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北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
专题二 行星地球
祝融号已与地球“失联”！究竟发生了什么？
从 9 月 13 日开始，环绕器和火星车或将正式进入日凌期，进入了为期一个月
的“假期”，在此期间，它们将与地球失联！什么是日凌期？这期间祝融号为何
会失联？
出现日凌现象时，火星、地球将会运行到太阳的两侧，三者几乎处于一条直
线。这时候，太阳以其拥有 1.392*106 公里直径巨大身躯阻挡在火星与地球中间，
阻挡和干扰了地球与火星的通信往来。地球和火星处在一种互不可见的状态。即
使火星还没有完全进入太阳背面，即火日地距角小于 2°时（距角即地球上观察
时，行星和太阳之间分离的角度），太阳剧烈活动产生强大电磁辐射，对地球-
火星通讯信号造成强烈干扰，通讯质量变差，信号失真出错，可以理解成地球-
火星通讯信号遭到了太阳的“欺凌”和破坏。
此过程就好像两个朋友之间聊天时，有大嗓门的捣乱者在两人之间大喊大叫，
导致两个朋友都听不见对方的声音。
类似这样的情况在人造地球卫星上也会发生，例如每年春分、秋分前后，世
界各地时常会出现电视转播信号不稳定、电视画面出现“雪花”的现象也是由此
导致的。
本文摘自《科普中国》作者：刘艳
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如果嫦娥是从月亮上来的，那月亮是从哪里来的？
根据科学家的推算，月球和地球都形成在距今约 45 亿年之前，但我们目前对
月球的成因尚且找不出决定性的证据，只能先提出一些假说；伴随着一代代人的
添砖加瓦，对于月球成因的推测也日渐完善，下面就来为大家介绍一些著名的假
说。
捕获假说
对于月球的形成一直存在各种传说与猜测，但最早系统性地提出月球成因假
说的是笛卡尔，这位因坐标系而闻名的先贤同样也是最早提出太阳系的起源模型
的人（虽然当时“太阳系”这个词还没有作为一个学术术语出现），针对地月系
统的形成提出了最早的行星捕获理论。这一假说在 20 世纪初得到了完善，认为月
球原本是独立的天体，在经过地球时被地球的引力场捕获，从此围绕地球运动。
但随着我们对月球认识的深入，现在一般认为它不成立。因为月球的质量相对地
球而言并不小，足足有地球的 1/81，这个数字看起来不算大，但作为对比，我们
的邻居火星的质量也只有地球的 11%，还不到月球的 9 倍；而被认为是由火星捕
获而来的两颗卫星，火卫一和火卫二，其质量加起来都不及月球的百万分之一。
根据科学家的计算，假设月球从远方进入地球的引力场，除非与地球发生碰撞，
否则哪怕近距离掠过地球，也只是会改变一下运动方向，然后飞出地球引力场并
再不相遇。如果说火星和火卫一、火卫二的关系是一个小朋友逮到了两只蛐蛐，
那么地球和月球的关系更像一位壮汉在遛一条哈士奇——尽管牵着狗绳时一切正
常，但是如果面对的是脱缰后一路狂奔的哈士奇，哪怕是地球这样的“壮汉”，
也绝无可能徒手抓获它，只能看着那个“撒手没”跑得无影无踪。
除此之外，来自远处被行星俘获的星体一般会沿狭长的椭圆轨道运行，但月
球绕地运行的轨道却近似正圆。加上这种假说认为地月在形成之前没什么关系，
但后来的研究均发现地球和月球在同位素组成上十分相似，这一点也是捕获假说
完全无法解释的。在笛卡尔的时代，人们对天体的认知只有通过望远镜来观测，
甚至日心说还在被教会打压，所以虽然今天看来捕获假说难以自圆其说，但此假
说的提出在当时称得上是一个伟大的进步。
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大碰撞假说
大碰撞假说最早在上世纪四十年代被提出，直到 1980 年以后才逐渐被广泛接
