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第13章 认识月食的主角——月亮(4)

他也认为是罕见的火山喷发。1961年,柯兹列夫在阿里斯塔克环形山中央又观测到这种现象,光谱分析说明这次发光所溢出的气体是氦气。有人认为对于内部活动早已完全停止了32年的月球,偶有零星的小规模火山喷发也是完全可能的。

但是望远镜和探月飞船都不曾找到月面上的任何新鲜熔岩痕迹。每次闪光后,发光点的月貌也没有发生过丝毫的变化,所以月球发光的“火山喷发说”有疑问。那么是气体释放吗,还是其他什么现象?

1963年11月1日,英国曼彻斯特大学的两位研究人员于开普勒环形山及其附近地区,2小时内发现2次红色发光现象,每次发光面积都超过了10000平方千米。他们指出持续时间不长而面积那么大的发光现象,不可能由某种月球内部原因造成,起因应该是太阳。

他们认为,由于月球不存在大气,月面受到紫外线、X射线、γ射线等全部太阳辐射的猛烈袭击,月面的某些地方有可能被激发而发光,面积也可能比较大。

研究证明,使用滤光片和光电观测确实会发现更多的月球发光点。只有某些地点才可能强烈到肉眼可见的程度,以致有人将月球发光称为“月球耀斑”。

然而从日地关系研究来看,虽然月球不具有地球那样稠密的大气,太阳辐射是否强烈到能直接激励月球表面物质发光,还是大有疑问的。

1980年,美国莱斯特大学的天文学家阿伦·米尔斯提出,潮汐作用触发的月震,使月表下的气体从裂缝和断层中释放出来,将月球表面的尘埃吹起,它们可在月表真空状态中滞留20分钟,而又可以从不同角度反射阳光,让地面观测者看到变色或发亮等现象。

“阿波罗15号”测量证实,经常闪光的阿里斯塔克环形山逸出的气体量最大。然而“米尔斯说”对发生在月球黑暗面上的闪光,却很难自圆其说。

1985年5月23日,希腊一位学者发现自己拍的月球照片中,其中一张有清晰的亮点,发生在月球明暗界线附近一环形山地区。

对此,他设想,月面没有大气,被太阳照亮的月面部分的温度,与没有太阳照亮部分的温度相差悬殊。当太阳从明暗界线附近地区升起时,一下子从黑夜变为白天的那部分月面温度迅速升高,从-100多℃升到100多℃,强烈而迅速的温度变化使得月球岩石爆裂开来。

爆裂后漫射电子点燃了月岩所含的气体,发出闪光。最近,美国洛克希德导弹与空间公司的电信工程师理查德·齐托也提出了类似的看法。他曾检测过一些从月球采集回来的月岩标本,发现岩石中确实含有挥发性气体氦和氮。他认为,月岩热破裂时释放出来的电子能,完全有可能把挥发性气体点燃,引起短暂的闪光现象。而在地面实验室中进行的月岩标本爆裂的模拟实验表明,真的会迸出小火花。所以,这是目前对月球发光现象最有说服力的一种新解释。

要想彻底解开月球发光之谜,还需更进一步的观测研究,特别是登上月球实地探测,才是最好的办法。

知识点火山喷发

火山喷发是一种奇特的地质现象,是地壳运动的一种表现形式,也是地球内部热能在地表的一种最强烈的显示。是岩浆等喷出物在短时间内从火山口向地表的释放。由于岩浆中含大量挥发成分,加之上覆岩层的围压,使这些挥发成分溶解在岩浆中无法溢出,当岩浆上升靠近地表时压力减小,挥发成分急剧被释放出来,于是形成火山喷发。

地月亲密接触的证据

碧波荡漾的蔚蓝色大海,不停地进行着自己的潮汐变化。大海退潮时,几十米甚至几百米海底天地裸露出来,水下那些五光十色的水产动物,贝壳、鱼、虫,五颜六彩,色质斑斓,煞是好看。涨潮的时候,海水随着海风和波浪慢慢地向海滩上延伸,不断侵吞,美丽的五彩图又重新回到了大海的怀抱,这就是人们所熟知的潮汐现象。

