科技・探索・争鸣 Ｓｃ科ｉｅｎｃｅ＆Ｔｅ技ｃｈ视ｎｏｌｏｇｙ界 Ｖｉｓｉｏｎ 月球的形成与演进揭秘 钟萃相 （江西师范大学，江西南昌３３００２２） 【摘要】对月球起源的研究不仅能够发现月球的形成规律，而且可以揭示宇宙星系的形成和演进规律。因此，作者近来研究了月球的起 源．发现了月球的一些变轨机制．从而揭示了月球的形成和演进规律。并根据该规律，可进一步揭示太阳系的形成和演进规律及其它星系的结 构．并能科学地解释宇宙的膨胀和全球气候变化的原因 Ｉ关键词】月亮；太阳系；形成；演进；宇宙膨胀；全球气候变化 【Ａｂｓｔｒａｃｔ ｌＴｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｏｏｎ ｃａｎ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｆｉｎｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ １ａｗ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｏｏｎ ｂｕｔ ａｌｓｏ ｒｅｖｅａｌ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｌａｗ ｏｆ ｇａｌａｘｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｕｎｉｖｅｒｓｅ．Ｈｅｎｃｅ ｍａｎｙ ｐｅｏｐｌｅ ｈａｖｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ Ｍｏｏｎ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｏｏｎ ｒｅｍａｉｎｓ ａ ｍｙｓｔｅｒｙ．Ｒｅｃｅｎｔｌｙ。ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｏｆ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｈａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｏｏｎ ａｎｄ ｆｏｕｎｄ ｏｕｔ ｓｏｍｅ Ｍｏｏｎ’Ｓ ｏｒｂｉｔ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ，ｔｈｕｓ ｈａｓ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｌａｗ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｏｏｎ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｉｓ １ａｗ ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｈａｓ ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｌａｗ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｌａｒ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｇａｌａｘｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｕｎｉｖｅｒｓｅ．Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｃｏｕｌｄ ａｌｓｏ ｅｘｐｌａｉｎ ｔｈｅ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｕｎｉｖｅｒｓｅ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｃａｕｓｅ ｏｆ ｇｌｏｂａｌ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］Ｍｏｏｎ；Ｔｈｅ ｓｏｌａｒ ｓｙｓｔｅｍ；Ｆｏｍｆｉｎｇ；Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ；Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｕｎｉｖｅｒｓｅ；Ｇｌｏｂａｌ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ ０引言 行速度．