在「地標搜查」部份,我們介紹了月面不同地貌的形成和演化。可是,當中涉及了不少容易混淆的概念,例如月溪和月海的表面波紋可以由不同的過程形成,可能會特別令初學者覺得混亂。在這一部份,我們把這些知識作統整,作為「地標搜查」的摘要。

1. 月海的形成和演化

月海的前身是巨型隕石隕擊盆地,隕擊盆地形成後,一些月球內部的放射性物質的衰變產生大量熱能,使月球內部距表面數萬公里的岩石重新熔化,並沿隕擊盆地底部的裂紋向上湧流出表面,漸漸填滿了整個隕石坑,形成月海。

由於月球內部向上湧出的熔岩是火成岩,鐵和鎂的成份較多,於是較深色,使月海的顏色較深。

2. 月海沉降

熔岩上湧時,熔岩的巨大重量會令月海向下沉降,這時會形成不同的地貌:

1. 在月海邊緣形成「弧形月溪」(例子:濕海東部Hippalus旁的弧形月溪)
2. 在熔岩表面形成「皺脊」(例子:雨海近虹灣部份、晴海東部的蛇脊等。)
3. 月海邊緣的隕石坑會形成不完整的坑壁。(例子:酒海邊緣的Fracastorius和Beaumont、濕海邊緣的Doppelmayer和Hippalus、死湖等。)

3. 月球的熔岩活動

地球最明顯的熔岩活動是火山爆發,月球的熔岩活動並非如此劇烈。主要是地底物質的放射性衰變,產生大量熱能,令熔岩沿月面的裂縫向上升。

如果熔岩能成功上升到地面,則可能形成:
1. 月海。
2. 黑點 (例子:Alphonsus表面的黑點)。由於熔岩內含有氣體,這些氣泡會在上升時因減壓而脹大,到達表面時爆開,把熔岩物質濺到上空,然後落下,形成這些可視為「熔岩灰」的黑點。
3. 有火山口的拱形小山。

如果熔岩未能成功上升到地面,則令月面脹起,可能形成:
1. 高地 (例子:Aristarchus高原)。
2. 沒有火山口的拱形小山。

4. 月溪的形成

1. 熔岩上湧時,因熔岩流動沖刷而成 (例子:雨海東南部的Archimedes Rille和Hadley Rille、坑底斷裂隕坑內的複雜月溪系統、蛇谷等。)
2. 地殼的兩側朝相反方向運動,使中間地塊相對於兩側地塊陷落。這類月溪的形狀通常較直。(例子:亞爾卑斯月谷、Ariadaeus Rille等。)
3. 月海因熔岩上湧時熔岩的巨大重量而下塌時,在隕擊盆地邊緣產生的裂縫。這類月溪的形狀通常呈弧形。(例子:濕海東部Hippalus旁的三條弧形月溪)

5. 皺脊的形成

當月海下塌時,熔岩也下塌,因此熔岩便要下塌進較小的空間,如同把一隻圓碟壓入碗的內部一樣,於是一定有些地方便會突起。(例子:雨海近虹灣部份、晴海東部的蛇脊)

6. 輻射紋的形成

由隕石撞擊時彈出的次隕石產生,因此在次生坑周圍形成,而且是非連續的。(例子:哥白尼北面的Pytheas坑周圍的次生坑。)

7. 為什麼輻射紋很光亮?

1. 撞擊時部份較小的彈出物為粉狀,而粉狀的碎石容易反射陽光,如同玻璃粉呈白色的原理一樣。
2. 形成輻射紋的岩石來自淺色、密度較低的高地岩石 (例子:第谷),也可能是撞擊產生的巨大能量把大量深層的淺色高地岩層彈起出來。(例子:哥白尼)
3. 隕石坑很年輕,沒有足夠時間讓其他過程把顏色轉深 (例子:第谷、哥白尼)

8. 為什麼輻射紋會漸漸消失?

1. 輻射紋可能被熔岩淹沒 (例子:雨海的Archimedes)
2. 輻射紋的物質會被後來的小隕石撞擊變成更小的粉末和混合了其他小隕石的物質,經歷數以億年計的類似過程後,便會漸漸變得淺色。(例子:哥白尼東北面的Eratothenes、雲海的Bullialdus等。)

因此,輻射紋的明顯程度可顯示隕石坑的年齡。有明顯輻射紋的隕石坑(如哥白尼和第谷),年齡較輕。

9. 如何能決定隕石坑的年齡?

1. 運用輻射紋的光度,越光越年輕。
2. 運用隕石坑上面的小坑數量,數量越少,則越年輕。

10. 如何形成裂底隕坑 (Floor-Fractured Crater)?

月球表面有不少位於月海邊緣的隕石坑都是深度極淺,有凸起的山脊和複雜的月溪系統,例如Posidonius和Gassendi。

這些隕石坑原來複雜坑,剛好落在環上。當熔岩上湧時,熔岩的重量令隕擊盆地中心向下塌,這令隕擊盆地邊緣形成不少斷層。接著,熔岩透過斷層湧上隕石坑,淹沒坑的內部,令深度變淺,並產生壓力推高整個坑底,做成很淺的坑和凸起的山脊。熔岩在坑內的流動時,則做成了複雜的月溪系統。

11. 為什麼有些隕石坑壁會不完整?

1. 熔岩上湧時,月海邊緣的隕石坑會向月海中心傾斜,熔岩繼續上湧時會淹沒坑壁的一部份。(例子:酒海邊緣的Fracastorius和Beaumont、濕海邊緣的Doppelmayer和Hippalus、死湖等。)
2. 有斷層在隕石坑內,熔岩上湧時,熔岩的重量使斷層的一邊向下陷,使這一邊的坑壁埋在熔岩下。(例子:虹灣)

12. 月海表面波紋的成因

1. 皺脊 (例子:雨海近虹灣部份、晴海東部的蛇脊等。)
2. 差一點便被熔岩完全淹沒了的隕石坑 (例子:寧靜海的Lamont)

13. 什麼是拱形小山?

拱形小山便好比地球的火山,代表那裡有一些熔岩管道讓熔岩向上流到表面。不過月球的熔岩爆發沒有地球般猛烈,沒有火山爆發般的現象,而是慢慢地向上湧出。熔岩向上流到表面後,便很快凝固,於是形成突起的地形在熔岩管道的周圍。接著流出的熔岩便使突起的地形越來越高,最後形成現在觀察到的拱形小山。(例子:哥白尼西部的Hortensius附近、Arago附近、Cauchy雙曲線附近等。)


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