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月球隕石坑

月球土地上的隕石坑

月球隕石坑（也稱環形山）是指月球表面的碗狀凹坑，其外觀特徵為坑底相對平坦，周圍環繞着一圈隆起的坑壁。按照現代觀點，絕大多數月球隕石坑都來自於撞擊[1][2]，僅有一小部分仍被認為是火山噴發所形成的火山口。

月球軌道器1號拍攝的韋布隕石坑，可看到數座環繞它的更小隕坑。
阿波羅11號拍攝的毛奇隕石坑側視圖

歷史和成因

 
在被太陽部分照亮的新月時分，一位業餘天文學家在後院用望遠鏡拍攝的月球隕石坑。

隕石坑或環形山一詞是由伽利略·伽利萊首次提出，該詞引自希臘語中代表用來混合水和酒的「容器（Κρατήρ）」。1609年伽利略製作了他的首架望遠鏡，並在1609年11月30日將它對準了月球。他發現，與當時的普遍看法不同，月球並非是一個光滑的球體，它也有山脈和杯狀凹坑，因此，它將後者命名為環形山。

有關環形山起源的科學觀點在接下來的幾個世紀裏來回擺動。主要的觀點有：(a)、月球上火山爆發產生的噴發口；(b)、流星撞擊；(c)、二十世紀初奧地利工程師漢斯·赫比格（Hanns Hörbiger）提出並被納粹德國科學家推崇的冰宇宙演化論（Welteislehre），認為是冰川運動形成了隕石坑。

阿波羅計劃以及同期無人探測器所收集的證據明確證實：幾乎所有月球隕石坑都形成於流星或小行星的撞擊，並暗示，其它天體上絕大部分隕坑的起源也是如此。

美國宇航局（NASA）通過月球撞擊監控項目對新隕坑的形成進行了研究[3]。記錄到的最大一座新隕坑的形成就發生於2013年3月17日的一次撞擊[4]，通過肉眼應可看到。據信該撞擊來自一顆重約40公斤的流星體，其撞擊月表的速度達到每小時90000公里。

特徵

 
阿波羅11號拍攝的代達羅斯環形山

由於月球上缺乏水、大氣層或板塊構造，因此，很少發生侵蝕作用，已發現的隕石坑其地質齡均超過了20億年。大型隕石坑年齡的確定一般取決於它所含的小隕坑數，越古老的隕石坑通常會累積越多的小隕坑。

在地球上曾發現了來自月球最小隕坑的隕石，而最大的隕石坑，位於月球南極附近的，其直徑橫跨2500公里(1600英里)。然而，據認為許多月海也形成於巨大的撞擊，只是所形成的凹坑被隨後上涌的熔岩填沒了。

隕石坑通常都會有以下部分或全部特徵：

  • 當隕坑形成後，其周邊區域地表上會覆蓋有一層濺射物層；由於新濺射層暴露在太陽輻射下的時間更短，通常比舊的更亮；
  • 從隕坑及所形成的衝擊激波中擴散開的射紋系統，某些情況下其延伸距離相當遙遠；
  • 隆起的邊緣，由撞擊噴發物構成，離撞擊點很近；
  • 坑壁，坑內向下傾斜的內側坡；
  • 坑底，或平緩，或崎嶇的平坦區域，其地質齡與所累積的小隕坑成正比；
  • 中央峰，僅在一些直徑超過26公里（16英里）以上的隕坑中發現了中央峰；這通常是由撞擊動能轉化，加熱並熔化了撞擊體所造成的濺射效應。

隕石坑分類

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）共同設計了一種月球撞擊坑分類體系[5]。他們以一些相對未遭受後續撞擊影響的隕石坑作為參照，成功地將月球上99%的撞擊坑分成五大類。

月球與行星實驗室隕石坑分類如下：

類型 典型代表 形態特徵 直徑範圍 圖片
ALC 阿爾巴塔尼 C 小型，外觀呈圓杯形，外側壁尖峭，內側壁光滑平整，無中央坑底。 10公里以下  
BIO 畢奧隕坑 與 ALC 型類似，但有平坦的中央坑底，典型直徑約15公里。 10-15公里  
SOS 索西琴尼隕石坑 坑底寬闊平坦，無中央峰，內側壁帶有階坡結構。 15-25公里  
TRI 特里斯納凱爾隕石坑 擁有中央峰(從直徑26公里始)，內側壁不平整，有崩塌滑落的痕跡。 15-50公里  
TYC 第谷環形山 階地狀內壁，相對平整的坑底，通常擁有大型中央峰。 50公里以上  

直徑超過數百公里和缺乏中央峰的隕石坑經常被非正式地稱為盆地，並被單獨列為一類—大型撞擊坑結構。大小類似圓形月海，但與它們不同的是有明亮的坑底，沒有(或少量)覆蓋黝黑的熔岩，有時被稱為「塔拉紹德」（平坦而低洼的表面）[A][7][8]。

