关于月球介绍

[拼音]：yueqiu

[外文]：Moon

俗称月亮，也称太阴。地球的唯一的天然卫星，离地球最近的天体。在天文学中，月球常以符号婗表示。

距离、大小和质量

月球距离地球平均为384，401±1公里。这段距离约为地球赤道周长的 10倍。月球轨道呈椭圆形，近地点平均距离为363，300公里，远地点平均距离为405，500公里。月球平均赤道地平视差(即在平均距离处从月球看地球赤道半径所张开的角度)为57┡2.60。而从地球看月球的赤道半径张角平均值是15┡32.6，由此可算出月球直径为3，476公里，约为地球直径的3/11。月球表面面积大约是地球表面面积的1/14，比亚洲面积稍小。月球的体积只相当于地球体积的1/49。月球质量约等于地球质量的1／81.3。月球物质的平均密度为 3.34克/厘米3，只相当于地球密度的3/5。月面上自由落体的重力加速度为1.62米/秒2，为地球上表面重力加速度的1/6。月球上的逃逸速度约为2.4公里/秒，为地球上的逃逸速度的1/5左右。

公转轨道

月球和地球是一对伴侣，组成地月系，共同围绕着公共质心运转不息。地月系质心离地心约4，671公里，因此，环绕质心与环绕地心的椭圆轨道相差不大。月球在环绕地球作椭圆运动的同时，也伴随地球围绕太阳公转，每年一周。月球不但处于地球引力作用下，同时也受到来自太阳引力的影响，所以具有十分复杂的轨道运动。其中主要的轨道变化有：

月球轨道偏心率变化在1/15到1/23的范围内，偏心率的平均值为0.0549，接近1/18。

月球轨道(白道)对地球轨道(黄道)的倾角变化在4°57┡～5°19┡之间，平均值为5°09┡。

月球围绕地球的椭圆轨道，在它自己的平面上也不是固定的，其椭圆的拱线（近地点和远地点的连线）沿月球公转方向向前移动，每8.85年移动一周。中国早在汉代，贾逵就提出月球视运动的最疾点每九年运动一周，这实际上正是拱线运动的结果。

白道与黄道的交线，其空间位置并不固定，而是不断地向西运动，每18.6年运行一周。这一现象早在东汉末年就为刘洪发现，并用于月食预报计算中。

由于月球轨道是椭圆而不是圆形，月球公转速度并不均匀。月球运动同均匀的圆周运动比较，时而超前，时而落后，其半振幅为6°.29，周期为27.55455日。

太阳和某些大行星的摄动，使月球的运动变得十分复杂，它有上万项的运动差。为了研究月球的复杂运动，许多科学家如拉普拉斯、汉森、 德洛内、 希尔、E.W.布朗等人贡献了他们毕生的精力。尽管许多项都可略而不计，可是为了编制《月球运动表》还需保留二千项左右。大型电子计算机的使用，大大减轻了编制《月球运动表》中繁重的计算工作（见月球运动理论）。

月球绕地球转动的周期因选用基点不同有以下几种：

（1）朔望月：月球盈亏的周期，以太阳为基准，平均可达29.53059日。这个周期很久以前就是中国古代历法的基础。

（2）恒星月:以恒星位置为基准的周期，也就是月球绕地球转一周，平均为27.32166日。中国早在西汉的《淮南子》一书中就已得出恒星月周期为27.32185日，达到了很高的精度。

（3）交点月：以黄道和白道的交点为基准，周期为27.21222日。南北朝时代祖冲之推得的交点月周期与近代数值相当接近。

（4）近点月：月球运行从近地点再至近地点，周期为27.55455日。中国东汉时代贾逵发现存在这种周期，并由刘洪首次测定它的长度为27.55476日，与今测值相差无几。

（5）分点月：以春分点为基准，周期为27.32158日。

自转和形状

自古以来人们就知道，月球总以相同的一面向着地球。这是由于月球自转周期恰好和月球绕地球转动的周期相等造成的，而这两个周期相同则是潮汐长期作用的结果。

月球赤道面同它的轨道面有6°41┡的倾角。因为这一倾角的存在和月球绕转速度的不均匀等原因，在月球运动过程中，地面上某一点的观测者多少还能看出月面边沿有前后的摆动。这种摆动称为月球天平动。天平动可分为：

或称视天平动。视天平动又可分为：经天平动、纬天平动和周日天平动，见月球光学天平动。

月球由于三条主惯性轴长度不等，在地球引力作用下，发生对平均位置的偏移。与几何天平动不同，它是真实的摆动。物理天平动比几何天平动小得多（见月球物理天平动）。由于这两种天平动，从地面观测，不止看到月球的半面，而且能看到月球的59％，其余41％则不能直接看到。

