探索月球奥秘科学知识方面全面解答

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探索月球奥秘
科学知识方面全面解答

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月球的十大谜团
1．月球起源之谜
对于月球的起源,科学家提出3种理论,它们全都有缺陷,但是“阿波罗”计划却有助于证明,其中看来可能性最小的理论是最佳理论.有些科学家认为,月球是和地球一起,于46亿年以前,从一团宇宙尘埃中生成的.另一种理论认为月球是地球的“孩子”,也许是从太平洋地区“抠”出去的.然而“阿波罗”登月探险的结果表明,地球和月球的结构成份差别很大,有一些科学家提出了另一种假说 ,即“俘获说”.他们认为,月亮是偶然闯入地球引力场,而被锁定在目前的轨道上.可是,要从理论上解释这一过程的机制,难度相当大.因此,上述3种理论全都难以站得住脚.正如罗宾·布列特博士所称：“要解释月球不存在,要比解释月球存在更容易些.”
2．月球年龄之谜
令人惊异的是,从月球带回的岩石标本,经分析发现其中99％的年龄要比地球上90％年龄最大的岩石更加年长.阿姆斯特朗在“寂静海”降落后拣起的第一块岩石的年龄是36亿岁.其他一些岩石的年龄为43亿岁、46亿岁和45亿岁——它几乎和地球及太阳系本身的年龄一样大,地球上最古老的岩石是37亿岁.1973年,世界月球研讨会上曾测定一块年龄为53亿岁的月球岩石.更令人不解的是,这些古老的岩石都采自科学家认为是月球上最年轻的区域.根据这些证据,有些科学家提出,月球在地球形成之前很久很久便已在星际空间形成了.
3．月球土壤的年岁比岩石年岁更大之谜
月球古老的岩石已使科学家束手无策,然而,和这些岩石周围的土壤相比,岩石还算是年轻的.据分析,土壤的年龄至少比岩石大10亿年.乍一听来,这是不可能的,因为科学家认为这些土壤是岩石粉碎后形成的.但是,测定了岩石和土壤的化学成份之后,科学家发现,这些土壤与岩石无关,似乎是从别处来的 .
4．当巨大物体袭击月球时,月球发出空心球似的声音之谜
在“阿波罗”探险过程中,废弃的火箭第三节推进器会轰地一下撞在月球表面.据美国航空航天局的文件记载,“每一次这样的响声,听起来仿佛是一个大铃铛的声音.”当登月人员降落在颜色特别黑的平原上时,他们发现要在月球表面钻孔十分困难.土壤样品经分析后发现,其中含有大量地球上稀有的金属钛（它被用于超音速喷气机和宇宙飞船上）；另一些硬金属,如锆,铱、铍的含量也很丰富.科学家觉得迷惑不解,因为这些金属只有在很高的高温--约华氏4500度下,才会和周围的岩石融为一体.
5．不锈铁之谜
月面岩石样其中还含有纯铁颗粒,科学家认为它们不是来之陨星.苏联和美国的科学家还发现了一个更加奇怪的现象：这些纯铁颗粒在地球上放了7年还不生锈.在科学世界里,不生锈的纯铁是闻所未闻的.
6．月球放射性之谜
月亮中厚度为8英里的表层具有放射性,这也是一个惊人的现象.当“阿波罗15”的宇航员们使用温度计时,他们发现读数高得出奇,这表明,亚平宁平原附近的热流的确温度很高.一位科学家惊呼：“上帝啊,这片土地马上就要熔化了!月球的核心一定更热.”然而,令人不解的是,月心温度并不高.这些热量是从月球表面大量放射性物质发出的,可是这些放射性物质（铀、铊和钚）是从哪里来的?假如它们来自月心,那么它们怎么会来到月球表面?
7．干燥的月球上的大量水气之谜
最初几次月球探险表明,月球是个干燥的天体.一位科学家曾断言,它比戈壁大沙漠干燥100万倍.“阿波罗”计划的最初几次都未在月球表面发现任何水的踪迹.可是“阿波罗15”的科学家却探测到月球表面有一处面积达100平方英里的水气团.科学家们红着脸争辩说,这是美国宇航员废弃在月亮上的两个小水箱漏水造成的.可是这么小的水箱怎能产生这样一大片水气?当然这也不会是宇航员的尿液——它直接喷射到月球的天空中.看来这些水气来自月球内部.
8．月球表面呈玻璃状之谜
“阿波罗”的宇航员们发现,月球表面有许多地方覆盖着一层玻璃状的物质,这表明,月球表面似乎被炽热的火球烧灼过.正如一位科学家所指出的：“月亮上铺着玻璃.”专家的分析证明,这层玻璃状物质并不是巨大的陨星的撞击产生的,有些科学家相信,这是太阳的爆炸--某种微型新星状态——产生的后果.
9．月亮的磁场之谜
早先探测和研究表明月球几乎没有磁场,可是对月球岩石的分析却证明它有过强大的磁场.这一现象令科学家大惑不解,保罗·加斯特博士宣称：“这里的岩石具有非常奇特的磁性……完全出乎我们意料.”如果月球曾经有过磁场,那么它就应该有个铁质的核心,可是可靠的证据显示,月球不可能有这样一个核心；而且月亮也不可能从别的天体（诸如地球）获得磁场,因为假如真是那样的话,它就必须离地球很近,这时它会被地球引力撕得粉碎.
