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1 # 純野生科學家
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2 # Tj天海
按照科學的方式進行計算,月球表面的隕石坑的深度應該是直徑的4倍到5倍,而大部分我們看到的隕石坑的深度感覺不是這個比例。而經過月球探測器確認,月球表面的隕石坑並不淺,只是當我們觀看月球時,隕石坑的山上和山下的亮度一致,讓我們誤認為他們的高度沒有太大的差別,其實只是視覺的誤差而已。從側面看還是很深的。
但是也有個別的隕石坑深度經過探測只有直徑的2%,這完全無法用科學去解釋,又一次印證了,月球地表下面有一層堅硬物質,美國登月時也無法過去地面以下的岩石,月球的神祕也就在此處。人類一直對月球是不是地球的一部分產生懷疑,月球探測器帶回的土壤分析和地球的成分沒有區別,可月球的岩石堅硬的讓隕石都無法擊穿。
難道月球真的是一個圍繞地球飛行的飛船嗎,月亮堅硬的地表沒有解答之前,這問題將會一直是太空科幻愛好者茶餘飯後的話題。
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3 # 優美生態環境保衛者
為什麼月球上的隕石坑直徑很大,但卻很淺呢?
月球是地球唯一的天然衛星,在距離地球平均38萬公里的軌道上,始終如一的圍繞地球公轉,在靜靜地觀望地球上的滄海變遷時,也用它那“嬌小”的身軀阻擋著一部分來自地月系統以外小行星的撞擊,從而最大限度地減少了小行星對地球撞擊的機率,為地球以及上面的各種生物提供了一個相對安全的環境。有不少人在看到月球的圖片時,往往都會被上面密密麻麻的隕石坑所震撼,有的隕石坑直徑很大,但從圖片上看到深度卻很淺,這是怎麼回事呢?
能夠到達地月系統的地外小行星,絕大多數都來自於木星和火星之間的小行星,以及海王星外側的柯伊伯帶,根據科學家們估算,這兩個區域內擁有小行星的數量分別達到50多萬顆和200多萬顆。這些小行星其實在這些區域的分佈密度很小,平均距離甚至會達到幾萬公里,但是在太陽引力以及其它行星引力擾動的干擾之下,有時小行星與小行星之間會發生軌道交錯,從而發生碰撞,一方面有較大的概率分裂,另一方面會改變原有執行軌道,向著太陽系其它方向四散開來,其中就有一部分的移動目標指向地月系統。
由於月球被地球潮汐鎖定,它的一面始終面向地球,而在地球看來,向著地球一面的月球表面隕石坑較小,很多人認為是地球阻擋了小行星的撞擊,實際上這方面的因素所佔的比重較小,因為地球和月球之間的空間仍然十分寬闊,從地球系統外圍過來的小行星,被地球完全阻擋住的時間佔比,僅佔據了月球處於地球和太陽之間總時間段的一小部分,大部分時間月球向著地球的一面,也會完全暴露在外部,經測算,在地球的直接正面阻擋小行星撞擊,對於月球正面隕石坑較少的貢獻率,僅佔據了10%左右,顯而易見,還有其它的原因使得月球正面這麼“平坦”。
要解釋這個原因,還得從月球的形成過程談起。在地球剛誕生不久,大約45億年以前,地球還處於通體炙熱的狀態,此時一顆與火星大小差不多的行星-忒伊亞,與地球發生了劇烈的正面碰撞,使得忒伊亞的主體部分與地球融為一體,在劇烈撞擊作用下,地球和忒伊亞的一部分組成物質被剝離出去,沒有重新降到地表的那些物質,在引力作用下圍繞著地球運轉,經過漫長的時間,這些物質又在相互的引力作用下發生聚集,最終形成一個巖質星體,成為了地球唯一的衛星-月球。