所以在环绕地球的同一轨道中顺行碎片比逆行碎片多。因此． 由于月球是环绕地球运行的唯一的一颗自然卫星．对月球起源的 顺行星子可以吸收合并更多的顺行碎屑．碰撞更少的逆行碎屑．因而 研究不仅能够发现太阳系星球卫星的形成规律．而且可以揭示宇宙星 更容易成长为月球 这就是为什么月球是顺行卫星的原因 系的形成与演进规律 因此许多人研究过月球．甚至有人乘宇宙飞船 月球雏形最初进入的绕地轨道距离地球较近．地球周嗣有大量的 登上过月球．但是关于月球的起源仍然是一个不解之谜。 火山喷射物质，如火山灰、水蒸气、ｓＯ：形成的气溶胶等，形成环绕地球 对于月球的形成．人们提出了多种假说…。一种假说是说，即 的“星云”。此外，月球轨道附近还有许多其他星际物质。后来月球雏形 有人认为在太阳系形成初期．地球和月球原是一个整体．那时地球还 不断地吸收轨道附近的这些物质而变得越来越大．并渐渐地远离地 处于熔融状态．由于地球自转非常快．因此月球通过离心力从地壳中 球，成为今天庞大的月球。关于这一点，可证明如下１４］：当月球绕地球正 出来了．但这要求地球的初始旋转速度太快以至难以令人置信。 常运转时．地球对月球的万有引力与月球的离心力大小相等、方向相 ．．． 事实上．作者近来的研究表明在地球形成之初．地球绕太阳的轨道很 反，假设地球的质量为 ，月球的质量为ｍ，，月球的半径为ｒｍ，月球绕 ，、、、、、 近．地球应该像水星和金星那样自转速度很慢．因此这种假说明显有 地球运转的轨道半径为ｒ．转速为 ．则 错。另一种假说是俘获说．即有人认为月球是地球通过地心引力俘获 ： ｒ ｒ ＿、Ｖ ／ ｒ ， 的现成天体．但这要求一个实际上不可行的扩展的地球大气层来散发 靠近月球的轨道．还有一些较小的由地球抛射物形成的星子在环 穿过大气层的月球的能量 还有一种假说是同源说．即有人认为地球 地飞行，如图１所示。假设这些星子的轨道半径为ｒ，．则这里所考虑的 一 、 ． 和月球是在同一个原始吸积盘里形成的．但这无法解释月球中金属铁 星子的轨道半径满足：ｒ—ｒｍ＜Ｇ＜ｒ 、 的剥夺 而且这些假说还不能解释地一月系统所要求的高标准角动量。 Ｍｏｏｎ 当今占上风的假说是碰撞说 ．即有人认为地一月系统是一次大碰 撞的结果：一个火星大小的天体撞上刚刚形成的原始地球．爆炸的物 质进入环绕地球的轨道．然后积聚形成月球 然而．陨石分析表明火星 和灶神星这些太阳系内的天体具有与地球大不相同的氧和钨同位素 组成．而地球和月球具有几乎相同的同位素组成［２１ 发表在２０１２年的 对ＡＤｏｌｌｏ月球样本所作的钛同位素分析也表明月球和地球具有相同 的组成．这与月球形成的碰撞说相矛盾１３１ 另外．若真的发生了这样的 碰撞．则碰撞过程中所释放的巨大能量以及随后在地球轨道中发生的 物质重聚将融化整个地球外壳．形成岩浆海洋 新形成的月球上也有 《 ｌ魏 》 它自己的岩浆海洋．估计海洋深度从５００ｋｍ到整个月球半径之长。然 而事实并非如此，可见碰撞说也不成立 ＇￣＿～一 ～一既然月球既不是被地球俘获的一个现成天体．也不是地球与别的 图１ 月球和星子的运行轨道 天体碰撞的产物．因此月球只能是地球自身的产物 但是．地球也不具 有足够的转速来把与地球紧密相连的月球部分随意抛出去，因此，月 假设星子的运行速度为 则 球应该像人造卫星那样．构成月球的物质应该在特殊力的作用下从地 球射人空中．进入绕地球旋转的某些轨道．然后逐渐地积聚成巨大的 、／Ｖ ｒｘ ＞、／Ｖ 丛 ｒ 卫星 因此这些较小的顺行星子最终将赶上月球 特别地．当一个较小 的顺行星子接近月球时．月球的引力又加速该星子的运动．使星子的 １月球起源新解说 速度大于Ｖ 。假设该星子的质量为ｍ ，当它撞上月球时的速度为！Ｊ１． 许多科学研究表明．大约在４５亿年以前．也即在地球形成之初， 则月球与该星子合并时的离心力是 地球便开始出现了频繁的火山喷发．因为那时地球离太阳较近，地球 ２ Ｖｙ绕太阳运行的速度也快得多．地球内部积蓄了大量的热量．因而导致 ｍ，． ＋ｍ ．