10．月球内部神秘的“物质聚集点”之谜
1968年,围绕月球飞行的探测器首次显示,月球的表层下存在着“物质聚集结构”.当宇宙飞船飞越这些结构上空时,由于它们的巨大引力,飞船的飞行会稍稍低于规定的轨道,而当飞船离开这些结构上空时,它又会稍稍加速,这清楚地表明这物质聚焦结构的存在,以及它们巨大的质量.科学家们认为,这些结构就像一只牛眼,由重元素构成,隐藏在月球表面“海”的下面.正如一位科学家所称：“看来谁也不知道该如何来对付它们.”

球又称“月亮”。在望远镜发明之前，古代的人们只能在晴朗的夜晚，用眼睛仰望皎洁的明月。看到月亮表面有明有暗，形状奇特，于是人们就编出如嫦娥奔月、吴刚伐桂、玉免捣药等美丽神话。古希腊人则把月球看作美丽的狩猎女神阿尔忒弥斯，并且把女神狩猎时从不离身的银弓作为月球的天文符号。
月球基本上没有水，也就没有地球上的风化、氧化和水的腐蚀过程，也没有声音的传播，到处是一片寂静的世界。月球本身不发光，天空...

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球又称“月亮”。在望远镜发明之前，古代的人们只能在晴朗的夜晚，用眼睛仰望皎洁的明月。看到月亮表面有明有暗，形状奇特，于是人们就编出如嫦娥奔月、吴刚伐桂、玉免捣药等美丽神话。古希腊人则把月球看作美丽的狩猎女神阿尔忒弥斯，并且把女神狩猎时从不离身的银弓作为月球的天文符号。
月球基本上没有水，也就没有地球上的风化、氧化和水的腐蚀过程，也没有声音的传播，到处是一片寂静的世界。月球本身不发光，天空永远是一片漆黑，太阳和星星可以同时出现。
月球上几乎没有大气，因而月球上的昼夜温差很大。白天，在阳光垂直照射的地方，温度高达127℃；夜晚温度可低到-183℃。由于没有大气的阻隔，使得月面上日光强度比地球上约强1／3左右；紫外线强度也比地球表面强得多。由于月球大气少，因此在月面上会见到许多奇特的现象，如月球上的天空呈暗黑色，太阳光照射是笔直的，日光照到的地方很明亮；照不到的地方就很暗。因此才会看到的月亮表面有明有暗。由于没有空气散射光线，在月球上星星看起来也不再闪烁了。
月面上到处是裸露的岩石和环形山的侧影。整个月面覆盖着一层碎石粒和浮土。从地球上看到的月球表面有明亮的区域和暗灰色部分。原来明亮的部分是月球表面的山区和高地，暗灰色部分是月球表面的平原。
月亮比地球小，直径是3476公里，大约等于地球直径的3/11。月亮的表面面积大约是地球表面积的1／14，比亚洲的面积还稍小一些；它的体积是地球的1／49，换句话说，地球里面可装下49个月亮。月亮的质量是地球的1／81；物质的平均密度为每立方厘米3.34克，只相当于地球密度的3／5。月球上的引力只有地球1／6，也就是说，6公斤重的东西到限月球上只有1公斤重了。人在月面上走，身体显得很轻松，稍稍一使劲就可以跳起来，宇航员认为在月面上半跳半跑地走，似乎比在地球上步行更痛快。
月球是离地球最近的天体，它是围绕地球运转的、唯一的天然卫星，它与地球的平均距离约384400公里。月球绕地球运动的轨道是一个随圆形轨道，其近地点（离地球最近时）平均距离为363300公里，远地点（离地球最远时）平均距离为405500公里，相差42200公里。
像地球一样，月球也是南北极稍扁，赤道稍隆起的扁球。它的平均极半径比赤道半径短500米，南北极也不对称，北极区隆起，南极区凹陷约400米。
月球在绕地球运动的过程中，还要跟着地球一起绕太阳运动。这就是说，月球绕地球运动一周后，再回到的空间位置已不是原出发点了。由此可见，月球在运动过程中还要参与多种系统的运动。月球的运动和其他天体一样，月球也处于永恒的运动之中。月球除东升西落外，它每天还相对于恒星自西向东平均移动13°多，因此，月亮每天升起来的时间，都比前一天约迟50分钟。月亮的东升西落是地球自转的反映；而自西向东的移动却是月亮围绕地球公转的结果。月亮绕地球公转一周叫做一个“恒星月”，平均是27天7小时43分11秒。月亮绕地球公转的同时，它本身也在自转。月亮的自转周期和公转周期是相等的，即1：1，月球绕地球一周的时间为也就是它自转的周期。
月球这种奇特地自转结果是：月球总以同一半面向着地球，而从地球上永远看不到月球背面是什么样，只有靠探测器才能揭开月背千古之谜，人类的这个愿望早在30多年前就已实现了。 当今大型天文望远镜能分辩出月面上约50米（相当于14层高楼）的目标。

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你知道人类是什么时候登上月球的吗？
1969年7月20日
哪个国家哪个宇航员第一个登上月球？
美国
关于月球的来源有哪些说法？
1 --分裂说--
在地球形成后初期，地球的自转速度很快，产生的远心力很大，所以地球的
一部分从地球上分裂出去，形成了月球。
2 --聚积说--
月亮在地球附近，和地球一样，由气体和...

