地球與月亮(共15頁)

1、地球(dqi)與月亮地球(dqi)的基本參數(shù)：平均(pngjn)赤道半徑: ae = 6378136.49 米平均極半徑: ap = 6356755.00 米平均半徑: a = 6371001.00 米赤道重力加速度: ge = 9.780327 米/秒2平均自轉(zhuǎn)角速度: e = 7.292115 10-5 弧度/秒扁率: f = 0.003352819質(zhì)量: M = 5.9742 1024 公斤地心引力常數(shù): GE = 3.986004418 1014 米3/秒2平均密度: e = 5.515 克/厘米3太陽與地球質(zhì)量比: S/E = 332946.0太陽與地月系質(zhì)量比: S/(M+E) =

2、 328900.5回歸年長度: T = 365.2422 天離太陽平均距離: A = 1.49597870 1011 米逃逸速度: v = 11.19 公里/秒表面溫度: t = - 30 +45表面大氣壓: p = 1013.250毫巴 地球自轉(zhuǎn) 地球存在繞自轉(zhuǎn)軸自西向東的自轉(zhuǎn)，平均角速度為每小時轉(zhuǎn)動15度。在地球赤道上，自轉(zhuǎn)的線速度是每秒465米。天空中各種天體東升西落的現(xiàn)象都是地球自轉(zhuǎn)的反映。人們最早利用地球自轉(zhuǎn)作為計量時間的基準(zhǔn)。自20世紀(jì)以來由于天文觀測技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)地球自轉(zhuǎn)是不均的。1967年國際上開始建立比地球自轉(zhuǎn)更為精確和穩(wěn)定的原子時。由于原子時的建立和采用，地球自轉(zhuǎn)中的

3、各種變化相繼被發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)在天文學(xué)家已經(jīng)知道地球自轉(zhuǎn)速度存在長期減慢、不規(guī)則變化和周期性變化。 通過對月球、太陽和行星的觀測資料和對古代月食、日食資料的分析，以及通過對古珊瑚化石的研究，可以得到地質(zhì)時期地球自轉(zhuǎn)的情況。在6億多年前，地球上一年大約有424天，表明那時地球自轉(zhuǎn)速率比現(xiàn)在快得多。在4億年前，一年有約400天，2.8億年前為390天。研究表明，每經(jīng)過一百年，地球自轉(zhuǎn)長期減慢近2毫秒（1毫秒千分之一秒），它主要是由潮汐摩擦引起的。此外，由于潮汐摩擦，使地球自轉(zhuǎn)角動量變小，從而引起月球以每年34厘米的速度遠(yuǎn)離地球，使月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期變長。除潮汐摩擦原因外，地球半徑的可能變化、地球內(nèi)部地核

4、和地幔的耦合、地球表面物質(zhì)分布的改變等也會引起地球自轉(zhuǎn)長期變化。 地球自轉(zhuǎn)速度除上述長期減慢外，還存在著時快時慢的不規(guī)則變化，這種不規(guī)則變化同樣可以在天文觀測資料的分析中得到(d do)證實，其中從周期為近十年乃至數(shù)十年不等的所謂十年(sh nin)尺度的變化(binhu)和周期為27年的所謂年際變化，得到了較多的研究。十年尺度變化的幅度可以達(dá)到約3毫秒，引起這種變化的真正機(jī)制目前尚不清楚，其中最有可能的原因是核幔間的耦合作用。年際變化的幅度為0.20.3毫秒，相當(dāng)于十年尺度變化幅度的十分之一。這種年際變化與厄爾尼諾事件期間的赤道東太平洋海水溫度的異常變化具有相當(dāng)?shù)囊恢滦?，這可能與全球性大氣環(huán)

5、流有關(guān)。然而引起這種一致性的真正原因目前正處于進(jìn)一步的探索階段。此外，地球自轉(zhuǎn)的不規(guī)則變化還包括幾天到數(shù)月周期的變化，這種變化的幅度約為1毫秒。 地球自轉(zhuǎn)的周期性變化主要包括周年周期的變化，月周期、半月周期變化以及近周日和半周日周期的變化。周年周期變化，也稱為季節(jié)性變化，是二十世紀(jì)三十年代發(fā)現(xiàn)的，它表現(xiàn)為春天地球自轉(zhuǎn)變慢，秋天地球自轉(zhuǎn)加快，其中還帶有半年周期的變化。周年變化的振幅為2025毫秒，主要由風(fēng)的季節(jié)性變化引起。半年變化的振幅為89毫秒，主要由太陽潮汐作用引起的。此外，月周期和半月周期變化的振幅約為1毫秒，是由月亮潮汐力引起的。地球自轉(zhuǎn)具有周日和半周日變化是在最近的十年中才被發(fā)現(xiàn)并得到