一＞（ｍｌ＋ｍ ． ：Ｇ（ｍ．＋ ）． Ｍ ｒ ｒ ｒ ｒ 了频繁而猛烈的火山喷发 在一些猛烈的火山喷发过程中 有些诸如 即月球绕地球旋转的离心力大于地球对月球的引力．因而月球重 火山灰、火山弹和浮石之类的碎屑在巨大的岩浆喷射力的推动下可获 心有远离地球的趋势。特别地，如果撞击月球的星子足够大，它还可能 得第一宇宙速度以上的飞行速度．从而进入绕地球运行的轨道．形成 猛烈地撞击月球，使月球的顺行速度增至更大的值 这时 一层一层的环球“星云” 在这些进入绕地轨道的碎屑中有一块体积较 大的碎片就是后来形成月球的雏形 另外．当火山喷射的方向与地球 （ｍ．＋ｍ ． ＞（ｍ．＋ｍ０． ：Ｇ（ｍ ＋ｍ ． ｒ ｒ ｒ 自转的方向一致时．射出的岩石碎片容易获得第一宇宙速度以上的飞 月球重心就远离地球一段距离。总之，随着月球质量的递增，月球 作者简介：钟萃相（１９６５ ０４一），男，汉族，江西崇义人，博士，中国空间学会会员。 科技视界Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ 科技视界 科技・探索・争鸣 重心也在远离地球 事实上．月球远离地球的另一个原因是地球自转速度的加快 这 、／ 。若月球在Ａ点受到推力作用而加速，则由于地球对月球的 是因为地球起源于后来形成太阳的行星的卫星．．起初，地球的质量较 万有引力小于月球以加速后的速度绕地球做匀速圆周运动所需的向 小．其上没有浓密的大气层．而且靠近母行星，所以它几乎被其母行星 心力．从而做离心运动．进入椭圆轨道 故假设月球在Ａ点的速度由 同步锁定，无法绕其自身轴白转，正如现在的水星和金星那样。后来， 。增大到 时，月球可进入近地点距地球中心为 远地点距地球 它不断地吸积轨道附近的“星云”物质而变得越来越大．并且渐渐地远 中心为ｒ２的椭圆轨道２．则根据机械能守恒定律可知．月球从近地点 离母星．正如月球远离地球那样 随着地球质量的增加．它可以从宇宙 Ａ运动到远地点Ｂ时应有 空间中吸收越来越多的水气来形成自己的大气层，甚至形成一个大水 圈．．当它的母星变成发光发热的恒星时．由于它绕其母星按反时针方 ÷ Ａ２ １ ＭＶＲ２＋ＡＥｐ （１） 向旋转．该行星上靠近母星的那一面受到来自母星阳光的照射．使该 面的温度高于背面的温度．从而使该面蒸发起更多的水气，甚至形成 ＡＥ ：ｆ ｒ ｄ，：Ｇ （Ⅲ，ＩＬ一 ）２ （２） 撞击高山的巨云或横扫大地的风暴。因此．在该行星绕母星旋转的过 程中．该行星上靠近母星的那一面比另一面受到更大的空气阻力．从 又由开普勒第二定律可知 而使该行星从西向东自转 并且随着地球大气层和水圈的增长．地球 ＾２△ｔ－ｒ＿＝÷ 】ｊ△ｔ （３） 的自转速度将逐渐加快 美国国家标准技术研究所在１９９９年的观察 结果也表明地球的自转正在逐渐加速 由于地球的潮汐活动、内部流 由式（１）～（３）式可求出 体活动、火山活动、地震活动等，地轴经常偏离空问里的南北轴线．每 、 、 ｆ４） Ｖ／ ＝ｒｊ天同绕南北轴线旋转一次．在地球的自转过程中地球质心的轨迹形成 类似地．欲使月球从半径为ｒ 的圆形轨道进人近地点距地球中心 环绕南北轴线的一个圆圈 例如．２０１１年３月日本东北部海岸发生的 为 远地点距地球中心为Ｆ３的椭圆轨道３，则月球在Ａ点的速度应 ９．０级大地震．使地轴偏移了２５厘米，并使地球自转速度加快 因此． 由 。增大至０ 。其中 当地球自转加速时．在地球万有引力的拖曳下．月球绕地球的公转速 度也会加快．从而使月球绕地球公转的离心力增大。最终使月球远离 、／Ｖ ｒ且ｌ＋Ｆ３ ．、Ｖ ｒｌ ：、／Ｖ ＦＩ－且Ｉ－／．３ Ｖ （５） 地球 这就是为什么人们观察到月球正在渐渐地远离地球的原因 由式（４）～（５）式可求出 南于同样的原因．一批又－－＃ＬＬ地球火山喷射物或星子被驱离地球 并传送至月球．使月球在４Ｏ亿年中成为一个覆盖火山灰的大卫星 ＶＡ３ｚ、／等‘、／ 、／ 一Ｖ （６） 另外．月球上的火山喷发也曾是驱动月球远离地球的原因之一 月球形成之初是一个冷却的均质球体．但随着月球质量和体积的不断 Ａ３一 ：＝（、／ ± 一１）・ Ａ２ （７） 增加．月球内部的热能不断积聚．包括月球高速旋转（速度接近７．９ｋｉｎ／ 由此可见．欲使月球从椭圆轨道２变轨到椭圆轨道３就应该使月 ｓ）引起的气流摩擦产生的热能，月球自身引力收缩过程产生的热能． 