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你知道人类是什么时候登上月球的吗？
1969年7月20日
哪个国家哪个宇航员第一个登上月球？
美国
关于月球的来源有哪些说法？
1 --分裂说--
在地球形成后初期，地球的自转速度很快，产生的远心力很大，所以地球的
一部分从地球上分裂出去，形成了月球。
2 --聚积说--
月亮在地球附近，和地球一样，由气体和宇宙灰尘聚积而形成。
3 --捕获说--
月亮是在太阳系的其他地方形成，偶然性的因为地球的重力而被地球捕获
成为卫星。
4 --巨大冲击说--最新的说法
一个大约火星大的天体撞在了原始地球上，因碰撞而引起的碎片形成了月亮
你知道月球上有那些可以利用的资源？
1、矿产资源：月岩中含有地壳里的全部化学元素和约60种矿藏，还富含地球上没有的能源氦3，是核聚变反应最理想的燃料。
2、太阳能资源：月球没有大气，对太阳辐射没有削弱，因此利用太阳能的条件较好。
3、空间资源：月球上高真空、强辐射、失重等条件，可用于进行太空实验，甚至建太空工厂。
月球是人类星际航行的第一站和星际迁移的中转站。
人造月亮是怎么一回事？
将来，也许是不久的将来，当你仰望晴朗的夜空时，会发现两个“月亮”：一个是洁白明晰的月球，另一个则是美国发射的“气球卫星”。后者是美国研究人员于1980年1月在！日金山举行的科学发展年会上提出来的。这是一颗特殊的卫星，将在地球大气的平流层中环绕地球运转，离地面仅30千米左右。从地面看上去，它明亮如月，最富想像力的科学家们也就给它取了个名字：人造“月亮”，即“明星”之意。
这颗环绕平流层运转的“明星”与众不同，它的球壁是双层的，用极其轻便的材料制成，球壁之间充满着26℃的空气。这颗人造“月亮”直径达1800米，空重6000吨，有效载重也是6000吨，大约为飞船载重的200倍；造价15亿美元，只及飞船的1／5。宇航员在球体里工作，用不着穿复杂的宇宙服，配有“U—2”型高空侦察机飞行员的一套装备也就可以了。
然而，发射这颗气球卫星的目的并不是为了照明。它是～颗用途广泛的“万能’卫星。
首先，它可以用作通信卫星。相比之下，它的覆盖范围虽然没有同步轨道上的通信卫星大，但是它所需的功率却比其它卫星小得多。
用它作军事监察站可以吗？完全可以。像月亮一样，它能照亮那些模糊不清的目标，还能把激光束或粒子束导向攻击目标。如果在卫星上安上稳定器，还能用来发射火箭。
其实，它又是最理想的空间观测站、气象观察站和科学实验站。以气象观察为例，它可以连带向地面发送气象参数，提供海水温度、海面风速、海浪高度和长度等有关资料。你想进行改造气候的各种试验吗，它也能帮你的忙。比如，在卫星上只要用22－60CHz的微波照射云层就能驱散云雾，甚至通过对平流层的电离作用和导性作用还可用来改变气候。
人造“月亮”还能作发电站之用。这是一个全天工作的发电厂。电厂发出的电一部分可用于加热气球上的空气，其余部分将以2．5CHz的微波形式输送到地面上。
最后，气球卫星还能用来探测平流层的污染情况，甚至帮助我们获得流落地面的微生物、细菌和病毒等有关情报。
一星多用的人造月球大有可为。
也许人们会担心，隐居平流层的气球卫星会不会受到风的严重干扰而使它像醉汉一样晃晃悠悠呢？这种担忧是没有必要的。因为，夏季在20千米和冬季在25千米以上的高空，风速几乎等于零。
那么气球卫星究竟是圆的还是方的呢？目前，多数人希望造一个六边形的人造“月亮”。尽管它的样子还未正式定下来，但是，人们普遍认为，这种卫星只能带到平流层里去充气，否则，要把这样一个又粗又大的气球直接从地面送上平流层又谈何容易呢！
月球和地球相距多远？
月球绕地球的轨道是椭圆形，最近时（近地点）约36万3300公里，最远时（远地点）约40万5500公里，平均约38万4400公里。
月海是海吗？
所谓的月海，并非月球上面的海洋。而事实上，到目前为止，人类还没有在月球上发现液态的水。其之所以被称之为“海”，是因为早期的观察者，发现到月面有部分地区较暗。而在当时无法清晰观察到月球表面的情况下，观察者们按照其对地球的认识，猜测该地区为海洋，因而其反光度比其他地方较低。相对地，其他比较光亮的地方也就被称之为月陆了。此外，还有被称为湖的“月湖”；被称为湾的“月湾”；被称为沼的“月沼”。
最大的月海叫什么？
风暴洋,面积约500万平方千米
月球与地球的年龄哪个大？
月球年龄之谜：从月球带回的岩石标本，可据以测定月球的年龄。经分析发现，与地球上90%年龄最大的岩石相比，月球岩石99％的年龄更长。1973年，世界月球研讨会上曾测定一块月球岩石年龄为53亿岁，而地球上最古老的岩石是37亿岁。有些科学家提出，在地球形成之前，月球早已在星际空间形成了。
月球的半径是多少？
1738公里
为什么会发生日食现象？
日食是月球绕地球转到太阳和地球中间，这时是农历初一。如果太阳、月球、地球三者正好排成或接近一条直线，月球挡住了射到地球上去的太阳光，月球身后的黑影正好落到地球上，这时发生日食现象。在地球上月影里的人们开始看到阳光逐渐减弱，太阳面被圆的黑影遮住，天色转暗，全部遮住时，天空中可以看到最亮的恒星和行星，几分钟后，从月球黑影边缘逐渐露出阳光，开始生光、复圆。由于月球比地球小，只有在月影中的人们才能看到日食。月球把太阳全部挡住时发生日全食，遮住一部分时发生日偏食，遮住太阳中央部分发生日环食。发生日全食的延续时间不超过7分58秒。我国有世界上最古老的日食记录，公元前一千多年已有确切的日食记录。

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月球概况
是地球唯一的天然卫星。月球是最明显的天然卫星的例子。在太阳系里，除水星和金星外，其他行星都有天然卫星。月球的年龄大约有46亿年。月球有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60-65公里。月壳下面到1000公里深度是月幔，它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核，月核的温度约为1000度，很可能是熔融状态的。月球直径约3476公里，是地球的3/11，太阳的1/400。月...