6、證實的，振幅只有約0.1毫秒，主要是由月亮的周日、半周日潮汐作用引起的。地球公轉(zhuǎn) 1543年著名波蘭天文學(xué)家哥白尼在天體運行論一書中首先完整地提出了地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的概念(ginin)。地球公轉(zhuǎn)的軌道是橢圓的，公轉(zhuǎn)軌道半長徑為149597870公里(n l)，軌道的偏心率為0.0167，公轉(zhuǎn)(gngzhun)的平均軌道速度為每秒29.79公里；公轉(zhuǎn)的軌道面（黃道面）與地球赤道面的交角為2327，稱為黃赤交角。地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生了地球上的晝夜變化，地球公轉(zhuǎn)及黃赤交角的存在造成了四季的交替。 從地球上看，太陽沿黃道逆時針運動，黃道和赤道在天球上存在相距180的兩個交點，其中太陽沿黃道從天赤道以南向北通過天

7、赤道的那一點，稱為春分點，與春分點相隔180的另一點，稱為秋分點，太陽分別在每年的春分（3月21日前后）和秋分（9月23日前后）通過春分點和秋分點。對居住的北半球的人來說，當(dāng)太陽分別經(jīng)過春分點和秋分點時，就意味著已是春季或是秋季時節(jié)。太陽通過春分點到達(dá)最北的那一點稱為夏至點，與之相差180的另一點稱為冬至點，太陽分別于每年的6月22日前后和12月22日前后通過夏至點和冬至點。同樣，對居住在北半球的人，當(dāng)太陽在夏至點和冬至點附近，從天文學(xué)意義上，已進(jìn)入夏季和冬季時節(jié)。上述情況，對于居住在南半球的人，則正好相反。地極移動 地極移動，簡稱為極移，是地球自轉(zhuǎn)軸在地球本體內(nèi)的運動。1765年，歐拉最先從

8、力學(xué)上預(yù)言了極移的存在。1888年，德國的屈斯特納從緯度變化的觀測中發(fā)現(xiàn)了極移。1891年，美國天文學(xué)家張德勒指出，極移包括兩個主要周期成分：一個是周年周期，另一個是近14個月的周期，稱為張德勒周期。前者主要是由于大氣的周年運動引起地球的受迫擺動，后者是由于地球的非剛體引起的地球自由擺動。極移的振幅約為0.4角秒，相當(dāng)于在地面上一個1212平方米范圍。 根據(jù)近一百年的天文觀測資料，發(fā)現(xiàn)極移包含各種復(fù)雜的運動。除了上述周年周期和張德勒周期外，還存在長期極移，周月、半月和一天左右的各種短周期極移。其中長期極移表現(xiàn)為地極向著西徑約7080方向以每年3.33.5毫角秒的速度運動。它主要是由于地球上北美

9、、格棱蘭和北歐等地區(qū)冰蓋的融化引起的冰期后地殼反彈，導(dǎo)致地球轉(zhuǎn)動慣量變化所致。其它各種周期的極移主要與日月的潮汐作用以及與大氣和海洋的作用有關(guān)。歲差(such)與章動 在外力的作用下，地球的自轉(zhuǎn)軸在空間的指向并不保持固定的方向，而是不斷(bdun)發(fā)生變化。其中地軸的長期運動稱為歲差，而周期運動稱為章動。歲差和章動引起天極和春分點位置相對恒星的變化。公元前二世紀(jì)，古希臘天文學(xué)家喜帕恰斯在編制一本包含1022顆恒星的星表時，首次發(fā)現(xiàn)了歲差現(xiàn)象。中國晉代天文學(xué)家虞喜，根據(jù)(gnj)對冬至日恒星的中天觀測，獨立地發(fā)現(xiàn)了歲差。據(jù)宋史律歷志記載：虞喜云：堯時冬至日短星昴，今二千七百余年，乃東壁中，則知每

