件。在39~31.5億年前,月球發生過多次劇烈的玄武岩噴發事件,大量玄武岩填充了月海,厚度達0.5~2.5千米,稱為月海氾濫事件。31.5億年以來,月球內部的能源逐漸枯竭,未發生大規模的岩漿火山活動與月震,但小天體的撞擊仍不斷發生,形成具有輻射紋及重疊的撞擊坑,這便是月面為什麼千瘡百孔的原因。
在長期的月球研究中,關於月球起源主要有四種假説:即捕獲説;共振潮汐分裂説;雙星説和大碰撞分裂説。近年來,許多學者支援大碰撞分裂説,同時,也獲得了大量的證據。但是,月球究竟是怎樣形成的,尚待進一步研究。
上述成果,使人類加深了對月球的認識,進一步激發了向月球進軍的壯志。(麒航) |
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