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月球概况
是地球唯一的天然卫星。月球是最明显的天然卫星的例子。在太阳系里，除水星和金星外，其他行星都有天然卫星。月球的年龄大约有46亿年。月球有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60-65公里。月壳下面到1000公里深度是月幔，它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核，月核的温度约为1000度，很可能是熔融状态的。月球直径约3476公里，是地球的3/11，太阳的1/400。月球的体积只有地球的1/49，质量约7350亿亿吨，相当于地球质量的1/81，月球表面的重力差不多是地球重力的1/6。
月球表面有阴暗的部分和明亮的区域。早期的天文学家在观察月球时，以为发暗的地区都有海水覆盖，因此把它们称为“海 ”。而明亮的部分是山脉，那里层峦叠嶂，山脉纵横，到处都是星罗棋布的环形山。位于南极附近的贝利环形山直径295公里，可以把整个海南岛装进去。最深的山是牛顿环形山，深达8788米。除了环形山，月面上也有普通的山脉。高山和深谷叠现，别有一番风光。
月球的正面永远都是向着地球，其原因是潮汐长期作用的结果。另外一面，除了在月面边沿附近的区域因天秤动而中间可见以外，月球的背面绝大部分不能从地球看见。在没有探测器的年代，月球的背面一直是个未知的世界。月球背面的一大特色是几乎没有月海这种较暗的月面特征。而当人造探测器运行至月球背面时，它将无法与地球直接通讯。
月球约一个农历月绕地球运行一周，而每小时相对背景星空移动半度，即与月面的视直径相若。与其他卫星不同，月球的轨道平面较接近黄道面，而不是在地球的赤道面附近。
相对于背景星空，月球围绕地球运行(月球公转)一周所需时间称为一个恒星月；而新月与下一个新月（或两个相同月相之间）所需的时间称为一个朔望月。朔望月较恒星月长是因为地球在月球运行期间，本身也在绕日的轨道上前进了一段距离。
因为月球的自转周期和它的公转周期是完全一样的，地球上只能看见月球永远用同一面向着地球。自月球形成早期，地球便一直受到一个力矩的影响引致自转速度减慢，这个过程称为潮汐锁定。亦因此，部分地球自转的角动量转变为月球绕地公转的角动量，其结果是月球以每年约38毫米的速度远离地球。同时地球的自转越来越慢，一天的长度每年变长15微秒。
月球对地球所施的引力是潮汐现象的起因之一。月球围绕地球的轨道为同步轨道，所谓的同步自转并非严格。由于月球轨道为椭圆形，当月球处于近日点时，它的自转速度便追不上公转速度，因此我们可见月面东部达东经98度的地区，相反，当月处于远日点时，自转速度比公转速度快，因此我们可见月面西部达西经98度的地区。这种现象称为经天秤动。

严格来说，地球与月球围绕共同质心运转，共同质心距地心4700千米（即地球半径的2/3处）。由于共同质心在地球表面以下，地球围绕共同质心的运动好像是在“晃动”一般。从地球北极上空观看，地球和月球均以迎时针方向自转；而且月球也是以迎时针绕地运行；甚至地球也是以迎时针绕日公转的。
很多人不明白为甚么月球轨道倾角和月球自转轴倾角的数值会有这么大的变化。其实，轨道倾角是相对于中心天体（即地球）而言的，而自转轴倾角则相对于卫星。
月球的轨道平面（白道面）与黄道面（地球的公转轨道平面）保持着5.145 396°的夹角，而月球自转轴则与黄道面的法线成1.5424°的夹角。因为地球并非完美球形，而是在赤道较为隆起，因此白道面在不断进动（即与黄道的交点在顺时针转动），每6793.5天（18.5966年）完成一周。期间，白道面相对于地球赤道面（地球赤道面以23.45°倾斜于黄道面）的夹角会由28.60° 至18.30°之间变化。同样地，月球自转轴与白道面的夹角亦会介乎6.69°及3.60°。月球轨道这些变化又会反过来影响地球自转轴的倾角，使它出现±0.002 56°的摆动，称为章动。
白道面与黄道面的两个交点称为月交点－－其中升交点（北点）指月球通过该点往黄道面以北；降交点（南点）则指月球通过该点往黄道以南。当新月刚好在月交点上时，便会发生日食；而当满月刚好在月交点上时，便会发生月食。
月球背面的结构和正面差异较大。月海所占面积较少，而环形山则较多。地形凹凸不平，起伏悬殊最长和最短的月球半径都位于背面，有的地方比月球平均半径长4公里，有的地方则短5公里。背面未发现“质量瘤”。背面的月壳比正面厚，最厚处达150公里，而正面月壳厚度只有60公里左右。