10、歲漸差之所至。歲差這個名詞即由此而來。 牛頓第一個指出產(chǎn)生歲差的原因是太陽和月球?qū)Φ厍虺嗟缆∑鸩糠值奈?。在太陽和月球的引力作用下，地球自轉(zhuǎn)軸在空間繞黃極描繪出一個圓錐面，繞行一周約需26000年，圓錐面的半徑約為23.5。這種由太陽和月球引起的地軸的長期運動稱為日月歲差。除太陽和月球的引力作用外，地球還受到太陽系內(nèi)其它行星的引力作用，從而引起地球運動的軌道面，即黃道面位置的不斷變化，由此使春分點沿赤道有一個小的位移，稱為行星歲差。行星歲差使春分點每年沿赤道東進(jìn)約0.13角秒。地球自轉(zhuǎn)軸在空間繞黃極作歲差運動的同時，還伴隨有許多短周期變化。英國天文學(xué)家布拉得雷在1748年分析了20年恒星位置的

11、觀測資料后，發(fā)現(xiàn)了章動現(xiàn)象。月球軌道面（白道面）位置的變化是引起章動的主要原因。目前天文學(xué)家已經(jīng)分析得到章動周期共有263項之多，其中章動的主周期項，即18.6年章動項是振幅最大的項，它主要是由于白道的運動引起白道的升交點沿黃道向西運動，約18.6年繞行一周所致。因而，月球?qū)Φ厍虻囊ψ饔靡灿邢嗤芷谧兓?，在天球上它表現(xiàn)為天極在繞黃極作歲差運動的同時，還圍繞其平均位置作周期為18.6年的運動。同樣，太陽對地球的引力作用也具有周期性變化，并引起相應(yīng)周期的章動。地球(dqi)的輻射帶和磁層地球的輻射帶分為(fn wi)兩層，形狀有點像是敲成兩半兒的核桃殼。離地球較近的輻射帶稱為內(nèi)輻射帶，較遠(yuǎn)的稱為

12、外輻射帶，也可以稱之為內(nèi)、外范艾倫帶。輻射帶把地球從四面包圍起來，而在兩極(lingj)處留下了空隙，也就是說，地球的南極和北極上空不存在輻射帶。在地球周圍被太陽風(fēng)包圍并受地球磁場控制的區(qū)域稱為磁層。它是地球控制區(qū)域的最處層。地球磁層是由太陽風(fēng)與地球磁場相互作用形成的。地球的固有磁場可近似用偶極場表示，地球磁場對高電導(dǎo)率的太陽風(fēng)流有阻礙作用，太陽風(fēng)流可壓縮地球的磁力線。在太陽風(fēng)的動壓與地球磁場的磁壓大約相等的區(qū)域，即形成太陽風(fēng)與地球磁場的分界層，這個分界層稱為磁層頂，磁層頂包圍的區(qū)域即是磁層。磁層的形狀像一個羽毛球，其向陽一側(cè)約呈一橢球面，在平靜太陽風(fēng)中，向陽側(cè)磁層頂在日地聯(lián)線上離地心的距離約

13、為10個地球半徑（Re6371.2km），磁層頂前有一弓激波。其背陽一側(cè)是拉長向外略張開的圓筒形，稱為磁尾，磁尾的長度可長達(dá)1000個地球半徑，磁尾的南北和東西寬度約為40個地球半徑。在一般情況下，太陽風(fēng)等離子體是不易進(jìn)入磁層的，只有在封閉磁力線和張開磁力線分界的漏斗形區(qū)（稱為極隙區(qū)或極尖區(qū)，）可進(jìn)入磁層及電離層和高層大氣。但太陽風(fēng)粒子可通過磁場重聯(lián)和粘性作用進(jìn)入磁層。磁層是一個巨大的粒子庫，它可貯存能量從幾電子伏（e）到幾百兆電子伏（e）的等離子體和高能粒子。磁層中有幾個粒子貯存區(qū)；等離子體層區(qū)貯存著密度較高溫度較低（約107）的冷等離子體；等離子體片區(qū)是熱等離子體（約105）的貯存區(qū)；地球

