月球 (Moon)

白衣

月球俗稱月亮，也稱太陰。月球的年齡大約也是46億年，它與地球形影相隨，關係密切。月球也有殼、幔、核等分層結構。最外層的月殼平均厚度約為60-65公里。月殼下面到1000公里深度是月幔，它佔了月球的大部分體積。月幔下面是月核，月核的溫度約為1000度，很可能是熔融狀態的。月球直徑約3476公里，是地球的3/11。體積只有地球的1/49，質量約7350億億噸，相當於地球質量的1/81，月面的重力差不多相當於地球重力的1/6。

月球上面有陰暗的部分和明亮的區域。早期的天文學家在觀察月球時，以為發暗的地區都有海水覆蓋，因此把它們稱為「 海」。著名的有雲海、濕海、靜海等。而明亮的部分是山脈，那裡層巒疊嶂，山脈縱橫，到處都是星羅棋布的環形山。位於南極附近的貝利環形山直徑295公里，可以把整個海南島裝進去。最深的山是牛頓環形山，深達8788米。除了環形山，月面上也有普通的山脈。高山和深谷疊現，別有一番風光。

月球的正面永遠向著地球。另一方面，除了在月面邊沿附近的區域因天秤動而間中可見以外，月球的背面絕大部分不能從地球看見。在沒有探測器的年代，月球的背面一直是個未知的世界。

月球背面的一大特色是它幾乎沒有月海這種較暗的月面特徵。而當探測器運行至月球背面時，它將無法與地球直接通訊。

軌道資料

平均軌道半徑 384,400千米

軌道 0.0549

近地點距離 363,300千米

遠地點距離 405,500千米

平均公轉週期 27天7小時43分11.559秒

平均公轉速度 1.023千米/秒

軌道傾角 在28.58°與18.28°之間變化

(與黃道面的交角為5.145°)

升交點赤經 125.08°

近地點輻角 318.15°

物理特徵

赤道直徑 3,476.2 千米

兩極直徑 3,472.0 千米

扁率 0.0012

表面面積 3.976×107平方千米

扁率 0.0012

體積 2.199×1010 立方千米

質量 7.349×1022 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

自轉週期 27天7小時43分11.559秒

（同步自轉）

自轉速度 16.655 米/秒（於赤道）

自轉軸傾角 在3.60°與6.69°之間變化

(與黃道的交角為1.5424°)

反照率 0.12

滿月時視星等 -12.74

表面溫度(t) -233~123℃ （平均-23℃）

大氣壓 1.3×10-10 千帕

月球約一個農曆月繞地球運行一週，而每小時相對背景星空移動半度，即與月面的視直徑相若。與其他衛星不同，月球的軌道平面較接近黃道面，而不是在地球的赤道面附近。

相對於背景星空，月球圍繞地球運行(月球公轉)一週所需時間稱為一個恆星月；而新月與下一個新月（或兩個相同月相之間）所需的時間稱為一個朔望月。朔望月較恆星月長是因為地球在月球運行期間，本身也在繞日的軌道上前進了一段距離。

因為月球的自轉週期和它的公轉週期是完全一樣的，我們只能看見月球永遠用同一面向著地球。自月球形成早期，月球便一直受到一個力矩的影響引致自轉速度減慢，這個過程稱為潮汐鎖定。亦因此，部分地球自轉的角動量轉變為月球繞地公轉的角動量，其結果是月球以每年約38 毫米的速度遠離地球。同時地球的自轉越來越慢，一天的長度每年變長15 微秒。

月球對地球所施的引力是潮汐現象的起因之一。月球圍繞地球的軌道為同步軌道，所謂的同步自轉並非嚴格。由於月球軌道為橢圓形，當月球處於近日點時，它的自轉速度便追不上公轉速度，因此我們可見月面東部達東經98度的地區，相反，當月處於遠日點時，自轉速度比公轉速度快，因此我們可見月面西部達西經98度的地區。這種現象稱為天秤動。又由於月球軌道傾斜於地球赤道，因此月球在星空中移動時，極區會作約7度的晃動，這種現象稱為天秤動。再者，由於月球距離地球只有60地球半徑之遙，若觀測者從月出觀測至月落，觀測點便有了一個地球直徑的位移，可多見月面經度1度的地區。這種現象稱為天秤動。

嚴格來說，地球與月球圍繞共同質心運轉，共同質心距地心4700千米（即地球半徑的2/3處）。由於共同質心在地球表面以下，地球圍繞共同質心的運動好像是在「晃動」一般。從地球北極上空觀看，地球和月球均以迎時針方向自轉；而且月球也是以迎時針繞地運行；甚至地球也是以迎時針繞日公轉的。

很多人不明白為甚麼月球軌道傾角和月球自轉軸傾角的數值會有這麼大的變化。其實，軌道傾角是相對於中心天體（即地球）而言的，而自轉軸傾角則相對於衛星（即月球）本身的軌道面。在這個定義習慣很適合一般情況（例如人造衛星的軌道）而且是數值相當固定的，但月球卻非如此。

月球的軌道平面（白道面）與黃道面（地球的公轉軌道平面）保持著5.145 396°的夾角，而月球自轉軸則與黃道面的法線成1.5424°的夾角。因為地球並非完美球形，而是在赤道較為隆起，因此白道面在不斷進動（即與黃道的交點在順時針轉動），每6793.5天（18.5966年）完成一週。期間，白道面相對於地球赤道面（地球赤道面以23.45°傾斜於黃道面）的夾角會由 28.60°（即23.45°+ 5.15°） 至18.30°（即23.45°- 5.15°）之間變化。同樣地，月球自轉軸與白道面的夾角亦會介乎6.69°（即5.15° + 1.54°）及3.60°（即5.15° - 1.54°）。月球軌道這些變化又會反過來影響地球自轉軸的傾角，使它出現±0.002 56°的擺動，稱為章動。

白道面與黃道面的兩個交點稱為月交點－－其中升交點（北點）指月球通過該點往黃道面以北；降交點（南點）則指月球通過該點往黃道以南。當新月剛好在月交點上時，便會發生日食；而當滿月剛好在月交點上時，便會發生月食；

月球的週期 名稱 Value (d) 定義

恆星月 27.321 661 相對於背景恆星

朔望月 29.530 588 相對於太陽（月相）

分點月 27.321 582 相對於春分點

近點月 27.554 550 相對於近地點

交點月 27.212 220 相對於升交點

月球軌道的其它特徵 名稱 數值 (d) 定義

默冬章 (repeat phase/day) 19 年  

平均月地距離 ~384 400 千米  

近地點距離 ~364 397 千米  

遠地點距離 ~406 731 千米  

軌道平均偏心率 0.0549003  

交點退行週期 18.61 年  

近地點運動週期 8.85 年  

食年 346.6 天  

沙羅週期 (repeat eclipses) 18 年 10/11 天  

軌道與黃道的平均傾角 5°9'  

月球赤道與黃道的平均傾角 1°32'  

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白衣

月球的形成有以下幾個觀點。

一. 分裂說。這是最早解釋月球起源的一種假設。早在1898年，著名生物學家達爾文的兒子喬治·達爾文就在《太陽系中的潮汐和類似效應》一文中指出，月球本來是地球的一部分，後來由於地球轉速太快，把地球上一部分物質拋了出去，這些物質脫離地球後形成了月球，而遺留在地球上的大坑，就是現在的太平洋。這一觀點很快就收到了一些人的反對。他們認為，以地球的自轉速度是無法將那樣大的一塊東西拋出去的。再說，如果月球是地球拋出去的，那麼二者的物質成分就應該是一致的。可是通過對「阿波羅12號」飛船從月球上帶回來的岩石樣本進行化驗分析，發現二者相差非常遠。

二.俘獲說。這種假設認為，月球本來只是太陽系中的一顆小行星，有一次，因為運行到地球附近，被地球的引力所俘獲，從此再也沒有離開過地球。還有一種接近俘獲說的觀點認為，地球不斷把進入自己軌道的物質吸積到一起，久而久之，吸積的東西越來越多，最終形成了月球。但也有人指出，向月球這樣大的星球，地球恐怕沒有那麼大的力量能將它俘獲。


三. 同源說。這一假設認為，地球和月球都是太陽系中浮動的星雲，經過旋轉和吸積，同時形成星體。在吸積過程中，地球比月球相應要快一點，成為「哥哥」。這一假設也受到了客觀存在的挑戰。通過對「阿波羅12號」飛船從月球上帶回來的岩石樣本進行化驗分析，人們發現月球要比地球古老得多。有人認為，月球年齡至少應在70億年左右。

四.大碰撞說。這是近年來關於月球成因的新假設。1986年3月20日，在休士頓約翰遜空間中心召開的月亮和行星討論會上，美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室的本茲、斯萊特裡和哈佛大學史密斯天體物理中心的卡梅倫共同提出了大碰撞假設。這一假設認為，太陽系演化早期，在星際空間曾形成大量的「星子」，星子通過互相碰撞、吸積而長大。星子合併形成一個原始地球，同時也形成了一個相當於地球質量0.14倍的天體。這兩個天體在各自演化過程中，分別形成了以鐵為主的金屬核和由矽酸鹽構成的幔和殼。由於這兩個天體相距不遠，因此相遇的機會就很大。一次偶然的機會，那個小的天體以每秒5千米左右的速度撞向地球。劇烈的碰撞不僅改變了地球的運動狀態，使地軸傾斜，而且還使那個小的天體被撞擊破裂，矽酸鹽殼和幔受熱蒸發，膨脹的氣體以及大的速度攜帶大量粉碎了的塵埃飛離地球。這些飛離地球的物質，主要有碰撞體的幔組成，也有少部分地球上的物質，比例大致為0.85:0.15。在撞擊體破裂時與幔分離的金屬核，因受膨脹飛離的氣體所阻而減速，大約在4小時內被吸積到地球上。飛離地球的氣體和塵埃，並沒有完全脫離地球的引力控制，他們通過相互吸積而結合起來，形成全部熔融的月球，或者是先形成幾個分離的小月球，在逐漸吸積形成一個部分熔融的大月球。

白衣

45億年前,月球表面仍然是液體岩漿海洋。科學家認為組成月球的礦物克里普礦物(KREEP) 展現了岩漿海洋留下的化學線索。KREEP實際上是科學家稱為「不兼容元素」的合成物－－那些無法進入晶體結構的物質被留下，並浮到岩漿的表面。對研究人員來說，KREEP是個方便的線索，來明了月殼的火山運動歷史，並可推測彗星或其他天體撞擊的頻率和時間。

月殼由多種主要元素組成，包括：鈾、釷、鉀、氧、矽、鎂、鐵、鈦、鈣、鋁及氫。當受到宇宙射線轟擊時，每種元素會發射特定的伽瑪輻射。有些元素，例如：鈾、釷和鉀，本身已具放射性，因此能自行發射伽瑪射線。但無論成因為何，每種元素發出的伽瑪射線均不相同，每種均有獨特的譜線特徵，而且可用光譜儀測量。

直至現在，人類仍未對月球元素的丰度作出面性的測量。現時太空船的測量只限於月面一部分。

roy986

好详细呀，支持一下。
关于月球的形成似乎是分裂说占主流。

HammerSun

恩恩，还有月球空心的说法，怎么不派人去钻一下呀。

Fred

买个矿枪试探一下.....

白衣

原帖由 roy986 於 2007-2-2 12:20 發表
好詳細呀，支持一下。
關於月球的形成似乎是分裂說佔主流。

謝謝roy986支持   :)

白衣

原帖由 HammerSun 於 2007-2-2 13:52 發表
恩恩，還有月球空心的說法，怎麼不派人去鑽一下呀。

沒說好NN買了礦槍去還挖到寶呢...... ;P