地球的天然卫星月球是怎样诞生的?

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关于月球的形成原因，主要有四种假说：亲子说、捕获说、兄弟说和大碰撞说。目前，大碰撞说被认为是最有说服力的一种。月球的平均密度为每立方厘米3.3克，与地球的平均密度每立方厘米5.5克形成对比，大碰撞说能详细解释月球特征。小行星的碰撞和聚集形成了原始地球，碰撞能量形成了熔化的泥浆状态，铁镍等重金属沉到了地球中心，地核形成，硅酸盐形成了地壳和地幔。地幔的密度为每立方厘米3.3克，这使得从地幔中间物质考虑月球的诞生合乎逻辑。小行星对地球的碰撞飞溅出地幔物质，这些物质聚集形成了月球。然而，大多数地幔物质从地球飞溅后又落回了地球表面。通过模拟实验，证实了这一理论。月球中的物质很多是碰撞天体的地幔物质，这一观点得到支持。模拟实验显示，从天体与地球的碰撞到月球诞生的完整过程。通过模拟实验，我们看到了岩石相互碰撞、形成旋涡，岩石在旋涡内振动并结合，形成“月种”，并在一个月时间后形成约90%的规模。月球在一年后形成了直径约3500公里，位于地球约2万公里处。地球和月球之间的距离约38万公里，是月球刚诞生时的20倍。地球和月球之间的潮汐磨擦作用使得月球每年以3厘米的速度离地球远去。

大碰撞假说得到了有力证据的支持，如美国国家航空与宇宙航行局的月球探测器“Lunarprospecter”对月球引力场的详细测定，结果显示月球内核半径可达220-450公里，与地球地核半径3500公里形成对比。月球核心小，仅占总质量的约2%，这否定了“兄弟假说”和“捕获假说”。利用使地球地幔缩小的“亲子说”也能解释地核缩小的原因，但地球在45亿年前的自转周期仅为5小时左右一周，这否定了“亲子说”。只有“大碰撞假说”能解释月球的诞生。

然而，月球内部构造还有很多不明之处，需要通过设置更多月震仪进行更详细的研究。日本计划发射“穿刺器”装置，以实现对月球全面观测的网络系统化。人类对月球的挑战仍在继续，月球的天文演化与地月系统的天文演化密切相关，地月系统形成机制与太阳系行星--卫星系统的形成机制相似。

关于月球起源的学说主要分为三大类：地球分裂说、地球俘获说和共同形成说。地球分裂说认为月球是从地球分离出去形成的，而地球俘获说认为月球可能是被地球俘获的小行星。共同形成说则认为地球和月球是由同一块原始行星尘埃云形成的。现代研究表明，月球的形成可能性较大倾向于共同形成说。月球与地球在太阳系的同一区域内形成，这排除了月球在距地球相当远的地方形成的可能性，这对“俘获说”是一个否定。从一般性的讨论可知，月球由围绕原始地球的星子及其他物质颗粒和气体吸积形成的模式比地球俘获月球或地球分出物质形成月球的模式更为合理。月球表面上古老的高地构造特征证明了月球在40至46亿年间曾遭受了强烈的陨击作用。

在46亿年的演化时期内，地月系统可能发生过巨大陨击体的撞击与俘获，这会对地月系的运动状态和结构状态产生重大影响。总体而言，月球的形成是一个复杂的过程，需要通过多种科学手段进行深入研究。