原始月球内部化学反应而产生的热能 正是由于月球原始热能积聚到 球在 点的速度 ：增加（、／ｖ ｒ ２（Ｑ＋ｒ３掣一１）・） 。 一定程度．才使原始月球物质发生了熔融分异．形成了月球的不同圈 例如．假设起初月球质量为７．３４９ｅ２０ｋｇ，它运行在一个近似圆形 层：月核．月幔核月壳 的椭圆轨道上．近地点距离 ８２００ｋｍ，远地点距离ｒ２＝８２２０ｋｍ，近地 月球早期的轨道离地球大气层很近．特别是月球正面（即靠近地 点处的公转速度ＶＡ２＝７８９６ｍ／ｓ。根据式（７），用计算机可算出，欲使月球 球的那一面）有一大块表面浸泡在地球大气层中．因此月球从地球大 从原有的椭圆轨道变轨到远地点距离ｒ３＝ｒ ＋Ｏ．０００２ｍ的椭圆轨道，月 气层中吸收了大量的水气．在月球表面形成了大面积的冰水覆盖区． 球在近地点的公转速度应增加６．１６８６９ｅ一８ｍ／ｓ 当月球运行到近地点 月海由此产生 特别地．由于在月球高速环绕地球公转的过程中．月球 距离ｒ ＝２０００００ｋｍ，远地点距离 ２２００００ｋｍ，近地点处的公转速度 表面会产生白东向西的气流或风暴．因此在月球西半球产生了“风暴 Ｖ １４１２．４８ｎｄｓ的椭圆轨道上时，欲使月球从原有椭圆轨道变轨到远 洋” 现在科学家也已发现．月球两极地区仍然存在着大量的冰水物 地点距离 ＋０．０４ｍ的椭圆轨道．月球在近地点的公转速度应增加 质 但是．在月球环地飞行过程中．月球东半球总处于头部位置．与空 ６．１ １４６４ｅ一８ ｍ／ｓ 可见卫星离地心越远变轨越容易 气的摩擦较剧烈．产生大量的热量．使东半球气温较高；加上月球东面 一般地．如下图３（ａ）所示，对于椭圆轨道２上的任一点Ｄ，假设Ｄ 始终面向太阳．也使其表面温度高于西半球 因此，月球东半球气温高 与地心之间的距离为ｒ４．月球在Ｄ点的线速度为Ｖ ，则由开普勒第二 于西半球．这就使东半球气流活跃．不容易凝结冰水，而西半球气温较 定律可得 低．容易凝结冰水．因此西半球覆盖着较多的冰水。这就是为什么西半 （８） 球具有较多的月海 由于冰水的长期侵蚀．许多地方的月壳破裂．当冰水进入月幔与 炽热的岩浆接触时．水分立即气化．产生猛烈的火山喷发 由于西半球 覆盖着较厚的冰水．因此西半球发生火山喷发的概率和强度高于东半 球 总的来说．月球西面所受火山推动力大于东面所受火山推动力． 这就会使月球公转增速．发生变轨，从靠近地球的轨道逐渐转移到远 离地球的轨道 关于这点可分如下两步来说明： （１）月球公转增速引起月球轨道扩大 （ａ）远地点距离增加 （ｂ）近地点距离增加 图３月球在任一点增速而扩轨 假设月球在Ｄ点受到推力作用得到加速，使 变为 ，能使月 Ｃ 球变轨到更大的椭圆轨道４ 如果该椭圆轨道的近地点距离不变．则 其远地点距离必增加。假设当月球在轨道２的Ａ点由速度 增大到 时．月球也可进入轨道４．则 ＶＡ４・ｒｌ＝Ｖ４・ｒ４ （９） 由式（８）和（９）可得 图２月球公转增速轨道扩大 — Ａ２＝，４（｝ — Ｄ） （１Ｏ） ｒ】 假设地球的质量为Ｍ，月球的质量为ｍ，月球原先在半径为ｒ 的 Ｖ４－Ｖ ］＝ｒｔ（ 一 ＾２） （１１） ．／４ 圆形轨道１上绕地球做匀速圆周运动，如图２所示，则其速度 ．＝ 即如果月球在轨道２的Ａ点发生△ 的增速能使月球轨道的远 Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ科技视界ｌ １ ０９ 科技・探索・争鸣 Ｓｃ科ｉｅｎｃｅ＆Ｔｅ技ｃｈ视ｎｏｌｏｇｙ界 Ｖｉｓｉｏｎ 地点距离增加．则月球在轨道２的Ｄ点只需发生 △ ｆ ＜１）的增速 表１ 不同轨道的火山喷发可引起的月球变轨 ｒ４ ｎ１ 轨道近地距离． 月球质 火山喷 每秒喷出 每年喷射次数Ｘ 每年月球变 就可以使月球轨道的远地点距离具有同样的增幅 由于Ｄ的任意性． 远地距离（ｋｉｎ） 量（ｋｇ１ 速ｆ ｓ１ 质量ｆｋｇ／ｓ１ 每次喷射时间ｆｈ 轨距离ｆｈ１ｍ１ 可见由于月球增速引起月球轨道扩大的概率是很大的 类似地．如图３ｆｂ１所示．对于从远地点Ｂ出发驶向近地点Ｅ的半 ８２ｏｏ．８２２０ ７．３４９ｅ２０ １０００ １．５４３２１ｅ９ １Ｏｘ１ ≥１ＯｘＯ．０３３ 椭圆轨道２上的任一点Ｄ．如果月球在Ｄ点受到推力作用而被加速． １００００．１ １０００ ２．９４０ｅ２ｌ ｌＯＯＯ １．５４３２１ｅ９ ｌＯｘ１ ≥１ＯｘＯ．