剛形成的月球,整體也非常炙熱,上面火山噴發現象和地球一樣非常頻繁,不過,月球由於質量較小,其冷卻的速度要比地球快一些,而且在潮流力的作用下,月球的自轉速度也逐漸變小,慢慢地與公轉速度趨於一致。由於此時地球的表面還非常炙熱,在熱輻射的作用下,月球向著地球的一面,受到的熱量輸入要遠遠大於背面,因此正面冷卻速度較慢,表面呈現出的熔融狀態的時間較長,在小流星衝擊非常劇烈的時期,由於表面具有一定的流體特性,比較難以形成隕石坑。背面由於冷卻速度快,在隕石撞擊之下形成了非常密集的隕石坑,一直從冷卻時期算起到現在,老的和新的隕石坑交錯分佈,而且月球上幾乎沒有大氣層,所以隕石坑體受到風化作用的影響非常弱,幾乎可以保持原有的狀態。
前面解釋了月球背面為何隕石坑遠遠多於正面的原因,那麼為何月球的隕石坑看起來較淺呢?當然,這只是從感觀上得來的直覺。我們知道,形成隕石坑的原因,就是來自於隕石撞擊巖質星體表面時所釋放和轉化的巨大能量,一方面在直接衝擊下將星體表面的岩層撞穿,組成物質進一步就被壓實,另一方面在岩石阻力作用下,大量動能轉化為熱能,從而使撞擊區域的部分巖體發生熔化或者氣化。這兩種作用共同推動形成了隕石坑的形成。
因此,如果排除小行星撞擊時的速度差異,那麼能夠決定著隕石坑大小和深度的因素就變成了隕石的大小,這裡有一個概念-撞擊直徑和深度比,來衡量產生隕石坑的相應規模效應,當然這個撞擊直徑和深度比勢必會與巖質行星地殼的平均密度以及表面重力加速度緊密相連,而且必須是簡單的撞擊。據科學家們測算,在近太陽的這幾個巖質行星,包括月球,它們的撞擊直徑和深度比幾乎差別不大,如果拿地球和月球來說,它們的撞擊直徑和深度比反而是地球要大一些,只有0.15左右,而月球可以達到0.2,這也代表著同樣大小的小行星,在撞擊地球和月球時,在地球表面會形成較深的隕石坑。只不過,地球上擁有濃密的大氣層,地表也會經歷降雨的衝擊,在長期的風蝕、水蝕以及物質搬運堆積的過程中,隕石坑逐漸會被填平、環形山也同時被磨平,逐漸失去原有的痕跡。
當然,以上這個撞擊直徑和深度比只是一種理想化狀態,它考慮的主要是星體表面岩層的平均密度,並沒有波及星體深處的平均密度,然而,當我們想要論證非常大的隕石撞擊所形成的隕石坑,則不得不考慮星體岩層表面以下的深層地質構造以及物質組成。由於月球的引力較小,相同的隕石造成的隕石坑直徑通常要比地球大6倍左右,形成更加複雜的撞擊坑,由於月球核心的完全冷卻,月球通體都是由冰冷堅硬的岩石所組成,中間沒有像地球地幔那樣的熔岩物質,所以對大尺寸隕石降落時特別是向著深處鑽進時的阻力,要比地球上大得多,所以撞擊坑的深度一般都不會超過8公里。另外,月球上雖然沒有風力和降雨對隕石坑的侵蝕,但是在太陽風、宇宙射線等的影響下,以及新隕石坑的重疊撞擊,原有的隕石坑地貌也會不斷髮生著變化。
正是以上各種因素的共同作用,才使得我們看到的月球隕石坑深度,與其直徑大小似乎不太成比例,再大直徑的隕石坑,其深度也看上去很淺。不過即使這樣,與地球上殘留的隕石坑相比,月球的隕石坑也要深很多。
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4 # 影視解評
有一種特別奇幻的說法,月球其實是一個空心的星球,它的外殼特別堅硬,表面有一層薄土作為掩飾,
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月球正臉好幾塊大黑斑(月海),背面則是一張“麻子臉”,所以我從不誇誰“美得如月亮一般”。
