1
太阳的家族:太阳系
1.3.1.6 6.地球的卫星

6.地球的卫星

月球俗称月亮,也称太阴,是地球唯一的天然卫星。在太阳系里,除水星和金星外,其他行星外面都有天然卫星。月球的年龄大约有46亿年。月球有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度为60~65千米。月壳下面到1000千米深度是月幔,它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核,月核的温度约为1000℃,很可能是熔融状态。月球直径约3476千米,是地球的1/4;体积只有地球的1/49;质量约7350亿吨,相当于地球质量的1/81;月球表面的重力,差不多是地球重力的1/6。

img85

月球表面有阴暗的和明亮的区域。早期的天文学家在观察月球时,以为发暗的地区都有海水覆盖,因此把它们称为“海”,著名的有云海、湿海、静海等;而明亮的部分是山脉,那里层峦叠嶂,山脉纵横,到处都是星罗棋布的环形山。位于南极附近的贝利环形山直径295千米,可以把整个海南岛装进去。最深的山是牛顿环形山,深达8788米。除了环形山,月面上也有普通的山脉。高山和深谷迭现,别有一番风光。

img86

宇航员在月球上考察

月球约一个农历月绕地球运行一周,而每小时相对背景星空,移动0.5度,即与月面的视直径相仿。与其他卫星不同,月球的轨道平面较接近黄道面,而不是在地球的赤道面附近。

因为月球的自转周期和它的公转周期完全一样,月球永远用同一面向着地球。自月球形成以来,地球便一直受到一个力矩的影响,引致自转速度减慢,这个过程称为潮汐锁定。因此,部分地球自转的角动量转变为月球绕地公转的角动量,其结果是月球以每年约38毫米的速度远离地球。同时地球的自转越来越慢,一天的长度每年变长15微秒。

月球对地球所施的引力,是潮汐现象的起因之一。月球围绕地球的轨道为同步轨道,所谓的同步自转并非严格。由于月球轨道为椭圆形,当月球处于近日点时,它的自转速度便追不上公转速度,因此我们可见月面东部达东经98度的地区;相反,当月球处于远日点时,自转速度比公转速度快,因此我们可见月面西部达西经98度的地区。这种现象称为经天秤动。

白道面与黄道面的两个交点称为月交点,其中升交点(北点)指月球通过该点往黄道面以北;降交点(南点)则指月球通过该点往黄道以南。当新月刚好在月交点上时,便会发生日食;而当满月刚好在月交点上时,便会发生月食。

img87

月 球

img88

月球背面的结构和正面差异较大。月海所占面积较少,而环形山则较多。地形凹凸不平,起伏悬殊最长和最短的月球半径都位于背面,有的地方比月球平均半径长4千米,有的地方则短5千米,如范德格拉夫洼地。月球背面未发现“质量瘤”。背面的月壳比正面厚,最厚处达150千米,而正面月壳厚度只有60千米左右。

月球本身并不发光,只反射太阳光。月球亮度随着日、月间角距离和地、月间距离的改变而变化。由于月球上没有大气,再加上月面物质的热容量和导热率又很低,因而月球表面昼夜的温差很大。白天,在阳光垂直照射的地方温度高达127℃;夜晚,温度可降低到-183℃。这些数值只表示月球表面的温度。用射电望远镜观测可以测定月面土壤中的温度,这种测量表明,月面土壤中较深处的温度很少变化,这正是由月面物质的导热率低造成的。

img89