０ｌ３ 则能使月球变轨到近地点距离增加的轨道４ ２００００．２２０００ ７．３４９ｅ２ｌ １Ｏ０ｏ １．５４３２ｌｅ９ １Ｏｘ１ ≥１０ｘ００ｌ５ （２）火山喷发改变月球公转速度 如前面图ｌ所示．在月球绕地球公转的过程中．当月球上有火山 ３００００，３３０００ １．４７０ｅ２２ ｌ０（）０ １．５４３２１ｅ９ ｌＯｘ１ ≥ｌＯｘＯ０ｌ４ 口朝着与月球公转切线方向相反的方向连续不断地喷出大量的高速 ４００００，４４０００ ２．９４０ｅ２２ １Ｏｏｏ １ ５４３２１ｅ９ １Ｏｘ１ ≥１ＯｘＯ．０ｌ】 气体及其他火山物质时．可使月球获得巨大的动量．提高公转切向速 ５００００，５５０００ ４．４２ｌｅ２２ 】００ｏ １ ５４３２１ｅ９ ｌＯｘ１ ≥ｌ０ｘ０．０ｌ０ 度。因此，可参考火箭飞行原理来计算月球公转切向速度的增量。 ６００００。６６０００ ５．８７９ｅ２２ １０００ １．５４３２１ｅ９ １０ｘ１ ≥ｌ０ｘ００Ｏ８Ｏ 设在某一瞬时ｔ，月球质量为 ．速度为 ．在其后ｔ到ｔ＋ｄｔ时间 内，月球喷出了质量为ｄｍ的物质．这些物质喷离月球的速度为Ｕ．使 ８００００。８８０００ ６．６ｌ４ｅ２２ １０００ １ ５４３２１ｅ９ ｌＯｘｌ ≥ｌ０ｘ００１３ 月球的速度增加了ｄ？Ｊ，所以在时刻ｔ＋ｄｔ．月球的质量为Ｍ＋ｄＭ．速度为 ９００００．９９０００ ７．３４９ｅ２２ ｌ００ｏ １．５４３２１ｅ９ １Ｏｘ１ ≥１ＯｘＯ０ｌ４ ＋山，喷出物质的质量为ｄｍ（当ｄｔ很小时，比如当ｄｔ≤１秒时．可以认 １ｏｏ０ｏｏ．１ ｌＯ０ｏ０ ７．３４９ｅ２２ ｌ０００ １．５４３２１ｅ９ １Ｏｘ１ ≥１０ｘ０．０ｌ７ 为这些物质此刻飞行在空中），速度为（ｖ＋ｄｖ一“１．由于月球在绕地球公 转的过程中所受的外力仅有地球对月球的引力和月球绕地球旋转的 ２０００００，２１００００ ７．３４９ｅ２２ １Ｏｏｏ ｌ ５４３２１ｅ９ ５×１ ≥５ｘＯ ０４６ 离心力．两个力相互抵消．使外部合力为０，因此根据动量守恒定理有 ３０００００，３１０Ｏ００ ７．３４９ｅ２２ １０００ １．５４３２１ｅ９ ２ｘ１ ≥２ｘ００８３ Ｍｖ＝［Ｍ＋ｄＭ］（ｖ＋ｄｖ）＋ｄｍ（ｖ＋ｄｖ－ｕ）】 ３５００００，３６００００ ７．３４９ｅ２２ １０００ １．５４３２１ｅ９ ２ｘ１ ≥２ｘＯｌ０Ｏ 注意到ｄＭ＝一ｄｍ．上式可化简为 ｄｒ＝一ｕ＊ｄＭ｝Ｍ ３６３０００，３８００００ ７．３４９ｅ２２ １０００ １．５４３２ｌｅ９ ２ｘｌ ≥２ｘＯ１１Ｏ 设在某一时刻ｔ．，月球的质量为 ．，公转速度为 在其后ｔ．到ｔ． 时间内地球喷出了一些物质，到了时刻ｆ．，地球剩余质量为Ｍ．，公转速 ２结论 度变为 则对上式积分可得： 根据上面的讨论可知．正是在地球发生巨大火山喷发时月雏被射 Ｍ ｆ ｄｖ＝一ｕ Ｉｄ肘，７ —＋ 一 ＿ｕｌｎ（Ｍ］Ｍｊ） 入绕地球运转的轨道．然后不断地凝聚轨道附近的星云物质而变得越 来越大．并在星子撞击或火山驱动下渐渐地远离地球．演变成今天的 设月球原有质量与第１秒火山喷发后剩余质量比为Ⅳ ，月球球 月球 可见月球是由地球生成的．因此．这个月球起源新解说可被称为 剩余质量ｒ包括落回月球的物质的质量）与第２秒火山喷发后剩余质量 “代生理论（ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ）”。这个新解说具有许多的优点．能够很 比为Ⅳ２，…，以此类推，设火山喷发前地球原有速度为 第ｉ秒火山喷 好地回答现有解说所不能回答的许多问题 发射出物质的速度为‰第ｉ秒火山喷发后地球获得的速度为 则 （１）对于“为何地球和月球具有几乎相同的同位素组成”的问题． ｌｎ（Ⅳ３），…一， ｒ １＝ｕｋｌｎ（Ⅳｋ） 回答是由于月球上的物质多数是从地球上喷发出来的．少数来自星际 ｌＩｎ（Ⅳ１）， ｒ Ｍｄｎ（Ⅳ２），ｖ３－ｖ２＝ｕ￣一般可认为¨Ｉ＝Ｍ 一ＭＩ＇＝ｕ且ＮＩ＝ 一．＝ ＝Ⅳ（其中ｕ＞Ｏ，Ｎ＞０） 物质．因此地球和月球具有几乎相同的同位素组成 于是 （２）对于“月球上为何缺少挥发分”的问题．回答是由于地球喷出 口ｋ—ｖｏ＝ｋｕｌｎ（Ｎ） 火山岩和火山灰时挥发分散失殆尽．因此由地球喷出的火山岩和火山 在计算火山活动时，应该参照其他星球上的数据 地球历史上著 灰凝聚而成的月球上缺少挥发分 名的维苏威火山持续喷发了１Ｏ多个小时．