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第18章 地球的天然卫星——月球(2)

在亚平宁山与阿尔卑斯山交界处有一条峡谷,叫“阿尔卑斯峡谷”,它长约130千米,宽10~20千米,联结着雨海与冷海。也有比它更长的月谷,它位于风暴洋南边的月陆上,蜿蜒长约450千米,宽约5千米。

月球的背面地形与正面的大不一样。在月背上几乎没有平原与山脉,而只有大大小小的环形山与月坑。环形山的结构与正面的也不相同,一般是有好几层环形壁,像波浪似的向四面八方展开。比如为纪念美国的阿波罗登月计划的成功而得名的阿波罗环形山,就是里三层、外三层的,非常好看。

人们发射火箭,利用火箭把一个自动转播站送往月球,绕到月亮背面为它拍摄了照片,再用无线电传真把月亮背面的照片送到地球。原来,月球背面与朝向地球的一面一样,有平原、山地,也有很多环形山,但是背面山地较多,平原较少。月亮为什么永远以一面朝着地球,而另一面从来不转过来呢?这是因为月亮自转一周,正好和月亮绕地球公转一周的周期相同,都是27.3天,而且转动方向相同。因此,月球上的白天和黑夜都有半个月左右。所以月亮总是一面永远朝着地球,另一面永远背着地球。

同学们可能经常用“大玉盘”来形容月亮,于是有人好奇地问:“月亮为什么这么亮?它会发光吗?”其实月亮不是恒星,它不能发光。但它能反射太阳光,虽然它反射的光只有百分之七能到达地球,但足够照亮我们地球上的黑夜。

亲爱的同学们,每当你唱起:“弯弯的月儿小小的船,小小的船儿两头尖,我在小小的船上坐……”的时候,你也许会好奇的问爷爷奶奶:“为什么月亮有时像一把镰刀,有时候却像一个大玉盘呢?”然而他们的回答却是:“因为月亮被天狗吃掉了。”

那么,请问同学们:为什么月亮有圆缺的变化呢?它果真是被天狗吃掉了吗?”

其实月亮圆缺的变化,是由于月亮绕着地球运动,它本身又不发光而反射太阳光的结果。当月亮到地球和太阳中间的时候,月亮正对着地球的那一面,照不到太阳光,我们就看不见它,这就是新月,叫做朔。以后,月亮沿着轨道转过一个角度,它向着地球的一面边缘部分,逐渐被太阳光照亮,变成弯弯的月牙,随着照到太阳光的部分一天比一天多,月牙一天比一天变“胖”,“胖”到半个月亮时,就是上弦月。等到向着地球的这一面全部照到太阳光,成了一个滚圆的月亮,就是满月,叫做望。满月以后,月亮向着地球的这一面,又有一部分慢慢地照不到太阳光了。渐渐地变“瘦”,在天空中又只能看到半个月亮了,这就是下弦月。以后,月亮继续“瘦”下去,慢慢地变得完全看不见了,新月时期又重新开始了。

亲爱的同学们,明白了这些道理之后,你还知道月亮与我们有哪些亲密的关系吗?

生活在海边的人都知道,海水在一天中有涨落的现象。迎着朝阳海水上涨的,称之为“潮”;随着夕阳西下的海水上涨,称之为“汐”,二者合称为“潮汐”。

我国现代哲学家王充在他的《论衡》一书中就指出:“涛之起也,与月盛衰”,说明了潮汐与月亮有关。

潮汐现象在垂直方面上表现为潮位的升降,而在水平方面,则表现为潮流的进退。二者是一个现象的两个侧面,它们都由同一规律控制着。涨潮时海水涌向海岸,退潮时海水离开海滩。海边的人常说“赶潮”,就是在海水退时,沿岸海滩显露,人们紧随海水退去跑到海滩上去捕捉鱼虾。当然,要注意涨潮的时刻噢,不可呆得太久,以免海水涌过来,来不及跑上岸而发生危险!

产生海水潮汐运动的不只是月球的引力,而是跟引力有关的“引潮力”。引力的大小是跟物体的距离平方成反比的,而引潮力却是跟距离的三次方成反比的。在计算引潮力大小时,大都先假定地球的周围是一层海水,月亮的引力拉着海水,也拉着地心,而地心引力又作用于海水。月球对地表各点单位质量物体的引力与对地心同质量物体的引力之差,称为月球的“引潮力”。

世界各地潮汐的状况是很不一样的,有的地方海水一天两涨两落,有的地方一涨一落,有的两种情况兼有。有的地方潮差大,有的地方潮差小。我国钱塘江口岸像个喇叭形,在农历的八月十六、十七日,外海的潮水滚滚而来,声音隆隆,非常壮观。在海宁的中山观潮亭附近,在每年农历的中秋后一二天,都是人山人海,来自各地的游人激动万分地翘首看那大潮的来临。

掌握了潮汐的规律,就便于渔盐生产,便于航海船只进出港口。而今有不少地方建有潮汐发电站,利用潮水能化为电能,以满足沿海人民的生产、生活需要。

海水的潮汐作用会引起地球自转的周期变慢。地球向东自转的快,潮汐高峰随月亮走,移动得慢,因此潮水似乎要拉地球向西,成为地球自转的一种阻力或摩擦力,这叫做“潮汐摩擦”。虽然摩擦力很微小,但长期作用的结果,就使地球自转逐渐变慢了。平均是每百年变慢约千分之一秒,别小看这千分之一秒,如果计算一下就可知道,在远古时代,一天只有十几个小时,在4亿年前一年长约400天,即一天长21小时多,人们从古生物化石的研究中证实了这一点。现在一天长24小时,而未来几十亿年后,一天可长至几十个小时。

月球对地球有引潮力,反过来,地球对月球也有引潮力。此种引潮力比上述的月球引潮力要大得多,其作用也能使月球自转变慢。假定早期的月球自转较快,后来由于地球引起的固体潮的摩擦作用,月球转得愈来愈慢,以致与公转相等,达到稳定状态。因此,就表现为月球总是一面朝着地球。

同学们,你们知道吗?月球也可能触发地震。

地震是一种破坏力很大的自然灾害。地震通常分为火山地震与构造地震,没有特别注明的话,所谓的“地震”一般都是指构造地震。它是由于地壳中能量积累到一定程度时,突然推动断裂运动而产生的。但是地震何时发生,却跟地球外部的条件或因素有关。

我国在1966年河北邢台大地震之后,就有人注意到地震与月球有一定的关系。地震大多数发生在朔、望附近。有些地震发生的时刻跟朔、望时刻相差仅几小时至十几小时,1976年7月28日唐山大地震发生在3时42分,而朔时是27日9时39分,相差约18小时,但也有相差在一天以上的。

如果就全国的地震来分析,就不存在这种“月相效应”。比如说云南的地震大多发生在下弦附近,而有些地区地震集中发生在其他月相内。这是可以理解的:因为对不同的地质构造背景,月球引力的作用是不一样的,而且这种作用只是“触收作用”。类似于扣手枪的扳机,子弹头飞出是扣扳机的结果,而力量却来自于炸药。

现在,我国各地震台在做本地区的地震预报中,都要考虑到月球这个因素。一般说,“朔望加上近地点”是强发震条件。月球绕地的轨道为椭圆形,轨道上离地球最近的点称为“近地点”,最远的点为“远地点”。近地点与远地点的连线称为“拱线”,拱线不是固定的,而是慢慢地向东移动,大约8.87年移动一周。由于近地点东移,所以月球从近地点绕地球一周又回到近地点时,所需时间间隔就比近地点不动的要长一些。也就有恒星月为27.32天,近点月为27.55天的结论了。从引力方面考虑,月球在近地时,引力最大,容易引发地震。

“朔、望加近地点”作为地震预报的一个天文条件,是法国人最先发现的。我国学者在研究华北地区的地震规律性时,也发现在此背景条件下,大地震发生的机率最大。

同学们,你们知道在月球上看到的地球是什么样子吗?

其实宇航员们在月面上看到的最美丽的天体就是地球,它像一幅赏心悦目的名画高挂在月空中:黄棕色的陆地镶嵌在蔚蓝色的海洋中,还不时有几朵美丽的云彩在上面漂荡。难怪那些月球探险者们赞美它是“漂浮于广阔宇宙空间中的最美丽的绿洲”。

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