分析月球正面与背面的差异对比

巧绿聊国际 2023-02-11 07:34:03

作为地球的唯一卫星,月球的演化起源以及其正反面的差异问题一直是科学研究的重点,通过对月球正反;两面进行分析,我们可以得知月球正面与背面的物理特性一直岩石矿物都有着很大的不同。

其正面与背面的地质演化大概可以分为三个,首先是以内动力地质作用为主的,其次是内外动力地质作用以及以外动力为主。

本文从多个角度与方面对月球正反两面的差异原因进行分析,并尝试利用多源遥感数据等对月球的动力过程进行分析,从而进一步加深对月球起源与演化的理解,并为研究太阳系的其他演化与起源提供参考。

一、物理上的差异

众所周知,月球的表面并非十分光滑平整,而是十分的凹凸崎岖,并且月海域高地两种区域的亮度也不尽相同,其整体反照率等也与背面存在着许多差异。

在月球的正面,其大面积分布着许多暗色的月海,其反照率与高程都较低,而在月球的背面除了占据着绝大部分的高地之外,其在月球南半球的区域也有很大一片亮度与高程较低的,其中月球最大的也最为古老的南极艾肯盆地,其平均的高程也是比月海地区要更加的低。

而月球的正面与背面除了存在着明显的高程与亮度的差异之外,它在影像还有着其他的显著特征,那就是密集的陨石坑。

这些陨石坑的显影与其形成的时间有一定的关系,一部分形成时间较短的陨石坑的辐射纹系统最为清晰。

而重力场的异常变化也可以反应月球的重力异常,并且主要分布在撞击作用所形成的盆地之中,这样也表明了重力异常的产生与外动力之间也存在着密切的地质作用。

二、矿石岩层的差异

伴随着近些年来越来越多的资料以及样品被送回地球的相关实验场所进行研究,这也在一定程度上揭示了月球所经历的复杂演变,以至于最终形成了如今的月球面貌。

在月球的表面上,其存在着许多不同种类的岩石类型,其划分的标准也比较复杂,比如火成岩、角砾岩以及变质岩;而根据月球表面样品中的钛铁矿含量又分为高,低与极低钛玄武岩等。而月海岩石则是由固态的月幔熔融喷出形成的岩石。

因为月球表面的非月海区域和月海区域的分布极为不均,这也就导致两者表面岩石的矿物特征有着很大的不同。

对于月球表面整体岩石特性的分析,一般是采用“标准伽利略彩色合成”的方法来进行确定,这种月球正面与背面的岩性分布差异也可以说是月球表面化学分布的不均匀。

在月海岩石中,最主要的构成就是月海玄武岩,这种月海玄武岩的覆盖范围大约占到月球表面的17%,并构成了大约百分之一的月壳体积。因此,本文在对月海岩石的分析之中主要就是以月海玄武岩为主。

在整个月球的表面,所构成的月海玄武熔岩通常都位于大型的撞击盆地之中,而其构成的风暴洋的火山熔岩范围也比较广泛,这些都与月球正面的情况截然不同。

在月球背面,熔岩流的痕迹相对稀少,尽管无法避免地存在着一些大型的撞击构造,但这种充填的月球盆地在分布的数量上也存在着差异,这也就从侧面说明了正面盆地玄武岩的溢流程度要远远大于背面的盆地。

而非月海岩石则是月球演化初期是岩浆洋分异所形成的特殊产物,一般情况下都是具有粗粒的深层岩结构,其主要包括高地岩石,南极艾肯盆地岩石等,并且在整个月球的背面都以非月海岩石为主,除了南极斯肯盆地分布着一部分月海玄武岩之外,其余地区的分布面积都较为狭小。

月球正面由于月海玄武岩的分布范围广,这也就导致其表面形成的非月海岩石的年龄要比月海岩石更为古老。

这也就表明了在月球的结晶分异的时候,一些密度较小的斜长石会从岩浆中漂浮在顶部,并且逐渐地冷却,最终形成高地月壳,并且科力普岩石是在结晶分异过程中,与其他不相容元素在混合后所形成的产物。

在月球的表面上,所有的环形结构都会在遥感影像上形成环状的环形体,其月球表面的环形构造的形成原因主要分为两种,一种是火山作用,而另外一种则是撞击形成。其中,火山作用包括火山口与月海穹窿,而撞击作用则包括了撞击盆地,撞击坑等。