每秒能喷出１．５４３２１万吨 （３）对于“月球上为何缺少铁元素”的问题．回答是在地球的形成 碎石、熔岩、灰烬和气体。被人们誉为“地中海灯塔”的意大利斯通博利 过程中．地球经过熔融分异形成了地核、地幔和地壳ｉ层，比重较大的 火山几乎连续喷发了至少１００年之久 旅行者１号发现木卫一上的火 铁元素已沉入地核，较轻的元素浮在上层。月球上的物质多数是从地 山喷射速度可达１０００ｍ／ｓ 球火山口喷射出来的．这些物质多数来自地幔或地壳．因此月球上缺 火山喷发还与地理位置有关系 由于月球西半球发生火山喷发的 少如铁那样的重元素 另外．月球也经过熔融和分异，铁元素熔融物质 概率和强度都高于东半球 因此月球西面所受火山推动力大于东面所 下沉到月球中心．形成由铁、镍等元素组成的月核．因此从月球表面所 受火山推动力，这就会使月球公转增速．发生远离地球的变轨 采的月样往往缺少铁元素． ．由于月球上可能有多个火山口同时喷发．因此可以不过分地假设 （４）对于“为何月球的密度（３－３ｇ／ｃｃ）比地球的密度（５．５ｇ／ｃｃ）要小” 有一个火山群每秒喷物总量为１．５４３２１ｅ９ｋｇ（相当于１个维苏威火山 的问题．回答是月球主要是由地球火山喷射出来的火山灰、浮石等物 １５１每秒的喷发量）．而且火山喷射物质的速度为１０００ｍ／ｓ，￣０经过１个 质凝聚而成的，这些物质的密度较小．导致月球的平均密度也较小 另 小时的连续喷发，可使质量为７．３４９ｅ２０ｋｇ的月球公转增速７．５９３９３ｅ一 外．地心引力远大于月心引力，致使地球的密度大于月球的密度 还 ８ｍ／ｓ。这个增速可以使月球从近地点距离 ８２００ｋｍ和远地点距离ｒ２＝ 有，地球形成初期．靠近太阳，绕太阳高速旋转．致使地球内部温度剧 ８２２０ｋｍ的椭圆轨道变轨到远地点距离增加０．０３３ｍ的轨道上：也可以 烈升高，使地球达到高度的熔融状态 而月球绕地球旋转 其旋转速度 使质量为７．３４９ｅ２２的月球从近地点距离ｒ ：２０００００ｋｍ和远地点距离 比地球绕太阳旋转速度慢得多．因此月球内部积聚的温度比地球熔融 ｒ２＝２２００００ｋｍ的轨道变轨到远地点距离增加０．０４ｍ的轨道上 状态时的温度低得多．因此月球内部未达到地球曾有过的熔融状态． 正如式（１０）和（１１）所表明的那样，在从近地点出发驶向远地点的 因此月球的密度要低于地球的密度 半椭圆轨道上的任一点Ｄ发生同样规模的火山喷发都能使月球获得 （５）对于“为何有的行星有卫星而有的行星没有卫星”的问题．回 差不多相同的增速效果．因而可使月球发生差不多相同规模的变轨 答是水星和金星表面温度较高．其上没有水或冰．很少产生火山喷发． 由于月球早期轨道离地球较近，公转速度较大，积蓄的热能较多 因此 故没有形成卫星；而地球、火星、木星、土星、天王星、海王星上面存在 火山喷发频率和强度都大得多 这就使得月球在一年之内发生多次上 大量的水或冰．产生过无数次火山喷发．因而形成了各自的卫星 述规模的变轨的概率相当大 当月球轨道远离地球时．比如近地点距 （６）对于“先前的月球起源解说无法解释地月系统高角动量”的问 离ｒ￣＝２ＯＯＯＯＯｋｍ和远地点距离ｒ２＝２２００００ｋｍ．虽然火山喷发频率变小． 题，回答是随着地球大气层的增长．地球自转的速度在逐渐加快．并且 但同样幅度的月球增速却可以使月球发生好几倍的变轨 表１还列出 在地心引力的拖曳下．月球绕地球的公转速度也会增加．从而使月球 了用计算机算出的多种不同轨道的火山喷发可引起的月球变轨数据 渐渐地远离地球 所以地月系统的角动量在不均衡地变化着 根据这种计算可知．在１０亿年之内月球能够远离地球好几万公里 但 （７）在４５亿年前地球上就出现了火山喷发．从那时起地球火山喷 当月球被驱动到一个更靠近太阳的轨道时．来自太阳的巨大热量就将 发就一直没有停止过．所以由火山云凝聚成月球的概率远远大于由星 月球上的水气几乎全部蒸干．留下一个再也不能产生火山喷发的干涸 球碰撞所生云团凝聚成月球的概率大得多 可见本解说比碰撞说更加 月球。但由于地球自转速度的不断增加．在地球万有引力的牵引下，月 自然，更具说服力。● （下转第２０２页） 球还在渐渐地远离地球 ’ ０ ｌ科技视界ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎ。 。ｇｙ Ｖｉｓｉ。