受，也是当下最流行的观点。它认为太阳系形成早期的两颗原行星经过一次碰撞
形成了现在的地月系统，大的一方形成了今天的地球，小的一方演化成的今天的
月球。那个可以被视为“原初月球”的碰撞体被命名为忒亚(Theia)，是希腊神话
中月亮女神（Selene）之母。有趣的是，在希腊神话中，忒亚也是大地女神盖亚
（Gaea）的女儿，不过碰撞前的“原初地球”并不叫盖亚，而且它和忒亚也不是
母女关系——忒亚的来源目前也无法确定，甚至有人推测它可能来自太阳系外。
此外，希腊神话中的忒亚也是太阳神赫利俄斯（Helios）的母亲，不过如果碰撞
体忒亚来自太阳系内，它反而大概率是太阳的“女儿”。尽管忒亚与“原初地球”
并非母女，但它确实如同小孩子飞扑进母亲的怀抱里那样，一头撞向“原初地球”，
在剧烈的碰撞中数万吨的物质被气化、融化，促使二者进行了充足的物质交换，
而忒亚在碰撞后遗留的部分就成了月球的主体。现在的物理建模证明了大碰撞模
型的合理性，精确的模型甚至能推算出大碰撞前“原初地球”约为现在地球的 90%
大小，而忒亚的大小却接近火星，质量为现在地球的 10%，而一些其他的参数如
碰撞角度等也可以被相应地推算出来。这一理论可以解释之前的模型很难解释的
问题，那就是为什么月球只有一个小的铁核(大约占月球半径的 20%，比较与地核
占地球半径的 50%)：碰撞天体的铁核的大部分沉入了地核。
此外，近年来各种同位素示踪以及定年体系被广泛应用，而大碰撞模型也可
以很好的解释地球和月球上同位素组成的异同。那么，话说回来，科学家是如何
用同位素来推断天体的来源的呢？原来，在太阳系形成之初，不同的部分有着截
然不同的同位素组成，我们以氢同位素为例，太阳系早期的太阳星云中，氘的含
量就要明显低于地球大洋中的氘同位素的平均含量，而来自太阳系外的彗星却往
往具有相对较高的氘含量。科学家通过测量月球上岩石样品的同位素组成，并与
已知天体做比较，就可以找出它的来源。
不只是氢同位素，科学家可以通过测量多种同位素的含量进行综合分析，从
而更精确地推断所测样品的来源。我们现在回到大碰撞假说的同位素解释：根据
物理模型估计，月球的约 70%来自碰撞体忒亚，余下部分来自地球，因为二者在
大碰撞中交换了大量物质。而月表的一些岩石样品中，同位素组成与地球上的高
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度一致，说明它们极有可能是大碰撞中月球从地球处获得的的物质；而在另外一
些月岩样品中，又可以测量出一组完全不同于地球的同位素组成，科学家推测这
可能就是忒亚本身的同位素组成。不过，对于忒亚的来源，现在却也没有定论，
有人支持它来自太阳系外，并有着完全不同于太阳星云的初始同位素组成；也有
人支持它形成于太阳系内。并且，岩石的形成过程非常复杂，月球岩石也不例外，
来自忒亚的物质和大碰撞中从地球获得的物质会随着岩浆活动发生混合，这将导
致介于二者之间的、更为扑朔迷离的同位素组成。如果我们要进一步发展大碰撞
假说，深入考虑岩石样品的形成过程也是一件不可回避的事情——我们需要知道
月球具体哪些部分来自忒亚，哪些又混合自地球。
大碰撞假说近年来支持人数众多，也有大批学者为它添砖加瓦，但仍然有科
学家对此持反对意见，而且这个假说本身也没有取得决定性的证据。不过，大碰
撞假说依然是目前公认最成熟的成月假说之一。
月球的形成之谜，自古就吸引着人类的好奇心，而直到今天依旧众说纷纭，
难以定论；但不论哪个时代的何种假说，无不展示着科学家优美的逻辑与大胆的
想象，随着科学的进步，我们会有越来越成熟的理论，现在流行的观点在二十年
后看来也许高瞻远瞩，也可能漏洞百出，但一代代人勇于探索和思考的精神却永
远闪耀着光辉，值得我们敬佩。
文章来源于石头科普工作室，作者刘柏良
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