14、輻射帶區(qū)貯存著高達(dá)幾百e高能粒子；環(huán)電流區(qū)是由幾百ke的能量粒子形成的。在平靜時，磁層中的粒子一般不會侵入電離層和高層大氣。太陽風(fēng)向磁層輸入(shr)能量的另一種形式，是電磁能。太陽風(fēng)和磁層相互作用形成巨大的發(fā)電機(jī)，稱為太陽風(fēng)磁層發(fā)電機(jī)。當(dāng)太陽風(fēng)的速度加快和行星際磁場南向分量增強時，這一發(fā)電機(jī)產(chǎn)生高達(dá)100k以上(yshng)的越磁尾電位降、107的電流(dinli)及1022的功率。當(dāng)太陽風(fēng)輸入磁層的功率超過某一值時（約為1011s），由于磁層能量超載，磁層中的能量會通過某種不穩(wěn)定性很快地釋放出來，輸入電離層和高層大氣，這種磁層能量貯存和突然釋放的過程，稱為磁層亞暴，磁層亞暴的時間尺度約為小

15、時。當(dāng)行星際磁場南向分量持續(xù)時間較長時，可間歇性地發(fā)生多次磁層亞暴，多個磁層亞暴可形成磁暴。磁層亞暴和磁暴可引起磁層、電離層和高層大氣的劇烈擾動，如磁層粒子注入事件、極光活動、電離層暴和熱層暴等。電離層電離層是地球大氣的一個電離區(qū)域，高度范圍約601000km，再往上即是磁層。電離層是由太陽射線、紫外線和高能粒子對高中層大氣的電離作用形成的。電離層是處于部分離的中高層大氣區(qū)，含有相當(dāng)多的自由電子，但中性大氣仍很稠密，因而中性分子和帶電粒子的碰撞頻繁。觀測表明，電離層電子密度隨高度的分布具有分層結(jié)構(gòu)(jigu)。在離地面601000km的范圍(fnwi)內(nèi)，主要可分為三層，即層、層和（1層和2層

16、）層。層位于(wiy)6090km的區(qū)域，電子密度在103cm-3以下，在夜間電子大量消失，層可認(rèn)為不復(fù)存在。層約處于90140km的區(qū)域，電子密度103105cm-3，電子密度高峰通常位于110120km。夜間層的電子密度下降至510cm。層在層之上，其范圍可一直伸延至上千km。在白天，層可分為1層和2層，2層在1層之上。夜間2層消失。1層一般在140200km范圍，電子密度105cm-3。2層可從200km伸至1000km。其電子密度峰值區(qū)于300km左右，最高電子密度可達(dá)106cm-3。太陽活動、磁層亞暴和磁暴對電離層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的騷擾。電離層騷擾主要有電離層暴、電離層突然騷擾、極蓋吸收

17、和極光帶吸收等。這些電離層擾動會嚴(yán)重影響無線電的傳播。此外，從低層大氣向上傳播的行星波、聲重波和大氣準(zhǔn)兩年振蕩等也對電離層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著擾動。中高層大氣在地球強大引力的作用下，大量氣體聚集在地球周圍，形成數(shù)千千米的大氣層。大氣層一直可以延續(xù)到距地面6400千米左右。大氣中氮占78%，氧占21%，氬占0.93%，二氧化碳占0.03%，氖占0.0018%，此外還有少量的水氣和塵埃。大氣的壓力和密度是隨高度的增加呈現(xiàn)指數(shù)的降低。但大氣的溫度卻表現(xiàn)出分層結(jié)構(gòu)。直到幾百km，中層大氣是構(gòu)成大氣的主要成分。從地面開始，大氣可分為五層：對流層、平流層、中間層、熱層和外層，其中平流層和中間層稱為中層大氣。在各層

18、中溫度隨高度的分布是不同的。對流層 厚度不均勻，赤道(chdo)地區(qū)約16千米(qin m)，兩極(lingj)約8千米，是大氣中最稠密的一層。大氣中的水氣幾乎都集中在這里，云、雨、雪等天氣現(xiàn)象都發(fā)生在這一層。溫度隨高度降低。平流層 約從1350km左右，溫度隨高度略有增加，這層稱為平流層（過去也稱同溫層），平流層頂處于50km左右。這里基本上沒有水氣，大氣平穩(wěn)，天氣晴朗，對高空飛行有利。在距海平面高度20-30千米處，氧分子在太陽紫外線作用下形成臭氧層，臭氧層是防護(hù)紫外輻射的屏障。臭氧最高濃度是出現(xiàn)在25km附近。中間層 從平流層頂約到80km，溫度隨高度明顯地降低，這一層稱為中間層，中間層

