地球的起源与演化-天文地质(4)
据目前研究成果,类地行星的内部构造大体与地球相似,类木行星的内部构造了解相对较少。行星的内部构造一般均可分为星壳、星幔和星核3个圈层。但不同行星由于其演化过程不一样,其星壳、星幔和星核的厚度比及体积比是不同的。星核一般主要由较重的元素(Fe、Ni、Si、C等)组成,密度较大;星壳一般主要由较轻的元素(Si、O、H、He等)组成,密度较小;星幔具有过渡性质。水星和金星的核可能为高温的熔融体,而火星和木星可能具有固体的核;类地行星的幔体大多为固体;它们的壳层,除木星外,也均为固体岩石层,且一般较地球厚(表12.3)。
表12.3 行星内部结构模式
(三)卫星
卫星是围绕行星运行而本身不发光的天体。迄今为止,已发现火星有卫星2个,木星有16个,土星有23个,天王星有5个,海王星有2个,冥王星有1个。月球是地球唯一的卫星,与地球相距近,目前了解最多,这里主要简单介绍月球的地质特征。
1.月球的表面地形、地质特征
月球的直径大致是地球的3/11,质量约为地球的1/80,其地面引力只有地球的1/6。月球上没有水体,因而也没有河流、湖泊和海洋,全部为陆地;月球上也没有大气,基本处于真空状态。因此,月球上没有动物和植物,连细菌也难以生存。
月球上地形起伏,高差很大。它的地表形态主要有:
(1)月海 月海地势低平广阔,是月面上大型的圆形盆地。因反照率低,平时肉眼观察为暗黑色斑块。已知的月海有22个,绝大多数分布在月球的正面(向着地球的一面)。月球正面的月海,约占半球面积的1/2。月海的直径一般为数百公里,最大的是风暴洋,直径达1740km,面积约5×106km。月海面普遍比月球平均水准面低,最低的是西海,深达6000多米。月海盆地周围,大多为环形山围绕,盆地内部也分布有不少山岭。月海的成因一般认为与大规模陨石或小行星冲击有关。
(2)月陆 月海周围的高地称为月陆,是正地形单元,因反照率强,肉眼看去比较明亮。在月球的正面,月陆面积和月海面积几乎相等。但在月球的背面,月陆面积则大得多。月陆一般比月球平均基准面高2000~3000m,地形起伏较大,还分布有高大的山脉。月陆形成的年代比月海要老。
(3)月坑 月球上遍布环形的坑,称为月坑。直径小者几米,大者超过1km。月坑总数在3万个以上,其中直径超过1km的月坑约占月球表面积的7%~10%。月坑的深度自几十米到6000m不等,但底部很平坦,其内侧陡,外侧较缓。一般认为月坑是由陨石(或小行星)撞击而成的爆炸坑。
(4)山脉和峭壁 月球表面的山脉主要分布在月陆,山势险峻,连绵延续,长可达数千公里,一般高3000~4000m。最高达9000m,可与地球上的最高峰珠穆朗玛峰相媲美。目前在月球上已发现高度在1000m以上的高峰300余座,其中6座高度超过6000m,20座高达5000m,80座高达4000m。除山系外,月球表面还发现四条长达数百公里的峭壁。
月球表面的褶皱构造不发育,主要是月海盆地内分布的堤形隆起。有的研究者认为,可能是由于岩浆侵入使上覆岩层向上拱起而形成的。
断裂构造在月面上较为常见,已发现有延伸数百公里的深大断裂及长200~300km的弧形断裂。月球上的断裂和裂隙,往往具有明显的方向性,主要有北东-南西和北西-南东两个方向。这两组断裂交叉发育,形成了格子状构造。月球上断裂的规模远比地球上的断裂小,这可能与月球体积小、自转速度慢(比地球慢27倍)、构造活动弱有关。
2.月球的内部构造及物质组成
通过放置在月球表面上的仪器对月震的探测,了解到月球的内部构造和地球一样,具有三层结构,即月壳、月幔和月核。月壳是月球最外面一层,厚60~65km,大致以25km深度为界,分为上月壳和下月壳。上月壳主要由玄武岩组成,其顶部1~2km,为岩石碎块和月壤;下月壳由富含斜长石的辉长斜长岩及斜长苏长岩组成。65km以下为月幔,深度延至1000km深处,它们的物质大致与地球的基性岩和超基性岩(橄榄岩、辉石岩和榴辉岩)相当。月球的岩石圈将近1000km厚,包括了月壳和月幔。1000km至月心为月核,可能部分处于熔融状态,大致与地球的软流圈相似,其温度为1000℃左右,据推测,由富含铁的硅酸盐组成。
(四)小天体
太阳系除了太阳、行星和卫星外,尚有许多小天体,包括小行星、彗星、流星体和陨石等。小行星是指位于火星和木星之间数以千计的石质天体,最大直径1003km。彗星是一种质量较小、形态特异的天体,由彗核、彗发和彗尾组成,成分主要是碳、氢、氮、氧组成的挥发份,含有镁、铁、硅酸盐岩石碎片和尘埃。流星原是绕太阳运动的小天体,受地球引力改变了轨道,穿过大气时而发光,便成为流星。流星穿过大气受热燃烧,没有燃烧完剩余的部分掉到地面就称为陨石。
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