月球轨道器1号 拍摄的韦布陨石坑 ,可看到数座环绕它的更小陨坑。
阿波罗11号 拍摄的毛奇陨石坑 侧视图
月球陨石坑 (也称环形山 )是指月球 表面的碗状凹坑,其外观特征为坑底相对平坦,周围环绕着一圈隆起的坑壁。按照现代观点,绝大多数月球陨石坑都来自于撞击 [ 1] [ 2] ,仅有一小部分仍被认为是火山 喷发所形成的火山口 。
历史和成因
在被太阳部分照亮的新月时分,一位业余天文学家在后院用望远镜拍摄的月球陨石坑。
陨石坑 或环形山 一词是由伽利略·伽利莱 首次提出,该词引自希腊语 中代表用来混合水和酒的「容器(Κρατήρ)」。1609年伽利略制作了他的首架望远镜,并在1609年11月30日将它对准了月球。他发现,与当时的普遍看法不同,月球并非是一个光滑的球体,它也有山脉和杯状凹坑,因此,它将后者命名为环形山。
有关环形山起源的科学观点在接下来的几个世纪里来回摆动。主要的观点有:(a)、月球上火山爆发 产生的喷发口;(b)、流星撞击;(c)、二十世纪初奥地利 工程师 汉斯·赫比格 (Hanns Hörbiger)提出并被纳粹德国 科学家推崇的冰宇宙演化论 (Welteislehre),认为是冰川运动形成了陨石坑。
阿波罗计划 以及同期无人探测器所收集的证据明确证实:几乎所有月球陨石坑都形成于流星 或小行星 的撞击,并暗示,其它天体 上绝大部分陨坑的起源也是如此。
美国宇航局 (NASA)通过月球撞击监控项目对新陨坑的形成进行了研究[ 3] 。记录到的最大一座新陨坑的形成就发生于2013年3月17日的一次撞击[ 4] ,通过肉眼应可看到。据信该撞击来自一颗重约40公斤的流星体,其撞击月表的速度达到每小時90000公里。
特征
阿波罗11号 拍摄的代达罗斯环形山
由于月球上缺乏水、大气层 或板块构造 ,因此,很少发生侵蚀作用,已发现的陨石坑其地质龄均超过了20亿年。大型陨石坑年龄的确定一般取决于它所含的小陨坑数,越古老的陨石坑通常会累积越多的小陨坑。
在地球上曾发现了来自月球最小陨坑的陨石,而最大的陨石坑,位于月球南极 附近的,其直径横跨2500公里(1600英里)。然而,据认为许多月海 也形成于巨大的撞击,只是所形成的凹坑被随后上涌的熔岩 填没了。
陨石坑通常都会有以下部分或全部特征:
当陨坑形成后,其周边区域地表上会覆盖有一层溅射物层;由于新溅射层暴露在太阳辐射下的时间更短,通常比旧的更亮;
从陨坑及所形成的冲击激波中扩散开的射纹系统 ,某些情况下其延伸距离相当遥远;
隆起的边缘,由撞击喷发物构成,离撞击点很近;
坑壁,坑内向下倾斜的内侧坡;
坑底,或平缓,或崎岖的平坦区域,其地质龄与所累积的小陨坑成正比;
中央峰,仅在一些直径超过26公里(16英里)以上的陨坑中发现了中央峰;这通常是由撞击动能转化,加热并熔化了撞击体所造成的溅射效应。
陨石坑分类
1978年,月球與行星實驗室 的查克·伍德 (Chuck Wood)和利夫·安德森 (Leif Andersson)共同设计了一种月球撞击坑分类体系[ 5] 。他们以一些相对未遭受后续撞击影响的陨石坑作为参照,成功地将月球上99%的撞击坑分成五大类。
月球與行星實驗室陨石坑分类如下:
类型
典型代表
形态特征
直径范围
图片
ALC
阿尔巴塔尼 C
小型,外观呈圆杯形,外侧壁尖峭,内侧壁光滑平整,无中央坑底。
10公里以下
BIO
毕奥陨坑
与 ALC 型类似,但有平坦的中央坑底,典型直径约15公里。
10-15公里
SOS
索西琴尼陨石坑
坑底宽阔平坦,无中央峰,内侧壁带有阶坡结构 。
15-25公里
TRI
特里斯纳凯尔陨石坑
拥有中央峰(从直径26公里始),内侧壁不平整,有崩塌滑落的痕迹。
15-50公里
TYC
第谷环形山
阶地状内壁,相对平整的坑底,通常拥有大型中央峰。
50公里以上
直径超过数百公里和缺乏中央峰的陨石坑经常被非正式地称为盆地 ,并被单独列为一类—大型撞击坑结构。大小类似圆形月海 ,但与它们不同的是有明亮的坑底,没有(或少量)覆盖黝黑的熔岩 ,有时被称为「塔拉绍德 」(平坦而低洼的表面)[ A] [ 7] [ 8] 。
2009年初,北亚利桑那大学的纳丁·巴洛 (Nadine Barlow)博士将伍德和安德森的月球撞击坑数据库转换成数码格式[ 9] 。巴洛博士还创建了一个伍德和安德森的新月球撞击坑数据库类似的,在该数据库中她基于克莱门汀号飞船 拍摄的月表面图像,将所有直径大于或等于五公里的撞击坑都列入了其中。
Moon Zoo 项目旨在动员全社会科技人员通过公众科学网络平台共同参与,利用美国宇航局 发布的月球勘测轨道飞行器 数据,尽可能多地绘制出月球陨石坑的大小和形状[ 10] 。
命名
月球环形山占月表上95%已命名的特征[ 11] ,通常它们都以已故科学家和其它探险家之名来命名的[ 12] ,这一传统起始于16世纪意大利 天文学家 和耶稣会 天主教 神父 乔瓦尼·巴蒂斯塔·里乔利 [ 13] [ 14] ,1919年以来,对月球特征的命名已统一归由国际天文学联合会 管理[ 13] 。
