第四百一十篇 龐多拉「天毀計劃」二十
月球直徑約為3476千米,大約是地球的1/4。在月球軌道處,地球的本影的直徑仍相當於月球的2.5倍。所以當地球和月亮的中心大致在同一條直線上,月亮就會完全進入地球的本影,而產生月全食。而如果月球始終只有部分為地球本影遮住時,即只有部分月亮進入地球的本影,就發生月偏食。月球上並不會出現月環食,因為月球的體積比地球小的多。
太陽的直徑比地球的直徑大得多,地球的影子可以分為本影和半影。如果月球進入半影區域,太陽的光也可以被遮掩掉一些,這種現象在天文上稱為半影月食。由於在半影區陽光仍十分強烈,月面的光度只是極輕微減弱,多數情況下半影月食不容易用肉眼分辨。一般情況下,由於較不易為人發現,故不稱為月食,所以月食只有月全食和月偏食兩種。
另外由於地球的本影比月球大得多,這也意味著在發生月全食時,月球會完全進入地球的本影區內,所以不會出現月環食這種現象。
每年發生月食數一般為2次,最多發生3次,有時一次也不發生。因為在一般情況下,月亮不是從地球本影的上方通過,就是在下方離去,很少穿過或部分通過地球本影,所以一般情況下就不會發生月食。
據觀測資料統計,每世紀中半影月食,月偏食、月全食所發生的百分比約為36.60%,34.46%和28.94%。
月球表面有陰暗的部分和明亮的區域,亮區是高地,暗區是平原或盆地等低陷地帶,分別被稱為月陸和月海。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,即撞擊坑,這是一種環形隆起的低洼形。月球上直徑大於1000米的撞擊坑多達33000多個。位於南極附近的貝利撞擊坑直徑295公里,可以把整個海南島裝進去。最深的山是牛頓撞擊坑,深達8788米。除了撞擊坑,月面上也有普通的山脈。高山和深谷疊現,別有一番風光。
月球背面的結構和正面差異較大。月海所佔面積較少,而撞擊坑則較多。地形凹凸不平,起伏懸殊最長和最短的月球半徑都位於背面,有的地方比月球平均半徑長4公里,有的地方則短5公里(如范德格拉夫窪地)。背面未發現「質量瘤」。背面的月殼比正面厚,最厚處達150公里,而正面月殼厚度只有60公里左右。
撞擊坑這個名字是伽利略起的。是月面的顯著特徵,幾乎布滿了整個月面。最大的撞擊坑是南極附近的貝利環形山,直徑295千米,比海南島還大一點。小的環形山甚至可能是一個幾十厘米的坑洞。直徑不小於1000米的大約有33000個。占月面表面積的7%-10%。
有個日本學者1969年提出一個撞擊坑分類法,分為克拉維型(古老的撞擊坑,一般都面目全非,有的撞擊坑有中央峰)哥白尼型撞擊坑(年輕的撞擊坑,常有撞擊作用引起大量月球表面的岩石向四周濺射,濺射出來的大量岩石碎塊高速在月面拋射和滾動,改變了月面原有的地形地貌和表面土壤的結構與顏色,形成明顯的「輻射紋」,內壁一般帶有同心圓狀的段丘,中央一般有中央峰。阿基米德型(環壁較低,可能從哥白尼型演變而來)碗型或酒窩型(小型撞擊坑,有的直徑不到3米)。
撞擊坑的形成現有兩種說法:「撞擊說」與「火山說」。「撞擊說」是指月球因被其他小行星撞擊而有現今人類所看到的撞擊坑。
「火山說」是指月球上本有許多火山,最後火山爆發而形成了火山噴發口。
在地球上的人類用肉眼所見月面上的陰暗部分實際上是月面上的廣闊平原。由於歷史上的原因,這個名不副實的名稱保留下來。
已確定的月海有22個,此外還有些地形稱為「月海」或「類月海」的。公認的22個絕大多數分佈在月球正面。背面有3個,4個在邊緣地區。在正面的月海面積略大於50%,其中最大的「風暴洋」面積約五百萬平方千米,差不多九個法國的面積總和。大多數月海大致呈圓形,橢圓形,且四周多為一些山脈封閉住,但也有一些海是連成一片的。除了「海」以外,還有五個地形與之類似的「湖」——夢湖、死湖、夏湖、秋湖、春湖,但有的湖比海還大,比如夢湖面積7萬平方千米,比汽海等還大得多。月海伸向陸地的部分稱為「灣」和「沼」,都分佈在正面。灣有五個:露灣、暑灣、中央灣、虹灣、眉月灣;沼有三個:腐沼、疫沼、夢沼,其實沼和灣沒什麼區別。
月海的地勢一般較低,類似地球上的盆地,月海比月球平均水準面低1-2千米,個別最低的海如雨海的東南部甚至比周圍低6000米。月面的反照率(一種量度反射太陽光本領的物理量)也比較低,因而看起來顯得較黑。
月面上高於月海的地區稱為月陸,一般比月海水準面高2-3千米,由於它返照率高,因而看來比較明亮。在月球正面,月陸的面積大致與月海相等但在月球背面,月陸的面積要比月海大得多。從同位素測定知道月陸比月海古老得多,是月球上最古老的地形特徵。
在月球上,除了犬牙交差的眾多撞擊坑外,也存在著一些與地球上相似的山脈。月球上的山脈常借用地球上的山脈名,如阿爾卑斯山脈,高加索山脈等等,其中最長的山脈為亞平寧山脈,綿延1000千米,但高度不過比月海水準面高三、四千米。山脈上也有些峻岭山峰,過去對它們的高度估計偏高。如今認為大多數山峰高度與地球山峰高度相仿。1994年,美國的克萊門汀月球探測器曾得出月球最高點為8000米的結論,根據「嫦娥一號」獲得的數據測算,月球上最高峰高達9840米。月面上6000米以上的山峰有6個,5000-6000米20個,3000-6000米則有80個,1000米以上的有200個。月球上的山脈有一普遍特徵:兩邊的坡度很不對稱,向海的一邊坡度甚大,有時為斷崖狀,另一側則相當平緩。這是由於小天體高速撞擊月面,強大的撞擊能量使月球表面的岩石氣化、熔融、破碎並濺射,挖掘出一個巨大的撞擊坑或撞擊盆地,撞擊體的巨大撞擊能量在撞擊坑底部產出一系列斷層和裂縫,誘發月球內部的玄武岩漿的噴發和溢出,形成暗色的月海盆地。被拋射出撞擊坑的各種濺射物質,降落在月海外圍的不同距離內,形成了月海外側平緩的坡度。
除了山脈和山群外,月面上還有四座長達數百千米的峭壁懸崖。其中三座突出在月海中,這種峭壁也稱「月塹」。
月面上還有一個主要特徵是一些較「年輕」的環形山常帶有美麗的「輻射紋」,這是一種以環形山為輻射點的向四面八方延伸的亮帶,它幾乎以筆直的方向穿過山系、月海和環形山。輻射紋長度和亮度不一,最引人注目的是第谷環形山的輻射紋,最長的一條長1800千米,滿月時尤為壯觀。其次,哥白尼和開普勒兩個環形山也有相當美麗的輻射紋。據統計,具有輻射紋的環形山有50個。
形成輻射紋的原因還沒有定論。實質上,它與環形山的形成理論密切聯繫。許多人都傾向於小天體撞擊說,認為在沒有大氣和引力很小的月球上,小天體撞擊可能使高溫碎塊飛得很遠。而另外一些科學家認為不能排除火山的作用,火山爆發時的噴射也有可能形成四處飛散的輻射形狀。