月球的形成与演进揭秘(3)

正如式（10）和（11）所表明的那样，在从近地点出发驶向远地点的半椭圆轨道上的任一点D发生同样规模的火山喷发都能使月球获得差不多相同的增速效果，因而可使月球发生差不多相同规模的变轨。由于月球早期轨道离地球较近，公转速度较大，积蓄的热能较多，因此火山喷发频率和强度都大得多。这就使得月球在一年之内发生多次上述规模的变轨的概率相当大。当月球轨道远离地球时，比如近地点距离r1=200000km和远地点距离r2=220000km，虽然火山喷发频率变小，但同样幅度的月球增速却可以使月球发生好几倍的变轨。表1还列出了用计算机算出的多种不同轨道的火山喷发可引起的月球变轨数据。根据这种计算可知，在10亿年之内月球能够远离地球好几万公里。但当月球被驱动到一个更靠近太阳的轨道时，来自太阳的巨大热量就将月球上的水气几乎全部蒸干，留下一个再也不能产生火山喷发的干涸月球。但由于地球自转速度的不断增加，在地球万有引力的牵引下，月球还在渐渐地远离地球。

2　结论

根据上面的讨论可知，正是在地球发生巨大火山喷发时月雏被射入绕地球运转的轨道，然后不断地凝聚轨道附近的星云物质而变得越来越大，并在星子撞击或火山驱动下渐渐地远离地球，演变成今天的月球。可见月球是由地球生成的，因此，这个月球起源新解说可被称为“代生理论（generation theory）”。这个新解说具有许多的优点，能够很好地回答现有解说所不能回答的许多问题。

（1）对于“为何地球和月球具有几乎相同的同位素组成”的问题，回答是由于月球上的物质多数是从地球上喷发出来的，少数来自星际物质，因此地球和月球具有几乎相同的同位素组成。

（2）对于“月球上为何缺少挥发分”的问题，回答是由于地球喷出火山岩和火山灰时挥发分散失殆尽，因此由地球喷出的火山岩和火山灰凝聚而成的月球上缺少挥发分。

（3）对于“月球上为何缺少铁元素”的问题，回答是在地球的形成过程中，地球经过熔融分异形成了地核、地幔和地壳三层，比重较大的铁元素已沉入地核，较轻的元素浮在上层。月球上的物质多数是从地球火山口喷射出来的，这些物质多数来自地幔或地壳，因此月球上缺少如铁那样的重元素。另外，月球也经过熔融和分异，铁元素熔融物质下沉到月球中心，形成由铁、镍等元素组成的月核，因此从月球表面所采的月样往往缺少铁元素。

（4）对于“为何月球的密度（3.3g/cc）比地球的密度（5.5g/cc）要小”的问题，回答是月球主要是由地球火山喷射出来的火山灰、浮石等物质凝聚而成的，这些物质的密度较小，导致月球的平均密度也较小。另外，地心引力远大于月心引力，致使地球的密度大于月球的密度。还有， 地球形成初期，靠近太阳，绕太阳高速旋转，致使地球内部温度剧烈升高，使地球达到高度的熔融状态，而月球绕地球旋转，其旋转速度比地球绕太阳旋转速度慢得多，因此月球内部积聚的温度比地球熔融状态时的温度低得多，因此月球内部未达到地球曾有过的熔融状态，因此月球的密度要低于地球的密度。

（5）对于“为何有的行星有卫星而有的行星没有卫星”的问题，回答是水星和金星表面温度较高，其上没有水或冰，很少产生火山喷发，故没有形成卫星；而地球、火星、木星、土星、天王星、海王星上面存在大量的水或冰，产生过无数次火山喷发，因而形成了各自的卫星。

（6）对于“先前的月球起源解说无法解释地月系统高角动量”的问题，回答是随着地球大气层的增长，地球自转的速度在逐渐加快，并且在地心引力的拖曳下，月球绕地球的公转速度也会增加，从而使月球渐渐地远离地球。所以地月系统的角动量在不均衡地变化着。

（7）在45亿年前地球上就出现了火山喷发，从那时起地球火山喷发就一直没有停止过，所以由火山云凝聚成月球的概率远远大于由星球碰撞所生云团凝聚成月球的概率大得多。可见本解说比碰撞说更加自然，更具说服力。

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参考文献

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［4］Cui-xiang Zhong. Origin and Evolution of the Moon[J]. Proceedings IAU Symposium No.298:257(2014).

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［责任编辑：汤静］

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