其中,撞击坑与撞击盆地的数量以及分布也可以说明月球正面与背面所受到的撞击程度不同,进而导致月球表面的差异化,例如火山口与月海穹窿的数量以及分布,都可以说明月球正面和背面内部地质活动的激烈程度。

三、构造的差异

月球构造特征能够清晰地表达不同类型、不同级别的构造形迹和构造层序的时空分布规律以及对岩浆岩和火山活动的控制作用。

月球构造特征主要有环形构造和线性构造两种形式,对其进行研究可以揭示月球区域性或者全球性的撞击作用程度与应力状态,能够加深对月球正面和背面地质演化差异的理解。

对于月球的起源,目前主要存在4种假说,分别是共振潮汐分裂假说、捕获假说、共增生假说和大碰撞分裂假说。其中被广泛接受的大碰撞分裂假说认为月球是由行星与地球相撞形成的,在形成的初始阶段,整个月球处于熔融或部分熔融的岩浆洋状态。

3.1以内动力地质作用为主的阶段

月球在以内动力地质作用为主的这段时期,其岩浆岩也在发生着结晶分异,其中的橄榄石与辉石等矿物质开始缓慢地下沉,并最终形成了月幔,而那些密度小而容易漂浮的斜长石则更多的聚集在了月球的表面,并最终形成了月壳。

由此我们可以得知,在月球结晶分异这个阶段,它的化学元素始终存在着不均一的特性,并且这种特性在之后的撞击盆地以及月海玄武岩填充的阶段也导致了月球化学特征分布的不均匀。

月球在以内动力地质作用为主的这段时期,其岩浆岩也在发生着结晶分异,其中的橄榄石与辉石等矿物质开始缓慢地下沉,并最终形成了月幔,而那些密度小而容易漂浮的斜长石则更多的聚集在了月球的表面,并最终形成了月壳。

3.2内、外动力地质作用并存阶段

月球在内动力作用为主的阶段时,其月球表面所形成的月壳厚度的化学成分纯存在着一些初始差异,在经历了大撞击时期与玄武岩填充阶段之后,这个过程所形成的两种动力地质作用,也就是外动力地质作用以及内动力地质作用。

并在大撞击时期使得月球的表面形成了很多大型的撞击盆地,并且月球正面的大型撞击盆地数量要远远多于背面。

而月球正面与月球背面的双重性特征也从一定的程度上表明了月球的正面与月球的背面在地质演化的阶段会存在着明显的不同,而这种不同所形成的差异性也会受到多种因数的影响与干扰。

基于这个特点,我们也意图在通过对月球正面与背面的分析当中,进而从物理特征与化学特征等多方面分析月球正满与月球背面的演化过程。

3.3以外动力地质作用为主的阶段

在这段时间里,月球正面与背面除了会受到一些小规模的陨石撞击之外,还会在一定程度上受到风化作用的影响,这也就使得月球表面的岩石产生了剧烈的风化作用,最终形成月壤。

也正因如此,在以外动力地质作用为主的阶段,月球的正面以及背面的地质演化差异已经基本停滞,只有月球表面还在持续地遭受小规模陨石的撞击以及空间的风化作用,并在此过程中对月球正面与背面的差异影响都相对弱小。

四、总结

因为月球正面与背面的不同物理特征,化学分布以及构造特点,这也就导致以内动力地质作用为主的阶段和以内外地质动力为主的并存阶段成为了造成月球表面差异化的主要阶段,而以外动力为主的阶段反而起到了较小的作用。

参考文献WILHELMS D E,MCCAULEY J F,TRASK N J.The Geologic History of the Moon[R].Washington DC:USGS,1987.STUART-ALEXANDER D E.Geologic Map of the Central Far Side of the Moon[R].Washington DC:USGS,1978.WOOD C A,GIFFORD A W.Evidence for the Lunar Big Backside Basin[C]∥Lunar and Planetary Institute.Abstracts of Papers Presented to the Conference on Multi-ring Basins:Formation and Evolution.Hous-ton:Lunar and Planetary Institute,1980:121-123.ROBERTSON F L,KAULA W M.Apollo 15 Ladter Altimeter[R].Washington DC:NASA,1972.
0 阅读:78

巧绿聊国际

简介:感谢大家的关注