19、頂約處于8090km。熱層 從中間層頂一直到500km左右，溫度隨高度顯著增高，可高達(dá)1400，這層稱為熱層，熱層頂約處于500km左右。熱層大氣直接受太陽活動和磁層擾動的影響，當(dāng)磁層亞暴和磁暴時，熱層大氣的溫度和密度可顯著增加，有時可增加一個數(shù)量級以上，這對航天器軌道有很大的影響。外層 熱層頂以上溫度不隨高度變化，稱為外層。外大氣層和行星際空間融合在一起。月球的基本參數(shù)：平均赤道半徑: ae = 1738000 米平均半徑: a = 1737400 米赤道重力加速度: ge = 1.618 米/秒2平均自轉(zhuǎn)周期: T = 27.32166 天扁率: f = 0.006質(zhì)量: M = 0.07

20、348 1024 公斤月心引力常數(shù): GM = 4.9027934551012 米3/秒2平均密度: e = 3.34 克/厘米3地月系質(zhì)量比 E/M = 81.30068離地球平均距離: R = 384400 公里逃逸速度: v = 2.38 公里/秒表面溫度: t = -120 +150表面大氣壓: p = 1.3 10-10 帕月球(yuqi)圈層結(jié)構(gòu)這是1972年美國阿波羅17號宇宙飛船在返回地球途中拍攝的月球照片。(NASA)月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。月球內(nèi)部由月殼、月幔和月核三部分組成。月殼平均厚度只有70km，月核的直徑約在300-425km之間。這是用一千五百張由克萊門汀號飛船拍攝的

21、照片拼合起來的月球南極圖。月球南極黑色的隕坑內(nèi)可能因終年不見陽光而保存有水冰。(NASA)這是由阿波羅17號宇航員拍攝的月球巖石照片，遠(yuǎn)處空中懸掛著的天體是地球。(NASA)這是由美國月球環(huán)繞器5號拍攝的哥白尼隕坑的一側(cè)。哥白尼隕坑有93km寬。(NASA)這是阿波羅17號在環(huán)繞月球飛行過程中拍攝的哥白尼隕坑照片。(USGS/NASA) 月球是地球的唯一天然衛(wèi)星，它與地球有著密切的演化聯(lián)系。根據(jù)(gnj)對建立在月球上的阿波羅11號和12號月震臺記錄資料的分析，以及對月球表面和月巖的研究，可知(k zh)現(xiàn)今的月球內(nèi)部也有圈層結(jié)構(gòu)，但與地球內(nèi)部的圈層結(jié)構(gòu)并不完全相同。月球表面有一層幾米至數(shù)十米

22、厚的月球土壤。整個月球可以認(rèn)為由月球巖石圈（01000公里）、軟流圈（10001600公里）和月球核（16001738公里）組成。月球巖石圈又可進(jìn)一步分為四層，即月殼（060公里）、上月幔（60300公里）、中月幔（300800公里）和月震帶（800 1000公里）。軟流圈又稱為下月幔。在月殼的10公里、25公里和60公里深處，均存在月震波速的急劇變化，表明在這些深度處存在顯著的不連續(xù)性。月球表面至25公里深處為玄武巖組成的月殼第一層次，25公里60公里之間為月殼的第二層，由輝長巖和鈣長巖組成。上月幔由富鎂的橄欖石組成，中月幔和下月幔由基性巖組成。月球震源的位置位于6001000公里的深度之間

23、，平均月球震源深度為800公里。由于月球表面巖石的密度并不比整個月球的平均密度小很多，因此，可以認(rèn)為月球核不會是較重的鐵鎳等元素組成，它可能呈塑性或部分熔融狀。在月球1000公里深處，月幔溫度不會高于1000C。根據(jù)對月球內(nèi)部狀況的了解，固體部分圈層結(jié)構(gòu)并不是地球本身所特有的。月球的上述圈層結(jié)構(gòu)，也是月球的演化過程中整個月球物質(zhì)圈層分化的結(jié)果。月面特征(tzhng) 月面上山嶺起伏，峰巒密布，沒有水，大氣極其稀薄，大氣密度不到地球海平面大氣密度的一萬億分之一。沒有火山活動，也沒有生命，是一個(y )平靜的世界。已經(jīng)知道月海有22個，總面積500萬平方公里。從地球(dqi)上看到的月球表面，較大