世界上所有的海水,每天都有2次涨落,而且涨落的时间也有一定。早晨海水上涨,叫做“潮”;傍晚海水上涨,叫做“汐”。不过,平时把潮和汐都叫做“潮”。

各地海水涨落的高低可不一样,在波罗的海与黑海,潮水的涨落,几乎看不出来。在俄罗斯的彼得格勒,潮水的涨落,总共也只相差5厘米。而在白海和巴伦支海的潮水,却是“蜂拥而涨”,“急流勇退”,涨潮与落潮的海面,要相差4~7米。

芬地湾芬地湾潮汐是世界上最大的潮汐。芬地湾位于加拿大的新斯科舍省和美国最东北部的缅因州和加拿大新布伦斯威克省之间。加拿大新斯科舍省米纳斯低地的布恩科特赫德潮汐的最大振幅平均为14.5米,最高达16.3米。

海水为什么会时涨时落呢?在国外,第一个研究这个问题的是古希腊的航海家彼费。后来,英国物理学家牛顿用科学的道理揭穿了潮水的秘密。他证明:引起潮水的原因,主要是由于月亮对海水有很大的引力。

在我国古代,一些具有进步思想的哲学家和科学家,在总结历代劳动人民的实践经验和自己亲身观察的感性材料的基础上,曾对潮汐和日、月运行之间的本质联系有过许多独创的见解。

这些见解与同时期阿拉伯等地各个民族对海潮的认识比较起来,不但毫不逊色,而且在许多方面还有所超越;即使从现代科学的观点来看,我国古代关于潮汐成因的某些见解,也是非常难能可贵的。

我国著名唯物论思想家王充(公元27年~约97年)在《论衡》一书里说:“涛(即“潮”,古代涛、潮二字通用)之起也,随月盛衰,大小满损不齐同……以月为节也。”

王充的这种关于潮汐随月盛衰的思想渊源,可追溯到起源于商(公元前16~前11世纪)、周(公元前11~前8世纪)之际的《易经》和后来战国、秦汉时期的一些著作。

地球表面上的海水,随时随刻都被无形的三只大手在争夺着。一只大手是地球对海水的引力(也称万有引力),另外两只大手是月亮和太阳对海水的引力。

王充这三个引力相比较,地球的引力最大,使海水永恒地依附在地球表面上。太阳虽然比月亮大,但是太阳距离地球,比月亮距离地球要远400倍,所以月亮对海水的引力比太阳大。据计算,月球对地球的引力作用会使地球表面升高0.563米,太阳的引力作用使地球表面升高0.246米,这样加起来可知海水最大潮差应为0.8米左右。

但是,由于海水容量增减和各地区地形的不同,潮差往往是千差万别,有些地方的潮差竟高达19.6米!

其实,海水并不是地球上唯一能够产生潮汐现象的液体物质,无独有偶,地球的固体地壳同样会产生潮汐效应,只是人们无法感觉到罢了。它不同于海水潮汐的地方是它有自己固定的“潮汐”,每月2次,一般地表升10厘米左右,有些地区还可达60厘米。

如果从地球以外做同步观察,地球就好像一头熟睡着的庞大蛋形巨兽,一涨一缩地周期“呼吸”着,虽然它并没有进行什么物质交换,但把地表涨落现象称为地球的呼吸是最形象不过了。

大气层也受到了引力的作用,纵然起伏变化很小,但它也应算做地球的一种“呼吸”形式。换句话说,不仅海洋里有潮汐,地球表面上几千千米厚的大气层,也有潮汐现象;即使相当结实的地壳,也有潮汐涨落。

