天文化学力学
嫦娥六号发现的月背圆形坑支持太阳系行星形成的悬臂断裂模型
投稿人:王孝恩 投稿时间:2024-07-04 08:35 访问量:

最近看了我国嫦娥六号登陆月球背面的视频,发现月球背面分布着大大小小的许多形坑。此前人们对月面的环形山都认为是小行星样陨石撞击形成的。如果小行星或陨石撞击形成,肯定会有各种不同的撞击方向,并且都会与月面倾斜。从而形成一边浅一边深的不规则椭圆形坑。但这次嫦娥清晰的拍照,如截图图1所示,月背大大小小的形坑圆的令人难以置信。其形成机理,用有理论无法解释。不过,刚好为太阳系行星形成的悬臂断裂模型提供了证据

根据太阳系行星形成的悬臂断裂模型,悬臂依次从最外端断裂。若直接从悬臂上断裂下来,无论质量大小,都形成绕太阳公转的原始行星[1]。它们都服从开普勒第三定律。而从原始行星上断裂下来的则形成行星的卫星。在悬臂断裂前,原胚月球在原胚地球与原胚金星之间。由于冷却和收缩,悬臂在月球处发生了竖裂,形成了一条包含原胚月球的主束和在月球北极外的一条小的分束。小的分束在太阳系的内层岩石行星(包括火星)的形成之前先行断裂。分束的断裂,使原胚地球和原胚火星的北极都向外倾斜,其中地球倾斜了大致23.5度。有关地球自转的形成早已经讨论过,不再重述2】

早期原月球和原胚地球一起从悬臂上断裂下来形成连接在一起的原始的地月双星体系。它们既围绕共同质心自转,又围绕太阳公转。如图2所示,它们两翼残留的岩浆团块还保留着原来悬臂围绕太阳转动的动量原胚月球两翼残留的岩浆团块,跟随原胚月球一起围绕地月共同质心旋转。它们就像现在拉格朗日点附近的小天体一样,仅以极慢的速度分别向原始月球的正面和背面移动。这有点像漂浮在天空的云层。不过由于月球的引力,越靠近月面,下降的速度就会越快。

这是一个极其漫长的宇宙演化过程,大约需要几亿年甚至到十几亿年的时间。由于悬臂中大量的原始空气和水已经被吸引到质量比较大的原始地球附近,残留在原胚月球正、背两面的原始岩浆团块的内部并没有固化。散热的方式主要有三种:传导、对流和辐射。由于在月球背面方向空气和水汽极其稀薄,这些团块向附近散热的主要方式只有辐射。一旦这些岩浆团块的表面发生了固化,就阻断了辐射散热的途径,内部液态的岩浆仍能长期保留。

最后,这些固-液混沌态的岩团接近到月面时,主要受力是月球引力,受力方向指向月心,无论在月球的哪个部分落月,都会像下雨一样垂直落下。当然就会留下圆形的痕迹——圆坑。

 

参考文献

1. 王孝恩. 行星起源的受力分析,中科院智慧火花栏目。2020 -04-02; 

https://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=7379.

2. 王孝恩. 地球自转运动及地轴倾角形成的机理探讨,中科院智慧火花栏目2019-01-20

https://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=68018