2009年初，北亞利桑那大學的納丁·巴洛（Nadine Barlow）博士將伍德和安德森的月球撞擊坑數據庫轉換成數碼格式[9]。巴洛博士還創建了一個伍德和安德森的新月球撞擊坑數據庫類似的，在該數據庫中她基於克萊門汀號飛船拍攝的月表面圖像，將所有直徑大於或等於五公里的撞擊坑都列入了其中。

Moon Zoo 項目旨在動員全社會科技人員通過公眾科學網絡平台共同參與，利用美國宇航局發佈的月球勘測軌道飛行器數據，儘可能多地繪製出月球隕石坑的大小和形狀[10]。

命名

月球環形山占月表上95%已命名的特徵[11]，通常它們都以已故科學家和其它探險家之名來命名的[12]，這一傳統起始於16世紀意大利天文學家和耶穌會天主教神父喬瓦尼·巴蒂斯塔·里喬利[13][14]，1919年以來，對月球特徵的命名已統一歸由國際天文學聯合會管理[13]。

一些有趣的小隕坑（如通過月球探測計劃探訪過的）被以人類各種族常用名命名（羅伯特、何塞、路易絲等），月球上最大的隕石坑之一—阿波羅環形山，取名自阿波羅計劃，該環形山內部及周邊許多更小的隕石坑被授以美國已故太空人的名字。同樣，莫斯科海內外的許多隕石坑也被授以了前蘇聯已故太空人的名字[11][12]。除此之外，1970年有12座月球隕石坑使用了12位尚健在的太空人名字，其中6位是前蘇聯太空人，6位是美國太空人[11]。

在已命名的隕坑中，數量最多的是衛星隕石坑：其名稱由所靠近的主坑名加一個大寫字母組成(如：哥白尼 A、哥白尼 B、哥白尼 C等等)[11]。

月球上的隕坑鏈通常以附近的隕石坑名命名，它們的拉丁名包含單詞「Catena（鏈）」如戴維鏈坑就位於戴維環形山附近[11][15]。

主要隕坑位置

紅色標記指示了月球正面一些已命名隕石坑的位置。

另請查看

備註

  1. ^ 該術語是由前蘇聯在對月球背面進行探索後所創建。後在1967年第十三屆國際天文學聯合會大會上，曾提請列入行星體系命名法類別項目列表，但該提議被拒絕。所以，該術語僅保留作為一種地貌特徵的描敘，而非它們的專用名稱[6]。

參閱文獻

 
維基共享資源上的相關多媒體資源：月球隕石坑
  1. ^ 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. 
  2. ^ 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 （英語）. 
  3. ^ Lunar Impacts. Marshall Space Flight Center. [2013-05-18]. （原始內容存檔於2013-05-17）. 
  4. ^ Dr. Tony Phillips. Bright Explosion on the Moon. Nasa Science News. 17 May 2013 [13 June 2014]. （原始內容存檔於2014-02-26）. 
  5. ^ 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]. （原始內容存檔於2022-11-28）. 
  6. ^ Proceedings of the Thirteenth General Assembly (Prague, 1967) – excerpts. The-Moon Wiki. [2014-09-01]. （原始內容存檔於2013-09-25）. 
  7. ^ J. A. Jackson; J. P. Mehl; K. K. E. Neuendorf (American Geological Institute) (編). Glossary of Geology 5th. Springer Science & Business Media. 2005: 665 [2017-01-30]. ISBN 978-0-922-15276-6. （原始內容存檔於2020-08-05）. 
  8. ^ 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. （原始內容 (PDF)存檔於2014-09-05）. 
  9. ^ 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]. （原始內容存檔 (PDF)於2011-06-29）.  |booktitle=被忽略 (幫助)
  10. ^ Moon Zoo: Archive. [2017-01-30]. （原始內容存檔於2017-10-17）. 
  11. ^ 11.0 11.1 11.2 11.3 11.4 Data from Gazetteer of Planetary Nomenclature （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
  12. ^ 12.0 12.1 Categories for Naming Features on Planets and Satellites. Gazetteer of Planetary Nomenclature. International Astronomical Union (IAU) Working Group for Planetary System Nomenclature (WGPSN). [2014-08-24]. （原始內容存檔於2014-08-09）. 
  13. ^ 13.0 13.1 Greeley R.; Batson R. M. 4.2. Moon: 1640–1977. Planetary Mapping. Cambridge University Press. 1990: 97–103 [2017-01-30]. ISBN 978-0-5210-3373-2. （原始內容存檔於2020-08-05）. 
  14. ^ Riccioli's map of the Moon (1651)
  15. ^ Descriptor Terms (Feature Types). Gazetteer of Planetary Nomenclature. International Astronomical Union (IAU) Working Group for Planetary System Nomenclature (WGPSN). [2014-08-24]. （原始內容存檔於2013-12-10）. 
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