月球是我們神祕的小鄰居,它表面佈滿了大大小小的環形山。因為沒有地質活動,也沒有水、風、生物的侵擾,這些隕石撞擊痕跡可以一直保留到幾十億年後地月系墜入太陽的時候。
說月球隕石坑淺其實不對,它們並不淺,很多大隕石坑都有6-7公里深呢。只是它們好像約好了似的,所有直徑幾十上百公里級別的隕石坑,它們的深度都在6-7公里範圍內,月球上沒有超過8公里深的隕石坑。
地球上很多隕石坑剛形成那一刻都非常深。有人推測說,剛“砸”出來的隕石坑,它的深度應該是直徑的4倍,我認為差不多。但用不了多久,地表、坑壁的塌陷和地幔物質的上湧便會把坑填上一大半。剩下的痕跡在水、風、地質運動和生物的作用下被慢慢侵蝕,越來越平坦直到消失。所以在地球上,最大的,直徑上百公里的隕石坑往往也只有200到300米深。(滅絕恐龍的希克.蘇魯伯隕石,留下的撞擊坑直徑180公里,但深度已不足百米)
那月球沒有侵蝕作用,為什麼隕石坑也那麼“淺”呢?先按形成時間說吧。
當小天體以每秒50公里的速度撞擊月球,“薄薄的”月殼根本招架不住,一下便被洞穿了。月幔物質會通過這個大洞湧入月球表層,將大洞填平,留下一圈環形山。然後拋射物回落,蓋住玄武岩,一個底部平坦的早期隕石坑便形成了。
隨著月球核心溫度的降低,半熔融的柔性月幔開始凝固,堅硬的玄武岩、橄欖岩等不斷在月殼底部形成,月殼層越來越厚,越來越硬。不過這個時候,“大轟炸”時代早已經過去了。
這期間形成的大型隕石坑,深度仍極少超過6公里,原因並不複雜——就是撞不動。
如今的月球,其核心幾乎已經涼透。幾十米的“月壤”下面,便是近1500公里厚的玄武岩層,直達月核。打個比方,月球就好比一顆酸棗核,梆梆硬而且幾乎是實心的;地球則好像一顆荔枝,核心外皮硬,中間仍然是柔軟的。想象一下這兩個不同物體受到高速砂粒撞擊的結果,棗核上就留一個白點兒,荔枝上撞出一個窟窿。
而且我認為,從月球表面到月核,物質硬度應該是逐漸遞增的,因為岩石中的金屬含量越來越高了。所以,一般隕石攜帶的能量只能撞碎月表以下6公里範圍內的岩層,再向下遇到極其堅硬的金屬岩石混合層,它們便無能為力了。
當月球自轉徹底被地球引力鎖定後,它便只能永遠以同一面面對地球了。這造成月球沉重的鐵質核心並不處在球體的中心,而是被吸引得偏向地球一側。熾熱的月幔物質被鐵核擠壓著從月球正面溢位月表,海量岩漿覆蓋了面積巨大的區域。這些岩漿冷凝後,便成了黑色的月海。
不難想象,這個過程肯定是伴隨著整個月球的強震的,岩漿覆蓋了月球正面眾多的隕石坑;持續不斷的月震則使月球背面的隕石坑滑坡崩塌,在隕石坑底部堆積出巨大的斜面。最後,坑底斜面鬆散的崩落物在強震下被夷為平地,只剩相對堅實的環形山和巖壁,於是形成了底部較平坦,最深6公里多的隕石坑。
總結一下。月球上,直徑大於1公里的撞擊坑有33000個,最大的一個位於月球南極,直徑接近300公里(深度也沒突破7公里)。不過也有資料顯示,最深的月球隕石坑深達8700米(叫牛頓撞擊坑,不是牛頓撞的)。
以上推測中,前面的比較靠譜,第三小節的“月震說”是我自己腦補的,而且這個說法並不太完美,因為它不能很好解釋大型隕石坑裡的中央山峰是如何出現的。
所以我個人最認同的說法是:月球冷凝後,深層的玄武岩.金屬混合物強度高、韌性極大,100萬億噸TNT爆炸的能量(相當於希克.蘇魯伯隕石撞擊)只能在月球上炸出一個6到7公里深的坑。