月球形状是南北极稍扁、赤道稍许隆起的扁球。它的平均极半径比赤道半径短500米。南北极区也不对称，北极区隆起，南极区洼陷约400米。但在一般计算中仍可把月球当作三轴椭圆体看待。物理天平动的研究有助于解决月球形状问题。通过天平动研究还表明，月球重心和几何中心并不重合，重心偏向地球2公里。这一结论已为“阿波罗号”登月获得的资料所证实。

月面特征

月面上山岭起伏，峰峦密布。此外，还有洋、海、湾、湖等各种特征名称。其实，月面上并没有水。只是早年观测者凭借想象，借用地球上的名称而已，最多不过有某些形态上的相似罢了。

月面上的最明显的特征。环形山(crater)，希腊文的意思是“碗”，所以通常指碗状凹坑结构。其中大的直径可超过100公里，小的不过是些凹坑。直径大于1公里的环形山总数33，000多个，占月球表面积的 7～10％。环形山大多以著名天文学家或其他学者的名字命名，月球背面有4座环形山，分别以中国古代天文学家石申、张衡、祖冲之（见祖冲之父子）、郭守敬命名。月面最大的几个环形山是：南极附近的贝利环形山，直径295公里；克拉维环形山，直径233公里；牛顿环形山，直径230公里。许多环形山的中心区有中央峰或中央峰群，高达2.5公里。

肉眼所看到的月面上的暗淡黑斑，它们是广阔的平原。在月球正面，月海面积约占整个半球表面的一半。已知月海共22个（包括背面），其中最大的是风暴洋，面积约500万平方公里。雨海面积约90万平方公里。月面中央的静海面积约26万平方公里。此外，较大的还有澄海、丰富海、危海、云海等。月海大多具有圆形封闭的特点，四周是山脉。有些月海伸向陆地称为湾，小的月海则称为湖。

月陆是月面上高出月海的地区，一般高出2～3公里。月陆主要由浅色的斜长岩组成，其反照率较高。月球正面的月陆与月海面积大致相等，而背面则月陆面积大些。月陆形成的年代经同位素年龄测定为46亿年，比月海要早。月球上也存在一些山脉，大多以地球上的山名命名，如亚平宁山脉、高加索山脉、阿尔卑斯山脉等。最长的山脉长达1，000公里，往往高出月海3～4公里。最高的山峰在月球南极附近，高达9，000米，比地球上最高的珠穆朗玛峰还高。除山脉外，还有长达数百公里的峭壁，最长的是阿尔泰峭壁。

典型的有第谷环形山和哥白尼环形山周围的辐射纹。第谷环形山有辐射纹12条，从环形山周围呈放射状向外延伸，最长的达1，800公里，满月时看得最清楚。其成因尚无定论:有人说是火山爆发形成的;也有人认为是陨石轰击月面造成的。

物理特性

长期天文观测与登月的直接考察证实，月球周围没有明显的磁场。月球磁场强度不及地球磁场的1/1000。月球上更没有像地球和木星那样的辐射带。月球上不存在任何形态的水，完全没有大气，几乎接近真空状态。通过月球火箭探测查明：月球正面有称为“重力瘤”或“质量瘤”的重力异常区，达12处之多；月球表面大部分地区为一层厚度不等的月尘和岩屑所覆盖。月面物质的导热率极低，约为6×10-6卡/(厘米·秒·度)。月球没有像地球大气那样的保护层，月面直接受到流星体的猛烈冲击，因此在一定程度上会影响到月岩的化学成分、岩屑大小、玻璃含量以及再结晶的程度。月球早期广泛发生火山爆发，喷出大量熔浆，从而形成月面上广阔的熔岩平原。

月球本身并不发光，只反射太阳光。它的亮度随日、月间角距离和地、月间距离的改变而变化。它的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（见星等）。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。月球的亮度随月龄而变化，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，而且所用的射电波的波长愈长，愈能探测到月面土壤中较深处的温度。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，它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，大概是由Fe-Ni-S和榴辉岩物质构成的。

月球背面

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（如范德格拉夫洼地）。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。（见彩图）

参考书目

1. 中国科学院贵阳地球化学研究所编：《月质学研究进展》，科学出版社，北京，1977。
2. 弗拉马里翁著，李珩译：《大众天文学》，第一分册，科学出版社，北京，1965。(C.Flammarion，AstronomiePopulaire，Flammarion Cie，Paris，1955.)
3. 古在由秀：《月》，岩波书店，東京，1968。

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