月球到底怎么形成的?为什么总是一面朝着地球?

根据目前主流理论,月亮形成于一场行星撞地球。

月球撞击假说

太阳系最开始不止8颗行星(不包括冥王星),而是还有一颗和火星体积大小差不多的行星忒伊亚,但该行星在地球诞生后不久,就与地球轨道发生了碰撞。

碰撞产生的巨大撞击力导致该星球解体,其中一部分星球碎片留在了地球上,另一部分飘向了宇宙中,由于地球引力的存在,这些碎片并没有飞出去太远,而是围绕着地球转动。类似于土星环。

后来,这些碎片比较密集的地方引力比周围稍大,逐渐吸引周围的物体凝聚在一起。由于质量越大引力也就越大,所以周围的碎片逐渐朝着引力坍塌的方向汇聚,最终形成了月球。

证据

和警察破案一样,科学家们在提出一个理论时,也要有一个不容反驳的证据。

事实上,在最开始,人们认为月球是地球甩出去的物质,这是达尔文的儿子乔治.达尔文在1898年提出的理论。

乔治.达尔文认为地球早期温度非常高,呈流体状。当地球在高速运转时,流体的地球物质很容易被地球甩出去,从而形成月球。

支持这一观点的证据是:由于月球是被地球甩出去的,所以月球离地球的距离应该越来越远,事实上这和人们观测到的相符,月球确实是在远离地球。

但是,反驳该理论的证据是:如果月球是被地球甩出去的,那么月球应该不会只有一个面对着地球。也就是月球不应该被地球潮汐锁定。

1946年,科学家雷金纳德·奥德沃思·戴利试图解释为什么月球会被地球潮汐锁定。他认为,月球和地球曾经短暂地在一起过,后来才形成的月球,该理论就是月球撞击假说。

月球撞击假说的证据是土壤。在上个世纪时美国和苏联都曾将月球上的土壤带回到了地球,通过对比岩石中氧的同位素发现,这两者的比例是完全一致的。而且,月球上的岩石和地球上的岩石年龄非常接近,这意味着地球和月球曾经是一个整体。

由于月球的质量比较小,再加上离地球比较近,所以月球受地球引力的影响较大,才围绕着地球转动,成为地球的卫星。再加上月球收到地球的潮汐力较大,在之后的几十亿年里自转速度逐渐被拖慢,最终月球被地球潮汐锁定,只有一面对着地球转动。

缺陷

虽然撞击假说是月球诞生的主流理论,但该理论仍存在着缺陷,还差几个比较重要的证据。

首先,根据模型推演,忒伊亚在撞击地球时,能量肯定非常巨大,以至于会出现岩浆海,但是目前并没有找到相关的证据。

再者,《科学》杂志刊登的芝加哥大学副教授尼古拉.道菲斯的土一个观点:如果月球上真的是由两颗天体互相撞击而成,那么该星球上的物质就像人的遗传一样,应该有来自于两颗星球的物质,两者比例各占一半一半。但是分析结果显示,月球和地球之间的化学成分几乎没有差异。

目前这两个缺陷仍旧没有理论可以解释,或许月球诞生的真正秘密就藏在这两个缺陷里。

月亮的形成对地球的影响

有一部分科学家们认为,忒伊亚撞击地球后,对地球产生的积极一面。在地球刚刚形成之初,地球并没有一个稳定的自转轴,而是像陀螺一样不稳定,这样的自转方式导致地球上的环境一会儿寒冷异常,一会儿又炎热无比,非常不利于生命的诞生。

忒伊亚的撞击,使得地球的自转轴维持在20多度的倾斜角上,该自转方式比较稳定,地球上才有了四季和稳定的气候,而这是复杂生命诞生的基础。

再者,月球的存在拖慢了地球的自转速度,我们知道地球对月球有潮汐力,并且已经将月球潮汐锁定了。然而月球对地球也有潮汐力,由于月球的引力影响,地球上的海水会出现涨潮和退潮现象。

在不停的涨潮和退潮之间,海水会不停的消耗地球的动能转化成热能释放出去,最终导致地球自转速度变慢。近期发表在《古海洋学和古气候学》论文中指出:

白垩纪晚期的全年时长与现时一样为8760小时,但“日轮”却显示地球自转一年是372日,那么将总时长除以自转日数,就可以得出当时每日约有23.5小时的结论。

也就是说,地球自转速度一直在变慢,未来有一天,或许地球自转一圈的速度等于围绕月球转动一圈的速度。