一些有趣的小陨坑(如通过月球探测计划探访过的)被以人类各种族 常用名 命名(罗伯特、何塞、路易丝等),月球上最大的陨石坑之一—阿波罗环形山 ,取名自阿波罗计划 ,该环形山内部及周边许多更小的陨石坑被授以美国已故宇航员 的名字。同样,莫斯科海 内外的许多陨石坑也被授以了前苏联 已故宇航员的名字[ 11] [ 12] 。除此之外,1970年有12座月球陨石坑使用了12位尚健在的宇航员名字,其中6位是前苏联宇航员,6位是美国宇航员[ 11] 。
在已命名的陨坑中,数量最多的是卫星陨石坑:其名称由所靠近的主坑名加一个大写字母组成(如:哥白尼 A、哥白尼 B、哥白尼 C等等)[ 11] 。
月球上的陨坑链通常以附近的陨石坑名命名,它们的拉丁名包含单词「Catena(链)」如戴维链坑 就位于戴维环形山 附近[ 11] [ 15] 。
主要陨坑位置
红色标记指示了月球正面 一些已命名陨石坑的位置。
另请查看
备注
参阅文献
^ Pike RJ. Size-dependence in the shape of fresh impact craters on the moon.. Impact and explosion cratering: Planetary and terrestrial implications; Proceedings of the Symposium on Planetary Cratering Mechanics, Flagstaff, Ariz., September 13-17, 1976. New York: Pergamon Press. 1977: 489–509.
^ Quaide, William L.; Oberbeck, Verne R. Thickness determinations of the lunar surface layer from lunar impact craters . Journal of Geophysical Research. 1968-08-15, 73 (16): 5247–5270. Bibcode:1968JGR....73.5247Q . doi:10.1029/JB073i016p05247 (英语) .
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^ Dr. Tony Phillips. Bright Explosion on the Moon . Nasa Science News. 17 May 2013 [13 June 2014] . (原始内容存档 于2014-02-26).
^ Wood, C. A.; Anderson, L. New morphometric data for fresh lunar craters. . Lunar and Planetary Science Conference Proceedings. 1978-01-01, 9 : 3669–3689 [2022-04-17 ] . (原始内容存档 于2022-11-28).
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^ Mosher J. Lunar Farside Cratering (submitted in partial fulfilment of the requirements for the degree of bachelor of science) (PDF) . Massachusetts Institute of Technology. 1970: 10. (原始内容 (PDF) 存档于2014-09-05).
^ David T. W. Buckingham; Bitha Salimkumar & Nadine G. Barlow. Development of a New GIS Database of Lunar Impact Craters (PDF) 42 : 1428. 2011 [2017-01-30 ] . (原始内容存档 (PDF) 于2011-06-29).
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^ 11.0 11.1 11.2 11.3 11.4 Data from Gazetteer of Planetary Nomenclature (页面存档备份 ,存于互联网档案馆 )
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