24、的月海有10個：位于東部的是風(fēng)暴洋、雨海、云海、濕海和汽海，位于西部的是危海、澄海、靜海、豐富海和酒海。這些月海都為月球內(nèi)部噴發(fā)出來的大量熔巖所充填，某些月海盆地中的環(huán)形山，也被噴發(fā)的熔巖所覆蓋，形成了規(guī)模宏大的暗色熔巖平原。因此，月海盆地的形成以及繼之而來的熔巖噴發(fā)，構(gòu)成了月球演化史上最主要的事件之一。 月球上的隕擊坑通常又稱為環(huán)形山，它是月面上最明顯的特征。環(huán)形山（crater），希臘文的意思是碗，所以又稱為碗狀凹坑結(jié)構(gòu)。環(huán)形山的形成可能有兩個原因，一是隕星撞擊的結(jié)果，二是火山活動；但是大多數(shù)的環(huán)形結(jié)構(gòu)均屬于隕星的撞擊結(jié)果。1924年，吉福德（A. C. Gifford）曾把月坑同地球上的

25、隕石坑作了比較，證實了月坑是隕星撞擊形成的。因此，隕擊作用是形成現(xiàn)今月球表面形態(tài)的主要作用之一。許多大型環(huán)形山都具有向四周延伸的輻射狀條紋，并由較高反射率的物質(zhì)所組成，形成波狀起伏的地形，向外延伸可達(dá)數(shù)百公里。環(huán)形山周圍有濺射出來的物質(zhì)形成的覆蓋層；濺射的大塊巖石又撞擊月球表面，形成次生隕擊坑。由于反復(fù)的隕星撞擊與巖塊濺落，以及月球內(nèi)部噴出的熔巖大規(guī)模泛濫，使得許多隕擊坑模糊不清，或只有隕擊坑中央的尖峰露出覆蓋熔巖的表面。 從疊加在月海上的隕擊坑的狀況判斷，以及從月球上帶回樣品的放射性年齡測定表明，月海物質(zhì)大致是與隕擊坑同時期形成的。月海年齡大都在35億年左右，而月陸高地的形成至少在月海熔巖噴

26、發(fā)之前10億多年已經(jīng)存在，因此原始月殼是更為早期形成的，并且是大量熔巖的不斷噴發(fā)，月球物質(zhì)長期圈層分化的結(jié)果。研究表明，月球的圈層結(jié)構(gòu)是繼大約46億年前它所經(jīng)歷的一個漫長的天文演化階段之后，又一個持續(xù)了約10億年之久的一個圈層分化過程。月球上大型環(huán)形山多以古代和近代天文學(xué)者的名字命名，如哥白尼、開普勒、埃拉托塞尼、托勒密、第谷等。月球表面隕擊坑的直徑大的有近百公里，小的不過10厘米，直徑大于1公里的環(huán)形山總數(shù)多達(dá)33000個，占月球表面積的710%，最大的月球坑為直徑235公里。在月球背向地球的一面，布滿了密集的隕擊坑，而月海所占面積較少，月殼的厚度也比正面厚，最厚處達(dá)150公里，正面的月殼厚

27、度為60公里左右。由于月球表面之上缺乏大氣圈和水圈，所以月球早期的熔巖噴發(fā)和隕星撞擊形成的月球表面形態(tài)特征能夠得到長期的保存。自1969年以來，宇航員已從月球表面取回數(shù)百公斤的月巖樣品，經(jīng)過對這些月巖樣品的研究分析得出結(jié)論，這些月巖曾熔化過，月球表層物質(zhì)主要是巖漿巖組成。月球的年齡至少已有46億年。月球(yuqi)運動 地球與月球構(gòu)成了一個天體系統(tǒng)，稱為地月系。在地月系中，地球是中心天體，因此一般把地月系的運動描述為月球?qū)τ诘厍虻睦@轉(zhuǎn)運動。然而，地月系的實際運動，是地球與月球?qū)τ谒鼈兊墓操|(zhì)心(zh xn)的繞轉(zhuǎn)運動。地球與月球繞它們的公共質(zhì)心旋轉(zhuǎn)一周的時間為27天7小時(xiosh)43分1

28、1.6秒，也就是27.32166天，公共質(zhì)心的位置在離地心約4671公里的地球體內(nèi)。 宇宙間天體之間都存在相互間的作用，其中所謂潮汐作用是重要的作用形式之一。由于地月間距離相對較近，這種潮汐作用更為明顯。太陽系天體中，月球?qū)Φ厍虻某毕饔眉s為太陽對地球潮汐作用的2.2倍，并遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它天體對地球的潮汐作用。由于月球的潮汐摩擦作用使得地球自轉(zhuǎn)變慢，每天時間變長，平均每一百年一天的長度增加近千分之二秒。同時，由于地球自轉(zhuǎn)變慢，使得月球緩慢向外作螺旋運動，目前月球正以每年34厘米的速度遠(yuǎn)離地球。同樣道理，地球?qū)υ虑虻某毕饔?，使得月球自轉(zhuǎn)周期變得與其公轉(zhuǎn)周期相同。月球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)都是自西向東的。月球