ｎ 科技・探索・争鸣 Ｓｃ科ｉｅｎｃｅ＆Ｔｅ技ｃｈ视ｎｏｌｏｇｙ界 Ｖｉｓｉｏｎ ５＿３环境地质条件 隐患．建议今后按开采设计规定的边坡角和台阶生产，避免坍塌、滑坡 矿山为露采矿山．矿石中未发现对大气环境及人体有害的元素和 等地质灾害的发生 物质 矿山开采后主要对区内地形、地貌会较大的改变。将形成多级人 （５）应注意剥离的废弃土石的堆积．防止崩塌、滑坡、矿山型泥石 工岩质边坡．局部采空区坡体可能因卸荷诱发地表开裂或变形 因矿 流等地质灾害的发生 山工程活动频繁．可能导致植被有所破坏．存在水土流失现象．尤其是 （６）加强水文地质、工程地质、环境地质的调查和监控，确保矿山 在采空区分布范围一带．因此矿山开拓剥离表层土时．应妥善运至远 安全生产。加强废石、废水、浮尘的管理．采取切实环保措施，保持生态 离冲沟的堆土场区．以利于矿山闭坑复垦时对表层土的再利用 由于 环境，避免环境污染。● 矿山采用露天开采．生产用水量较小、且主要来自附近地表水，因此， 矿山开采对附近水环境污染指数小。矿山环境地质条件属简单类型 【参考文献】 综上所述．矿床开采技术条件综合归类属Ⅱ一２类型 ｆ１１中华人民共和国地质矿产行业标准．ＤＺ／Ｔ ０２０７—２００２［Ｓ］．中华人民共和国国 土资源部．２００２—１２—１７． ６结论及建议 ［２］ＤＺ／Ｔ０２１３—２００２冶金、化工萤石及白云岩、水泥原料矿产地质勘查规范［ｓ】． （１）该矿山矿石自然类型为浅灰黄、灰绿色粉砂岩、石英细砂岩 ［３］ＧＢ／Ｔ １３９０８—２００２固体矿产地质勘查规范总则【ｓ】中华人民共和国国家质量 矿石工业类型为建筑石料用砂岩矿石 其成因类型为陆源碎屑沉积型 监督检验检疫总局．２００２－０８－２８． 矿床。 ［４］ＧＢ／Ｔ １７７６６—１９９９固体矿产资源／储量分类ｆｓ］ｌ国家质量技术监督局，１９９９—０６— ０８． （２）该矿石物理力学性质较好，属坚硬岩，其岩体基本质量等级属 ［５］ＧＢ，＇Ｔ １２７１９—１９９１矿区水文地质工程地质勘探规范ｆｓ１． Ⅱ一Ⅲ类 （３）该矿床开采技术条件综合归类为Ⅱ一２类型 ［责任编辑：汤静］ （４）矿床开采现状显示采场断面垂高较大，边坡角较陡．存在安全 （上接第１８９页）１）大修前绘制ＲＸ２０米平台布置图； 效的防冻管理．常用措施有： ２）ＲＸ２０米小隔离区准人人员须经培训一考核—授权．授权名单 １）电气盘停盘统一考虑通风、加热器、伴热带等再供电需求；有条 交核岛经理备案： 件的系统及时排空实施隔离： ３）核岛经理控制进岛人数，根据《反应堆压力容器开口期间防止 ２）对厂房温度、供暖设备、门斗、棉门帘进行巡查；ＭＸ厂房和ＰＸ 异物进入堆芯的控制办法》进行现场管控： 泵房门窗保持关闭上锁： ４）明确２０ｍ小隔离区管理要求．包括场地布置人员安排．登记控 ３）大件运输需开厂房大门．由专业提前一天在常规岛协调会上申 制要求等： 请．并列入三天滚动计划：开门后专业对大门周围设备进行测温，低于 ５）明确各专业场地自查及交接要求．核岛经理留存场地交接单复 ５℃时及时关门 印件 ４．６．４通讯、照明、防护用品等资源管理 ４．６．２ ＭＸ１６米平台管理 通讯、照明、防护用品的配置大修前需要统一周全考虑 常规岛ｌ６米平台在大修期间检修项目多、部件摆放紧凑、检修场 １）大修前对厂房电话系统通讯测试．提前考虑需临时增加的话机 地密集、防异物要求高，有其专门的管理措施： 及需要开通外线的位置．如：ＲＸ８Ｍ／２０Ｍ守卫，环吊司机等： １）大修前绘制ＭＸ１６米平台布置图： ２）日常不使用厂房的照明、卫生间、通风检查： ２）设立防异物隔离区．包括大隔离区和发电机，励磁机小隔离区 ３）大修期间合理调配ＡＣ／ＥＴ／ＬＸ厂房更衣间的防护用品： 两个部分；隔离区要求有专人值守．出入人员和携带物品需检查登记： ４）大修期间常规岛已停运．可适度开放对讲机、手机等无线设备 ３）维修人员须经防异物培训一考核一授权：需在大隔离区操作的 运行人员，应持操作指令、穿连体服、登记携带物品后进入。 的使用。ｅ ４．６３ 防冻管理 ［责任编辑：汤静］ 红沿河地处高纬度地区．冬季大修需对常规岛厂房和泵房实施有 ｛上接第１１８页）工程行业的项目都远离公司总部，施工环境复杂 多变．如果没有好的管理．不仅仅在于成本管理不力带来的大额亏损． 筑业企业的发展战略规划，以顺应历史潮流的发展。ｅ 资金管理不严带来的财务风险．