太阳、地球和月亮之间的关系真的很亲密啊!潮汐正是它们之间亲密关系的见证。其实,它们之间的亲密关系还有许多其他的表现,日食和月食也是它们之间的亲密关系造成的。

开发月球的财富

月球是我们的邻居,是人类的一笔巨大财富,开发月球的时代即将到来。

月球是地球的卫星。现代科学家对月球的了解,甚至超过了对南极的了解。自1959年1月,苏联的“月球1号”飞临月球以来,人们已经发射了近100个月球探测器,获得大量有关月球表面、月质结构等方面的资料。

由于月球的自转周期与它的公转周期正好相同,月球总是只有一面朝着地球,月球背面一直是个不解之谜。1959年苏联的“月球1号”,拍摄到第一幅月球背面的照片,才揭开了它的秘密。

它同正面有较大的差异,月面凹凸不平,起伏悬殊,有些地方月球半径长4千米,而有的又短5千米。月球背面的月壳厚度达150千米,比正面厚90千米。月球的背面还有众多的环形山。

美国的“月球探测器”4号和5号,在飞临月球的“雨海”、“危海”等“月海”上空的时候,发现下面的重力场特别强,表明那里的物质聚集特别集中,这种地方称为“质量瘤”。

在月球正面发现了12处这样的质量瘤。“阿波罗”登月带回来的月岩和月壤样品中,发现了60种矿物质,其中有6种是地球上没有的。地球上所有的化学元素,在月岩和月壤中都已经找到了,但是没有找到生命物质。

美国施密特博士和另一名宇航员赛南上校,乘1972年12月7日发射的“阿波罗”17号宇宙飞船飞往月球,进行了历时74小时59分的月球考察,是人类在月球上逗留时间最长的一次。

这次考察取得的成果也很大,他们在月球表面上建立了一座有核动力的实验室,收集了重114千克的各种月岩、泥土,还开着四轮电瓶车旅行了16千米,最后才满载而归,飞回了地球。

月球尽管是一个连简单的生命都没有的荒凉世界,但它拥有大量的铁块状矿石,除含铁以外,还含有镍和钴。月岩和月壤中还含有铝、钛、锰等金属及放射性元素钠和钍等。

月球上的火成岩是提取铝、硅、氧的良好原料,而氧对发展空间科技来说是至关重要的,建造空间工厂所需的原料大都可以在月球上找到。

月球上的岩石有一半是氧的化合态,核能可以把这些物质分解,从中提取氧,最终以液态形式运回地球,液氧可成为航天器的主要燃料,像航天飞机那么大的一艘飞船可运回20吨液化氧。这些氧足够美国使用1年。

月球上的环境虽然对人的生存是可怕的,但同时它却是生产某些材料的理想环境。如生产过程需要的真空、无菌和极度低温,生产工业钻石、药物和有些精密仪器时,就需要这种环境。在月球上发射航天器可以比在地球上发射节约许多燃料。

如何设计适应月球条件的封闭式建筑物,将是一个大难题。在阳光直射的正午,月球表面的温度可达到120℃,在夜间温度又降至-150℃。这就要求建筑物设计成密封和能控制温度的结构,还要能保护人体免受辐射的侵害和使作物生长,并且使食物、空气、水、燃料和废物相互循环,成为一个整体,在效率、数量和质量上满足月球生活的需要。

科学家正在设想在不久的将来登上月球,并长久地生活下去。

知识点火成岩

火成岩由岩浆直接凝固而成。高温之岩浆在从液态冷却中结晶成多种矿物,矿物再紧密结合成火成岩。化学成分各异之岩浆,最后成为矿物成分各异之火成岩,种类繁多,细分之有数百种。如依其含矽量之高低做最简明之分类,火成岩有酸性、中性、基性,及超基性四大类。同时火成岩之晶体,因结晶时在地下之深度不一亦有粗细之别;将此分别代表深浅之粗细作为矿物成分以外之另一分类依据。

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