29、的這種自轉(zhuǎn)，稱為同步自轉(zhuǎn)。因此，自古以來，人們看到月球總是以同一面朝向我們地球。人類在開始記錄地球史的時候，就已通過觀測月球位置和位相來計時。通過對月球和太陽周期性運動的研究(ynji)，使得古代中國人和美索不達(dá)米亞人創(chuàng)立了歷法。公元前300年，巴比倫的天文學(xué)者已能預(yù)報(ybo)月食。月相(yuxing)月球本身并不發(fā)光，靠反射太陽光才發(fā)光。隨著地球、月球和太陽三者位置的變化，我們看到月亮被照亮的部分發(fā)生周期性的變化，稱為月相。每逢農(nóng)歷初一，月球運行到地球和太陽之間，被照亮的半球背著地球，我們看不到月亮，叫做“新月”，也叫“朔”。過了新月，被照亮的部分逐漸轉(zhuǎn)向地球，農(nóng)歷初三、四，我們可以看到一

30、鉤彎月，稱為“娥眉月”；初七、八，看到半個月亮（凸邊向西），叫做“上弦月”；到了農(nóng)歷十五或十六，亮的一面全部向著地球，于是我們看到了圓圓的月亮，稱為“滿月”，也叫“望”。從此以后，月球明亮的部分逐日虧缺，到了農(nóng)歷二十二、二十三又看到半個月亮（凸邊向東），叫做“下弦月”；再過一星期，又回到“朔”。月相就這樣周而復(fù)始地不停變化著。從“朔”到“朔”或從“望”到“望”，所經(jīng)歷的周期平均是29日12時44分2.9秒，稱為一個“朔望月”。日食每當(dāng)月球運行至地球與太陽之間，三個天體連成一線時，日食便會發(fā)生。月球阻擋了太陽光，在地球上造成陰影，使某些地區(qū)不能接受到部分或全部陽光。至于觀測者看到太陽給遮蓋了多少

31、，則要視他們身處的地方對月球陰影的位置而定。如果觀測者在半影區(qū)內(nèi)，他們會看到日偏食，而身處本影區(qū)的人則會看到日全食。在日全食來臨之時，天空會逐漸變暗，場景尤為壯觀。在食甚前后，太陽圓面被月球圓面遮住，只剩下一圈彎彎的細(xì)線。這時，往往會出現(xiàn)一串發(fā)光的亮點，像一串晶瑩剔透的珍珠。這是由于(yuy)月球表面高低不平的山峰像鋸齒一樣把太陽發(fā)出的光線切斷造成的，我們稱之為倍利珠。某些時候，月球距離地球較遠(yuǎn)，它的本影不能抵達(dá)地球，即月亮不能完全把太陽遮蓋。在這個情況下，身處本影投影(tuyng)區(qū)的人在最大掩食的階段仍會看到一圈太陽的光環(huán)，這便是日環(huán)食，而位處半影區(qū)的觀測者則會看到日偏食。月食(yush)

32、月食的原理和日食類似。在農(nóng)歷每月的十五、十六，月球運行到和太陽相對的方向。這時如果地球和月球的中心大致在同一條直線上，月球就會進(jìn)入地球的本影，而產(chǎn)生月全食。如果只有部分月亮進(jìn)入地球的本影，就產(chǎn)生月偏食。當(dāng)月球進(jìn)入地球的半影時，應(yīng)該是半影食，但由于它的亮度減弱得很少，不易察覺，故不稱為月食，所以月食只有月全食和月偏食兩種。月食(yush)都發(fā)生在“望”，但不是(b shi)每逢“望”都有月食(yush)，這和每逢“朔”不都出現(xiàn)日食是同樣的道理。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，因此，一般情況下就不會發(fā)生月食。每年月食最多發(fā)生3次，有時一次也不發(fā)生。從現(xiàn)在到2000年，中國能見到2次月全食（1997年9月17日， 2000年7月16日）一次月偏食（1999年7月28日