月球地質學

1969年以來阿波羅相繼六次登月和Нуда三次登月，取回380多公斤樣品進行地面精細研究，對月球表土與岩石的化學組成與礦物成分、火山與岩漿活動、撞擊成坑與斷裂體系、內部結構與演化取得了整體性的深入認識，奠定了月球地質學發展的基礎。20世紀末，月球地質學作為一門重要學科已經形成。

基本介紹

• 中文名：月球地質學
• 外文名：Lunar geology
• 研究內容：研究月球地質及演變過程

簡介

月球是地球的唯一衛星，自1610年伽利略首次用望遠鏡觀測月球以來，逐步揭示了月球正面的地貌特徵，並編制了各種月面圖，建立了月球各地質單元的相對年齡，通過反照率與反射光譜測量對月表物質成分有了粗略認識。1957～1968年，由於大氣外觀測技術的發展和一系列空間探測器對月球的觀測，對月球的整體加深了認識，編制了月球地形圖、地質圖和構造圖。

月球地質學

研究領域

月球地貌分區：

根據月面的地貌特徵，可分為高地（月陸）、月海和火山地貌。月海和月陸覆蓋月面80%的面積。月面22個月海絕大多數分布在月球正面，如風暴洋、雨海、靜海、澄海、豐富海等，是39億年前大量小天體撞擊月面而形成的，月海周邊的山脈為撞擊濺射物堆積形成。月陸的年齡老於月海。月球是一個無大氣、無水體、無生命活動、冷熱劇變的死寂世界，僅有太陽輻射引起月岩的物理崩解和各類小天體撞擊產生的濺射物的撒播。月表覆蓋著一層粒徑<1mm的鬆散的岩石碎屑、玻璃碎塊及少量隕石物質與粉塵組成的厚度為數厘米至數十厘米的月壤。月壤形成年齡為200～500Ma。

月球地質史分期與構造特徵：

根據地層覆蓋、侵入穿插和撞擊坑的密度，將月球的地質史分期從老到新劃分為：前雨海紀（保留最古老的月陸及古撞擊坑殘跡）、雨海紀（大型撞擊形成大量月海）、風暴洋紀或月海紀（大面積玄武岩噴發形成月海玄武岩）、愛拉托遜紀或後月海紀（輻射紋消失的撞擊坑）及哥白尼紀。

月壤與月岩：

月表覆蓋著一層月壤，是由長期隕石及微隕石撞擊及其濺射物堆積所形成的岩石碎屑、粉末、角礫、衝擊熔融玻璃及火山玻璃組成的土壤層。月球的岩石主要有三種類型：①高地斜長岩；②月海玄武岩；③富含KREEP的岩石，常為蘇長岩，可能由富斜長石的岩石部分熔融所形成。

月球內部結構：

根據天然月震和大型隕石撞擊月表產生月震的記錄，證明月球內部具有殼層狀結構。正面月殼的厚度約50km，背面厚約72km；月球岩石圈的厚度至少可延伸到1000km的深度。根據月球內部電導剖面的研究表明，月球金屬核的半徑約360km；根據月球磁場的測定，月核半徑約400～500km；月球內部最高溫度不超過1300℃，沒有達到物質熔融的溫度。

月球的地質演化：

月球曾產生過多次局部熔融，月球形成初期，月球的大部分曾加熱到1000℃。距今41億年前，月球產生過第一次規模較大的岩漿活動，通過岩漿分離作用，形成了斜長岩月殼。距今40億年前，月殼局部重熔，形成非月海玄武岩。根據月球捕獲成因說，地－月距離的變化使月球旋轉扁率變化，產生南北向壓力，形成月球上的X型斷裂。距今39億年，小天體的大規模撞擊月球，形成月海盆地，即雨海事件。距今39～31億年，月球產生過第二次大規模岩漿活動，月海玄武岩噴發，月海被玄武岩充填的次序為雨海西、雨海東、濕海、危海、靜海、豐富海、澄海、風暴洋。31億年以來，月球的地質演化處於停滯狀態，距今20億年前，月球曾受過一次重大的加熱事件。相繼形成愛拉托遜式輻射撞擊坑及哥白尼式輻射撞擊坑。在各類小天體不斷撞擊和太陽輻射作用下，形成覆蓋月面的月壤。

研究方向

儘管對月球的觀測與研究作過大量工作，21世紀的研究領域可歸納為：

（1）月球成因，不論分裂說、雙星說或捕獲說，都難以圓滿解釋月球的基本特徵與演化規律。

（2）月球早期演化史，特別是距今41億年前，月球的物質分布與分異、能量來源與分配、地質過程與特徵。

（3）月球內部結構，各圈層的物質組成、溫度分布、月岩剩磁成因、質量瘤成因等。

（4）月球三類主要岩石類型的成因聯繫。

（5）月表海、陸分布的起因。

（6）地－月形成和演化的共性與特性，月球演化對地球早期演化的對比研究等。