更严重的是质量管理、安全管理不善 【参考文献】 将对企业经营资质带来巨大威胁 行业的高风险性．要求把中标项目 ［１］迈克尔・波特竞争战略ｆＭ］．陈小悦＇ｉ罩．华夏出版社，１９９７ 管理好．该赚的钱赚回来 因此要在工程的管理上实施有效的管理方 ［２］于健对企业发展战略问题的思考ｌ Ｊ＿．企业研究，２００６（０３）． 式，来实现企业的利润最大化。实现通过组织和流程管理体系的优化、 ［３］杜光宇．建筑企业发展战略的思考 ．内蒙古科技与经济，２００４（０２）． 规范化，提高＿丁程企业管理系统性：从项目跨地域管理特征出发，以成 ［４］中投顾问．２０１０—２０１５中国建筑业投资分析及前景预测报告 ２０１０． 本管理为中心建立工程管理信息化系统．实现工程管理的定量化、信 ［５］格里高利．Ｇ．戴斯，Ｇ．Ｔ．拉普金．战略管理创建竞争优势ｆＭ１．邱琼，刘辉锋，译．北 息化、网络化。 ． 京：中国财政经济出版社．２００４． 综上所述，面对新的经济形势，建筑业企业需要不断探索和研究． ［６］张显涛．中国建筑第八工程局第一建筑公司发展战略研究ｆＤ１．天津大学，２００６． 从宏观找出路．从内部挖潜力，从市场找机会．多措并举．切实做好建 ［责任编辑：汤静］ （上接第１１Ｏ页） 【参考文献】 Ｐａｒｅｎｔ（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｃａｇｏ）ＩｎＬＪ． ［１］Ｃａｎｕｐ，Ｒ；Ａｓｐｈａｕｇ，Ｅ（２００１）．Ｏｒｉｇｉｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｏｏｎ ｉｎ ａ ｇｉａｎｔ ｉｍｐａｃｔ ｎｅａｒ ｔｈｅ ［４］Ｃｕｉ—ｘｉａｎｇ Ｚｈｏｎｇ．Ｏｒｉｇｉｎ ａｎｄ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＭｏｏｎⅡ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ＩＡ Ｕ ｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ Ｅａｒｔｈ’Ｓ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ［Ｊ］Ｎａｔｕｒｅ ４１２（６８４８）：７０８—７１２． Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｎｏ．２９８：２５７（２０１４）． ［２］Ｔｏｕｈｎｕｌ，Ｍ．；Ｋｌｅｉｎｅ，Ｔ．（２００７）．Ｂｏｕｒｄｏｎ，Ｂ．；Ｐａｉｍｅ，Ｈ ；Ｗｉｅｌｅｔ，Ｒ Ｌａｔｅ ［５］Ｃｈａｎｇ，Ｋｅｎｎｅｔｈ（１３ Ｍａｒｃｈ ２０１ｔ）Ｑｕａｋｅ Ｍｏｖｅｓ Ｊａｐａｎ Ｃｌｏｓｅｒ ｔｏ Ｕ．Ｓ．ａｎｄ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｌｏｎｇｅｄ ｄｉｉｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｎｏｎ ｉｎｆｅⅡｅｄ ｆｉ＇ｏｍ Ｗ ｉｓｏｔｏｐｅｓ ｉｎ Ａｌｔｅｒｓ Ｅａｒｔｈ’Ｓ Ｓｐｉｎ［Ｎ］．Ｔｈｅ Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ Ｔｉｍｅｓ． ｌｕｎａｒ ｍｅｔａｌｓ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ ４５０『７ｌ７３１：１２Ｏ６—９． Ｉ ３ ｌｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｓｔｒｏｂｉｏ．ｎｅｔｌｐｒｅｓｓｒｅｌｅａｓｅ１４６７３／ｔｉｔａｎｉｕｍ—ｐａｔｅｒｎｉｔｙ—ｔｅｓｔ—ｓａｙｓ—ｅａｒｔｈ— ［责任编辑：汤静］ ｉｓ—ｔｈｅ—ｍｏｏｎｓ—ｏｎｌｙ—ｐａｒｅｎｔ．Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ｐａｔｅｒｎｉｔｙ Ｔｅｓｔ Ｓａｙｓ Ｅａｒｔｈ ｉＳ ｔｈｅ Ｍｎｏｎ’ｓ Ｏｎｌｙ 科技视界Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ
