地月激光實驗結果表明:月球正在遠離地球,每年遠離3.8厘米

天空之城 2022/10/24 檢舉 我要評論

月球是地球唯一的天然衛星,幾十億年來它都靜靜地懸掛在天上,似乎是一種永恒的存在。人們對此也早已習以為常,然而當我們看向月亮時,或許你永遠無法想象,這顆星球一直以來都在逐漸遠離地球。

1969年7月21日,阿波羅11號登月艙在月球寧靜海南部著陸,這是人類首次在其他星球留下足跡。

阿波羅11號的機組人員在月球表面進行了許多活動和實驗,其中一項就是安裝反射鏡,這些反射鏡用來反射從地球發射到月球的激光,科學家將通過激光來回地月所需要的時間測量地月之間的距離。

在過去的幾十年里,科學家發現月球正以 每年3.8厘米的速度遠離地球,假如我們以目前月球遠離地球的速率進行模擬,就會發現大約在15億年前地球就和月球碰撞了,不過根據月壤的年齡判斷,月球已經存在了45億年左右。

這意味著如果目前的回退模型是準確的,那麼月球遠離的速度可能并不是恒定的。

來自荷蘭烏德勒支大學和瑞士日內瓦大學的研究人員,近日發現了可以揭示月球遠去歷史的巖層,不過巖層并不在月球上, 而在地球的澳大利亞卡里吉尼國家公園。

在卡里吉尼的國家公園里分布著一些25億年前的分層沉積物,他們由獨特的鐵層和富硅礦物組成。過去這些物質廣泛的沉積在海底,現在則是地殼中已發現的最古老的部分,其中紅棕色的鐵層以規則的間隔交替出現,比較暗的間隔則是一些更易侵蝕的較軟的巖石,他們的表面被曾經流過峽谷的河水打磨,呈現出白紅灰交替的圖案。

1972年,澳大利亞地質學家A.F.特倫德爾提出,這些古老巖層呈現的周期模式可能和米蘭科維奇周期導致的氣候變化有關,米蘭科維奇循環描述了地球軌道形狀,以及自轉軸微小的周期性變化如何影響到地球接收到的陽光以及影響的氣候變化, 這種周期以每40萬年、10萬年、4.1萬年和2.1萬年變化一次,對動植物遷徙的進化和氣候都有影響,這些變化的特點則可以通過古老巖層的周期性變化解讀。

地月距離則與米蘭科維奇的循環頻率直接相關,當月球和地球更加接近時,周期時間會更短,這就意味著我們可以先在古老巖層中找到米蘭科維奇循環, 再找到地球擺動的周期,從而估算出巖層沉積時地月之間的距離。

研究人員對巖層的分析表明,這些巖層包含了多個尺度的周期性變化,以10和85厘米的間隔重復,把巖層的厚度和沉積速度結合起來,就可以發現這些周期性變化以每1.1萬年和10萬年發生一次。

其中1.1萬年的周期比目前2.1萬年要短得多,科學家使用這個差異來計算24億年前地球和月球之間的距離, 發現當時地月之間的距離大約為6萬公里。

那時地球的自轉速度相比現在快了許多,一天只有17個小時,如此快的速度產生的引力足以將月球牢牢地鎖定在地球周圍,隨著地球海洋的增加,一切都發生了變化。

地球最初的水源來自于隕石,外來的隕石富含了非常多的水分,早期的地球十分容易受到撞擊,于是隕石給地球帶來了豐富的水源,太陽系穩定后,隕石撞擊的數量少之又少,此時地球的水資源基本維持在一個比較穩定的水平。

后來地球的冰川不斷融化,再次增加了地球的水資源。

由于物體運動的方向與摩擦力相反,所以不斷增多的海洋水導致地球在自轉過程中受到反方向摩擦力也越來越大,月球對地球海洋的潮汐作用進一步加重了地球自轉的阻力,最后導致地球自轉的速度不斷下降,對月球的引力束縛作用也越來越小,直至現在月球能夠不斷遠離地球。

除此之外,小行星撞擊也是導致月球遠離地球的原因。

每一個較大質量的天體經過月球或對月球直接莊姐,都會影響月球的運行姿態和公轉軌道。從月球密密麻麻的隕石坑就可以看出來, 在過去的幾十億年中月球經歷過多少次撞擊。

隨著地球自轉速度的不斷放緩,地球自轉和月球公轉的角速度差會越來越小,月球遠離地球的速度也會降低。

數百億年后,月球將會和地球互相潮汐鎖定,成為地球的同步衛星,到那時地月距離將會增加到55萬千米,地球的自轉周期和月球的公轉周期將長達1100個小時。

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