mca 發表於 2010-7-6 12:16:18

關於月坑分佈

(原載 HKAS Forum 2008 Nov 19、會訊 2008 年 12 月,下文是更新版)
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Q:(會員提問) 為甚麼月球背面的隕石坑分佈平均,但向着地球的一面卻有一半地方較少隕石坑?

A:   主流意見認為,大約在 39 億年前,月球和地球遇到一次甚大規模的隕擊,簡稱 LHB (Late Heavy Bombardment),那時整個月球表面被隕擊成大大小小的凹地,分佈也頗均勻,直徑超過 ~300 公里的凹地稱作「撞擊盆地」impact basins,其他稱為「撞擊坑」impact craters。


                      http://forum.hkas.org.hk/web/Moon_cross_section_2.jpg


月球的地殼在 LHB 之前已具雛形,但分導作用 (differentiation) 使月殼發育過程並不平均,月殼一邊的厚度偏薄 (平均 50 km),另一邊偏厚 (厚多五六成)。在薄月殼上的撞擊盆地往往因為地底裂紋較多和較深,月體內的岩漿便容易從裂紋溢出,大片盆地面積被溶岩填滿了,這些溶岩冷卻後,成為今天望遠鏡看到的黑色「月海」,月海也將 LHB 造成的遺蹟淹沒成相對地平滑的地表。至於在厚月殼上的撞擊盆地,盆底裂紋不多也不深,岩漿不易溢漏出來,所以厚月殼的一邊幾乎無月海,原地的撞擊遺蹟沒有被淹沒。

月殼的厚薄也使月球質心 (center of mass) 偏離球體中心,見上圖。如果把月球像砌西瓜般分開為 A (薄月殼) 及 B (厚月殼) 兩邊,A 的質量一定大過 B,因為月體內的岩漿密度大過月殼,故此 A 半球 "重",B 半球 "輕",積年累月之後,較重 (後來才有月海) 的 A 半球自然被地球的引力鎖著成為月正面,較輕 (無月海) 的 B 半球則成為月背面。事實上,1/3 月正面的面積都是由月海佔據,背面月海只佔半球面積的 1/40。

一些文章把月正背面的成因歸於月海分佈,這是因果顛倒之說。月海的總容量不及月殼體積的百分一,即使無月海出現,月殼厚薄失衡也會導致正背面的結果。
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