月球本身并不发光，只反射太阳光。月球亮度随日、月间角距离和地、月间距离的改变而变化。平均亮度为太阳亮度的1/465000，亮度变化幅度从1/630000至1/375000。满月时亮度平均为 -12.7等。它给大地的照度平均为0.22勒克斯，相当于100瓦电灯在距离21米处的照度。月面不是一个良好的反光体，它的平均反照率只有7％，其余93％均被月球吸收。月海的反照率更低，约为 6％。月面高地和环形山的反照率为17％，看上去山地比月海明亮。月球的亮度随而变化，下表[]以满月亮度为100，列出不同月龄时的亮度值。从中可以看出，满月时的亮度比上下弦要大十多倍。
由于月球上没有大气，再加上月面物质的热容量和导热率又很低，因而月球表面昼夜的温差很大。白天，在阳光垂直照射的地方温度高达+127℃；夜晚，温度可降低到-183℃。这些数值，只表示月球表面的温度。用射电观测可以测定月面土壤中的温度，这种测量表明，月面土壤中较深处的温度很少变化，这正是由于月面物质导热率低造成的。
从月震波的传播了解到月球也有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳厚60～65公里。月壳下面到1,000公里深度是月幔，占了月球大部分体积。月幔下面是月核。月核的温度约1,000℃，很可能是熔融的，据推测大概是由Fe-Ni-S和榴辉岩物质构成。
月球的数据资料
平均轨道半径 384,400千米 轨道偏心率 0.0549 近地点距离 363,300千米 远地点距离 405,500千米 平均公转周期 27天7小时43分11.559秒 平均公转速度 1.023千米/秒 轨道倾角 在28.58°与18.28°之间变化(与黄道面的交角为5.145°) 升交点赤经 125.08° 近地点辐角 318.15°
默冬章 (repeat phase/day) 19 年 平均月地距离 ~384 400 千米
交点退行周期 18.61 年 近地点运动周期 8.85 年
食年 346.6 天 沙罗周期 (repeat eclipses) 18 年 10/11 天
轨道与黄道的平均倾角 5°9' 月球赤道与黄道的平均倾角 1°32'
赤道直径 3,476.2 千米 两极直径 3,472.0 千米
扁率 0.0012 表面面积 3.976×10^7平方千米 体积 2.199×10^10 立方千米 质量 7.349×10^22 千克 平均密度 水的3.350倍 赤道重力加速度 1.62 m/s2 逃逸速度 2.38千米/秒 自转周期 27天7小时43分11.559秒（同步自转） 自转速度 16.655 米/秒（于赤道） 自转轴倾角 在3.60°与6.69°之间变化 (与黄道的交角为1.5424°) 反照率 0.12 满月时视星等 -12.74 表面温度(t) -233~123℃ （平均-23℃） 大气压 1.3×10-10 千帕
月球周期
名称 Value (d) 定义
恒星月 27.321 661 相对于背景恒星
朔望月 29.530 588 相对于太阳（月相）
分点月 27.321 582 相对于春分点
近点月 27.554 550 相对于近地点
交点月 27.212 220 相对于升交点
月球的轨道运动
月球以椭圆轨道绕地球运转。这个轨道平面在天球上截得的大圆称“白道”。白道平面不重合于天赤道，也不平行于黄道面，而且空间位置不断变化。周期173日。月球轨道（白道）对地球轨道（黄道）的平均倾角为5°09′。
月球的自转
月球在绕地球公转的同时进行自转，周期27.32166日，正好是一个恒星月，所以我们看不见月球背面。这种现象我们称“同步自转”，几乎是卫星世界的普遍规律。一般认为是行星对卫星长期潮汐作用的结果。天平动是一个很奇妙的现象，它使得我们得以看到59%的月面。主要有以下原因：
1、在椭圆轨道的不同部分，自转速度与公转角速度不匹配。
2、白道与赤道的交角。
天秤动
由于月球轨道为椭圆形，当月球处于近日点时，它的自转速度便追不上公转速度，因此我们可见月面东部达东经98度的地区，相反，当月处于远日点时，自转速度比公转速度快，因此我们可见月面西部达西经98度的地区。这种现象称为天秤动。又由于月球轨道倾斜于地球赤道，因此月球在星空中移动时，极区会作约7度的晃动，这种现象称为天秤动。再者，由于月球距离地球只有60地球半径之遥，若观测者从月出观测至月落，观测点便有了一个地球直径的位移，可多见月面经度1度的地区。这种现象称为天秤动。
月食
月食是一种特殊的天文现象。指当月球行至地球的阴影后时，太阳光被地球遮住。所以每当农历15日前后可能就会出现月食。
也就是说，此时的太阳、地球、月球恰好 在同一条直线，因此从太阳照射到月球的光线，会被地球所掩盖。
以地球而言，当月食发生的时候，太阳和月球的方向会相差 180 度，所以月食必定发生在“望。要注意的是，由于太阳和月球在天空的轨道 (称为黄道和白道) 并不在同一个平面上，而是有约 5 度的交角，所以只有太阳和月球分别位于黄道和白道的两个交点附近，才有机会连成一条直线，产生月食。
月球直径约为3476千米，地球的直径大约是月球的4倍。在月球轨道处，地球的本影的直径仍相当于月球的2.5倍。所以当地球和月亮的中心大致在同一条直线上，月亮就会完全进入地球的本影，而产生月全食。而如果月球始终只有部分为地球本影遮住时，即只有部分月亮进入地球的本影，就发生月偏食。月球上并不会出现月环食，因为月球的体积比地球小的多。
太阳的直径比地球的直径大得多，地球的影子可以分为本影和半影。如果月球进入半影区域，太阳的光也可以被遮掩掉一些，这种现象在天文上称为半影月食。由于在半影区阳光仍十分强烈，月面的光度只是极轻微减弱，多数情况下半影月食不容易用肉眼分辨。一般情况下，由于较不易为人发现，故不称为月食，所以月食只有月全食和月偏食两种。
另外由于地球的本影比月球大得多，这也意味着在发生月全食时，月球会完全进入地球的本影区内，所以不会出现月环蚀这种现象。
每年发生月食数一般为2次，最多发生3次，有时一次也不发生。因为在一般情况下，月亮不是从地球本影的上方通过，就是在下方离去，很少穿过或部分通过地球本影，所以一般情况下就不会发生月食。
据观测资料统计，每世纪中半影月食，月偏食、月全食所发生的百分比约为36.60％，34.46％和28.94％。
月球的构造
据猜想，月球可能是空心的。月球是冰行星，在与地球擦过时被地球吸引力，有了轨道。在探测月球时，发现月球表面有一部分是重金属，那一部分的密度比地球大，然而行星的核是重金属组成的。刚才提到月球是冰行星，在被地球吸引时，表面开裂，水倾斜而出，导致地球的“诺亚洪水”，后来月核填补了此开裂，月球从此无核。再有，月球的平均密度比地球小，说明月球内部有大量空气存在。但这一理论有待深入考察。
月球地形
环形山这个名字是伽利略起的。是月面的显着特征，几乎布满了整个月面。 最大的环形山是南极附近的贝利环形山，直径295千米，比海南岛还大一点。小的环形山甚至可能是一个几十厘米的坑洞。直径不小于1000米的大约有33000个。占月面表面积的 7-10%。
有个日本学者1969年提出一个环形山分类法，分为克拉维型,哥白尼型,阿基米德形,碗型和酒窝型（
月海
在地球上的人类用肉眼所见月面上的阴暗部分实际上是月面上的广阔平原。由于历史上的原因，这个名不副实的名称保留下来。
已确定的月海有22个，此外还有些地形称为“月海”或“类月海”的。公认的22个绝大多数分布在月球正面。背面有3个，4个在边缘地区。在正面的月海面积略大于50%，其中最大的“风暴洋” 面积约五百万平方公里，差不多九个法国的面积总和。 大多数月海大致呈圆形，椭圆形，且四周多为一些山脉封闭住，但也有一些海是连成一片的。除了“海”以外，还有五个地形与之类似的“湖”——梦湖、死湖、夏湖、秋湖、春湖，但有的湖比海还大，比如梦湖面积7万平方千米，比汽海等还大得多。 月海伸向陆地的部分称为“湾”和“沼”，都分布在正面。湾有五个：露湾、暑湾、中央湾、虹湾、眉月湾；沼有腐沼、疫沼、梦沼三个，其实沼和湾没什么区别。
月海的地势一般较低，类似地球上的盆地，月海比月球平均水准面低1-2千米，个别最低的海如雨海的东南部甚至比周围低6000米。月面的返照率也比较低，因而看起来显得较黑。
月陆和山脉
月面上高出月海的地区称为月陆，一般比月海水准面高2-3千米，由于它返照率高，因而看来比较明亮。在月球正面，月陆的面积大致与月海相等但在月球背面，月陆的面积要比月海大得多。从同位素测定知道月陆比月海古老得多，是月球上最古老的地形特征。
在月球上，除了犬牙交差的众多环形山外，也存在着一些与地球上相似的山脉。月球上的山脉常借用地球上的山脉名，如阿尔卑斯山脉，高加索山脉等等，其中最长的山脉为亚平宁山脉，绵延1000千米，但高度不过比月海水准面高三、四千米。山脉上也有些峻岭山峰，过去对它们的高度估计偏高。现在认为大多数山峰高度与地球山峰高度相仿，最高的山峰（亦在月球南极附近）也不过9000米和8000米。月面上6000米以上的山峰有6个，5000-6000米20个，4000-5000米则有80个，1000米以 上的有200个。月球上的山脉有一普遍特征：两边的坡度很不对称，向海的一边坡度甚大，有时为断崖状，另一侧则相当平缓。
除了山脉和山群外，月面上还有四座长达数百千米的峭壁悬崖。其中三座突出在 月海中，这种峭壁也称“月堑”。
月面辐射纹
月面上还有一个主要特征是一些较“年轻”的环形山常带有美 丽的“辐射纹”，这是一种以环形山为辐射点的向四面八方延伸的亮带，它几乎以笔直的方向穿过山系、月海和环形山。 辐射文长度和亮度不一，最引人注目的是第谷环形山的辐射纹，最长的一条长1800千米，满月时尤为壮观。其次，哥白尼和开普勒两个环形山也有相当美丽的辐射 纹。据统计，具有辐射纹的环形山有50个。
形成辐射纹的原因至今未有定论。实质上，它与环形山的形成理论密切联系。现 在许多人都倾向于陨星撞击说，认为在没有大气和引力很小的月球上，陨星撞击可能使高温碎块飞得很远。而另外一些科学家认为不能排除火山的作用，火山爆发时的喷 射也有可能形成四处飞散的辐射形状。
月谷（月隙）
地球上有着许多著名的裂谷，如东非大裂谷。月面上也有这种 构造----那些看来弯弯曲曲的黑色大裂缝即是月谷，它们有的绵延几百到上千千米，宽度从几千米到几十千米不等。 那些较宽的月谷大多出现在月陆上较平坦的地区，而那些较窄、较小的月谷（有时又称为月溪）则到处都有。最著名的月谷是在柏拉图环形山的东南连结雨海和冷海 的阿尔卑斯大月谷，它把月面上的阿尔卑斯山拦腰截断，很是壮观。从太空拍得的照片估计，它长达130千米，宽10-12千米。
月球火山分布
月球的表面却被巨大的玄武熔岩（火山熔岩）层所覆盖。早期的天文学家认为，月球表面的阴暗区是广阔的海洋，因此，他们称之为“mare”，这一词在拉丁语中的意思就是“大海”，当然这是错误的，这些阴暗区其实是由玄武熔岩构成的平原地带。除了玄武熔岩构造，月球的阴暗区，还存在其他火山特征。最突出的，例如蜿蜒的月面沟纹、黑色的沉积物、火山园顶和火山锥。不过，这些特征都不显着，只是月球表面火山痕的一小部分。
与地球火山相比，月球火山可谓老态龙钟。大部分月球火山的年龄在30-40亿年之间；典型的阴暗区平原，年龄为35亿年；最年轻的月球火山也有1亿年的历史。而在地质年代中，地球火山属于青年时期，一般年龄皆小于10万年。地球上最古老的岩层只有3.9亿年的历史，年龄最大的海底玄武岩仅有200万岁。年轻的地球火山仍然十分活跃，而月球却没有任何新近的火山和地质活动迹象，因此，天文学家称月球是“熄灭了”的星球。
地球火山多呈链状分布。例如安底斯山脉，火山链勾勒出一个岩石圈板块的边缘。夏威夷岛上的山脉链，则显示板块活动的热区。月球上没有板块构造的迹象。典型的月球火山多出现在巨大古老的冲击坑底部。因此，大部分月球阴暗区都呈圆形外观。冲击盆地的边缘往往环绕着山脉，包围着阴暗区。
月球阴暗区主要出现在月球较远的一侧。几乎覆盖了这一侧的1/3面积。而在较远一侧，阴暗区的面积仅占2%。然而，较远一侧的地势相对更高，地壳也较厚。由此可见，控制月球火山作用的主要因素是地表高度和地壳厚度。
月球的地心引力仅为地球的1/6，这意味着月球火山熔岩的流动阻力，较地球更小，熔岩行进更为流畅。这就可以解释，为什么月球阴暗区的表面大都平坦而光滑。同时，流畅的熔岩流很容易扩散开，因而形成巨大的玄武岩平原。此外，地心引力小，使得喷发出的火山灰碎片能够落得更远。因此，月球火山的喷发，只形成了宽阔平坦的熔岩平原，而非类似地球形态的火山锥。这也是月球上没有发现大型火山的原因之一。
月球上没溶解的水。月球阴暗区是完全干涸的。而水在地球熔岩中是最常见的气体，是激起地球火山强烈喷发的重要因素之一。因此，科学家认为缺乏水分，也对月球火山活动产生巨大影响。具体的说，没有水，月球火山的喷发就不会那么强烈，熔岩或许仅仅是平静流畅地涌出地面。
月球的成因
月球的起源莫衷一是： 对月球的起源，大致有三大派，但仍未定论。有些科学家认为，月球是46亿年前，与地球一样是宇宙的气体和尘埃形成的；另一些人则认为，月球是地球的孩子，从地球分裂出去的。然而，太阳神号几次带回的数据显示，月球和地球的组成成份大不相同。不少的科学家认为，月球在很多年以前，偶然被吸入地心引力范围，因而才意外地纳入地球的轨道。但也有人引用天体力学来反对这种说法。
月球体成分及资源
月壳由多种主要元素组成，包括：铀、钍、钾、氧、硅、镁、铁、钛、钙、铝 及氢。当受到宇宙射线轰击时，每种元素会发射特定的伽玛辐射。有些元素，例如：铀、钍和钾，本身已具放射性，因此能自行发射伽玛射线。但无论成因为何，每种元素发出的伽玛射线均不相同，每种均有独特的谱线特征，而且可用光谱仪测量。直至现在，人类仍未对月球元素的丰度作出面性的测量。现时太空船的测量只限于月面一部分。
月球有丰富的矿藏，据介绍，月球上稀有金属的储藏量比地球还多。月球上的岩石主要有三种类型，第一种是富含铁、钛的月海玄武岩；第二种是斜长岩，富含钾、稀土和磷等，主要分布在月球高地；第三种主要是由0．1～1毫米的岩屑颗粒组成的角砾岩。月球岩石中含有地球中全部元素和60种左右的矿物，其中6种矿物是地球没有的。
月球的矿产资源极为丰富，地球上最常见的17种元素，在月球上比比皆是。以铁为例，仅月面表层5厘米厚的沙土就含有上亿吨铁，而整个月球表面平均有10米厚的沙土。月球表层的铁不仅异常丰富，而且便于开采和冶炼。据悉，月球上的铁主要是氧化铁，只要把氧和铁分开就行；此外，科学家已研究出利用月球土壤和岩石制造水泥和玻璃的办法。在月球表层，铝的含量也十分丰富。
月球土壤中还含有丰富的氦3，利用氘和氦3进行的氦聚变可作为核电站的能源，这种聚变不产生中子，安全无污染，是容易控制的核聚变，不仅可用于地面核电站，而且特别适合宇宙航行。据悉，月球土壤中氦3的含量估计为715000吨。从月球土壤中每提取一吨氦3，可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨碳。从目前的分析看，由于月球的氦3蕴藏量大，对于未来能源比较紧缺的地球来说，无疑是雪中送炭。许多航天大国已将获取氦3作为开发月球的重要目标之一。
月球表面分布着22个主要的月海，除东海、莫斯科海和智海位于月球的背面外，其他19个月海都分布在月球的正面.在这些月海中存在着大量的月海玄武岩，22个海中所填充的玄武岩体积约1010千米，而月海玄武岩中蕴藏着丰富的钛、铁等资源。若假设月海玄武岩中钛铁矿含量为8%，或者说二氧化钛含量为4.2%，则月海玄武岩中钛铁矿的总资源量约为1.3×1015～1.9×1015，尽管这种估算带着很大的推测性与不确定性，但可以肯定的是月海玄武岩中丰富的钛铁矿是未来月球可供开发利用的最重要的矿产资源之一。
克里普岩是月球高地三大岩石类型之一，因富含钾、稀土元素和磷而得名。克里普岩在月球上分布很广泛。富含钍和铀元素的风爆洋区的克里普岩被后期月海玄武岩所覆盖，克里普岩混合并形成高灶和铀物质，其厚度估计有10～20千米。风暴洋区克里普岩中的稀土元素总资源量约为225亿至450亿吨。克里普岩中所蕴藏的丰富的钍、轴也是未来人类开发利用月球资源的重要矿产资源之一。
此外，月球还蕴藏有丰富的铬、镍、钠、镁、硅、铜等金属矿产资源。
看不到月球背面的原因
月球总以一个面对着地球。是因为月球的自转和公转周期是相同。因为完成一个公转过程就刚好完成了一个自转过程，所以从时间上来看，这个自转周期就等于公转周期。也就是说，月亮总是以一个面朝向地球。
月球没有磁场
早期的月球专家表示，月球的磁场很弱或根本没有磁场，而月岩的样品显示它们被很强的磁场磁化了。这对NASA的科学家们又是一次冲击。因为他们以前总是假设月岩是没有磁性的。这些科学家无法解释这些强磁场的来源。
月球磁场为什么消失
在对美国阿波罗号宇航员从月球上带回的岩石的研究中，科学家们发现，月球周围的磁场强度不及地球磁场强度的1/1000， 月球几乎不存在磁场。但是，研究表明，月球曾经有过磁场，后来消失了。
月球磁场从其诞生之后的5-10亿年开始，直至36-39亿年期间，是有磁场的。但是，当它出现了6-9亿年之后，磁场却突然消失了。地球的磁场起源于地球内部的地核，科学家认为，地核分为内核和外核，内核是固态的，外核是液态的。它的粘滞系数很小，能够迅速流动，产生感应电流，从而产生磁场。也就是说，所有的行星其磁场都是通过感应电流作用才产生的。
对月球表面岩石的分析结果，月球不存在可以产生感应电流作用的内核。相反，所有的证据表明，月球的表面是一个已经溶解的外壳，是由流动的熔岩流体形成的“海”，后来因冷却变成了现在这副模样。最初，几乎所有的天文学者都以为人类在月球上找到了海，其实月球上发暗的部分，正是熔岩流体冷却形成的。那么，磁场到底是从哪里产生的呢？美国加利福尼亚大学地球行星系的思德克曼教授率领的物理学专家组针对这一专题进行了三维模拟试验。经试验，他们终于得出了结论。据该小组介绍：体轻且流动的岩石，形成了熔岩的“海洋”，它们在从下面漂向月球表面的时候，在其表面之下残留了大量的类似钍和铀一样的重放射性元素。这些元素在崩溃时放出大量的热，这些热量就像电热毯一样，加热了月球的内核。被加热的物质与月球的表面形成对流，从而产生了感应电流作用。此时，也就产生了月球磁场。但是，当放射性元素崩溃超越一定时点时，对流现象中止，于是感应电流作用也随之消失。正是由于这样的变化，才最终导致月球磁场的消失。

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