月岩的构成物质第一眼看上去和地球差不多,但实际上有着很大的区别。与地球岩石相比,月球上非常缺乏可以构成岩石的挥发性元素,比如钾。月球高地的岩石中含有大量斜长石(含钙、钠的铝硅酸盐),如果月球经历的火山活动和地球类似,那它绝不会形成如此多的斜长石。斜长石比其他矿物轻,这说明,月球的地壳顶部曾经处于熔融状态,使含有大量斜长石的物质浮到表面,并从此固定下来。月球地壳中的斜长石含量表示,月球表面曾经存在一个深度至少达到几百千米的液态岩浆洋。
和包括地球在内的其他行星一样,月球是一个两极稍扁、赤道略鼓(因为自转)的天体。但以月球目前的自转速度来看,月球赤道区隆起的程度偏高。这也许是因为月球的形状在它的一部分仍然处于高温熔融状态时就已经固定了,而且它在过去的自转速度比今天更快。
岩石的主要成分之一是氧,氧一共有三种同位素,它们在太阳系不同天体中的相对比例均不相同。比如,地球和火星的氧同位素比不同,而且大部分陨石的氧同位素比也不同。奇怪的是,地球和月球的氧同位素比却是相同的。目前科学家正在努力研究这一发现背后的重要意义。也许,这意味着地球和月球诞生于太阳系的同一个地方,且两者是由相同的材料构成的。或者说,它们在形成后曾经交换了大量物质。
就在不久之前,月球还被认为几乎完全不存在水,十分干燥。然而,航天器测量后发现,月球北极附近将近40个环形山下方深处(至少两米深)存在水冰。这些环形山均位于太阳辐射无法到达的阴暗处,因此水冰不会被蒸发。对阿波罗计划带回样本的最新分析表明,月球内部含有大量水分,都被锁在矿物里,它的内部可能曾经和地球内部一样湿润。(www.xing528.com)
月球的平均密度比地球和其他类地行星低得多,因此几乎可以肯定月球的铁含量相对比较低,可能只占总质量的10%,只有地球的1/3。月球的大部分铁都被困在硅酸盐矿物中,不过,月球的重力场表明月球中心可能存在一个小小的富含铁的核。和地球岩石一样,月岩同样严重缺乏亲铁元素。假如这些元素是在月球发展初期与铁结合后沉入内核的,那一切就说得通了。
阿波罗计划曾4次在月球表面放置了地震仪,让科学家能够直接监测月球内部的地震情况。月球和地球一样都会经历地震,只是月震的强度要更弱。收集到的地震数据和轨道飞行器测量到的月球引力结果显示,月球有一层几十千米厚的地壳,地壳下面是密度比它大的地幔岩。月球的地壳厚度极度不均,面向地球的一面总体来说比背向地球的一面更薄。因为较薄的地壳更容易被液态岩浆穿透,所以月海都集中在月球正面,但月球两面的差异性仍然无法解释。
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