編者按：2019年1月3日上午10點26分，“嫦娥四號”探測器經(jīng)過26天，600多小時的飛行，完成了人類探測器首次在月球背面軟著陸的壯舉，并通過“鵲橋”中繼星傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖，揭開了古老月背的神秘面紗。
“嫦娥奔月”的故事歷來讓人向往，而人類探月的腳步也從未停止。近期，網(wǎng)易科學(xué)人欄目推出“探月”系列文章，在這里你不僅能看到多年來關(guān)于月球的“瘋狂“猜想，更有人類在探月征程上留下的歷史壯舉……
本期科學(xué)人上線第一篇“探月”文章，一起來看看關(guān)于月球的幾個有趣的事實。
月球是夜空中最容易看到的天體，也是地球唯一的天然衛(wèi)星。月相規(guī)律已經(jīng)引導(dǎo)人類幾千年時間，中國的農(nóng)歷就是依據(jù)月相來確定時間的。
對于許多人而言，月相和月球軌道是非常神秘的。例如：我們總是看到月球相同的“面孔”。這主要是因為月球繞地球旋轉(zhuǎn)需要27.3個地球日，從而我們基于月球反射光線變化，可以看到滿月、半月或者新月。我們觀測到的月相主要取決于月球相對于地球和太陽之間的位置。
雖然月球是地球的一顆衛(wèi)星，但是它的直徑大約是3475公里，甚至超過了冥王星的直徑。月球的體積略大于地球體積四分之一(27%)，而太陽系其它行星和衛(wèi)星體積比通常低于4：1。這意味著月球?qū)Φ厍蚓哂休^大的影響，也很可能是地球上生命存在的原因。
月球是如何形成的？
月球如何形成有多種解釋理論，但最新證據(jù)表明，它可能是在一次巨大碰撞事件中形成的。
月球形成的主流解釋是一次巨大撞擊事件將月球原始成分從融化地球中剝離出來，進入現(xiàn)在的地月軌道?？茖W(xué)家認為，此次碰撞天體的質(zhì)量相當(dāng)于地球的10%，體積接近于火星，由于地球和月球的成分非常相似，研究人員推斷稱，此次碰撞事件發(fā)生在太陽系形成之后的9500萬年，前后誤差大約3200萬年(太陽系已有大約46億年歷史)。
2015年，科學(xué)家基于對早期太陽系行星軌道的模擬分析，以及在地球和月球上最新發(fā)現(xiàn)鎢-182元素豐度差異，在最新研究中進一步證實了該理論。
雖然大碰撞理論主導(dǎo)了科學(xué)界關(guān)于月球形成的討論，但是部分科學(xué)家認為月球形成源自其他過程和事件，例如：地球引力俘獲月球、月球是從地球分裂出來的，以及地球從金星系統(tǒng)中“偷走”月球。
月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)
月球很可能擁有一個非常小的內(nèi)核，只有月球質(zhì)量的1-2%，直徑大約680公里。它很可能包含鐵元素，但也可能包含大量的硫和其它元素。
它的巖石月幔厚度大約1330公里，是由富含鐵和鎂的致密巖石構(gòu)成。遠古時期月幔中的巖漿滲到月球表面，火山在10億多年時間里不斷地噴發(fā)，大約是在40億年前至30億年前噴發(fā)。
月殼平均厚度為70公里，月殼最外層由于受到巨大碰撞而出現(xiàn)斷裂和斷層，月殼表面之下9.6公里深處是完整物質(zhì)區(qū)域。
月球表面成分
月球是一顆巖石衛(wèi)星，它的表面遍布無數(shù)隕坑，這是數(shù)百萬年以來小行星碰撞所致，由于沒有氣候變化，隕坑未被侵蝕過。
按重量計算月球表面平均成分是：氧占43%、硅占20%、鐵占10%、鈣占3%、鋁占3%、鉻占0.42%、鈦占0.18%，錳占0.12%。
目前軌道飛行器發(fā)現(xiàn)月球表面有水的痕跡，它們可能來自于月球表面之下。他們還發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個深坑，可供人類登月者長期居住。月球勘測軌道器(LRO)觀測顯示，月球南極斜坡上存在大量水，盡管科學(xué)家評估稱該區(qū)域水資源相當(dāng)于極其干燥沙漠中的水量。此外，2017年，一項研究表明，月球內(nèi)部也存在大量水分。
月球大氣層
月球擁有稀薄大氣層，因此一層灰塵或者一個腳印可在月球表面保存幾百年時間。由于沒有太多的大氣層，月球表面附近沒有熱量，因此溫度變化很大。月球白天表面溫度達到134攝氏度，而陰暗一側(cè)半球的溫度則低至零下153攝氏度。
月球軌道特征
以下是來自美國宇航局的觀測數(shù)據(jù)：
與地球的平均距離：384400公里；
近地點：363300公里；
遠地點：405500公里；
軌道周長：2413402公里；
平均軌道速度：3680.5公里/小時。
軌道/地球關(guān)系
月球引力作用于地球，導(dǎo)致地球海平面可預(yù)測性漲落，即潮汐現(xiàn)象。潮汐也可能出現(xiàn)在湖泊、大氣層和地殼內(nèi)部。
潮汐作用下可使海水漲潮，低潮汐作用下可使海水退潮。由于引力作用，地球距離月球最近的半球出現(xiàn)了漲潮，而離月球較遠的半球由于水的慣性也出現(xiàn)了漲潮。
同時，月球引力也緩慢了地球旋轉(zhuǎn)速度，這種效應(yīng)被稱為“潮汐剎車”，使得地球每個世紀(jì)平均每天時間延長2.3毫秒，地球失去的能量將被月球吸收，增大了它與地球之間的距離，這意味著月球與地球之間的距離每年增加3.8厘米。
月球引力可能是使地球成為宜居行星的關(guān)鍵因素，它可以適度調(diào)節(jié)地球軸傾角傾斜度，使得地球在數(shù)十億年時間里保持相對穩(wěn)定的氣候狀況，地球生命能夠繁衍生息。
但是受地球引力作用，月球也無法擺脫地球的引力束縛，并深受其影響。一項最新研究表明，在月球形成早期，地球引力將月球運行軌道拉伸成一個奇特外形。
月食
在月食期間，月球、地球和太陽排成一線，或者幾乎如此。當(dāng)?shù)厍蛑苯踊蛘邘缀踔苯拥竭_太陽和月球之間的時候，地球陰影會落在月球上，就產(chǎn)生月食現(xiàn)象，通常月食僅出現(xiàn)在滿月。
日食發(fā)生的時候，當(dāng)月球直接或者幾乎直接到達太陽和地球之間，月球陰影會落在地球表面，日食只能在新月的時候出現(xiàn)。由于月球陰影在地球表面很小，因此只有特定的區(qū)域才能觀看到日食現(xiàn)象。近年來，美國最近一次日全食發(fā)生在2017年8月，下一次日全食將發(fā)生在2024年4月。
月球季節(jié)
地球旋轉(zhuǎn)軸相對于黃道平面是傾斜的，黃道平面是一個地球環(huán)繞太陽運行軌道的假想平面。這意味著在一年不同時期內(nèi)，北半球和南半球有時會指向或者遠離太陽，改變他們接收光線的數(shù)量，從而形成相應(yīng)的季節(jié)。
地軸傾斜度為23.5度，但是月球軸傾斜度僅約1.5度。因此，月球?qū)嶋H上沒有季節(jié)。這意味著月球有些地方總是被陽光照亮，而其他地方則永遠籠罩在陰影之中。
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