月球是什么时候被地球吸引来的（月球是如何形成的）

月球是地球的卫星，按照大碰撞假说，月球形成于一次大碰撞事件，抛射出的高能量物质留在绕地轨道上，最后吸积形成月球。月球核幔在早期迅速发生分离，并出现全球性的岩浆熔融，形成了岩浆圈层(岩浆洋)。岩浆洋的结晶分异和固化导致了月壳的形成。而在月球后期的演化历史中，撞击作用是最重要的地质作用，形成了多尺度、多期次的撞击盆地和撞击坑，而大型撞击盆地多形成于月球演化的早期。

图1，月球表面坑坑洼洼

一、月球概述

月球是地球的卫星，围绕着地球旋转。在类地行星中，月球是研究多环盆地的最佳对象。一方面是由于其相对原始，许多早期特征得以保留。另一方面是月球的探测数据和样品远比其他行星更丰富。其中，影像数据可以清晰地识别与盆地沉积和结构有关的形貌特征。

图2，月球

遥感数据解译获得的矿物学、地球化学、地球物理数据，可以用来推断盆地溅射物的区域化学组成和岩石特征，并提供撞击过程温压条件的线索。

图3，月球表面

月球研究到今天，已经获得了海量的数据，并且，更多更精确的数据还在不断积累之中。如何归纳总结获得的数据，并在这些数据基础上获得月球形成、演化过程的信息，是一个值得深入研究的科学问题。

图4，宇航员在外太空

二、月球的演化

对于月球演化历史而言，形成月球的大碰撞事件、月球岩浆洋演化以及挖掘月球表面形成月海盆地的大型撞击事件是最重要的三大地质事件。

图5，陨石撞击

首先，月球很可能形成于大碰撞事件，这是月球演化的起点和基础。关于月球的形成有同源学、分裂说、捕获说以及大碰撞等各种假说，其中大碰撞假说被广泛接受。

图6，陨石

根据这一假说，月球的初始物质组成在这一事件中产生了很大变化，包括高温的硅酸盐熔体和气体可能发生强烈的蒸发作用，造成水和挥发性组分的大量丢失，相当一部分物质来自原始地球，以及大部分金属加入地球等。

图7，小行星

同时，大碰撞的能量使月球形成一个相当深的全球性的岩浆洋，,而后者的分异结晶在很大程度上决定了月球的内部结构和月面二元结构。

三、月球的岩石和矿物

根据月球起源的大撞击假说，撞击形成的月球核幔在早期迅速发生核幔分离，并出现全球性的岩浆熔融，形成了约400km 甚至更深的岩浆洋。而 Apollo时代根据返回样品的特点提出斜长岩月壳由岩浆分异，并漂浮在月球表面形成的观点。这些观点进而完善成现在流行的“月球岩浆洋假说”。

图8，宇航员采集样品

岩浆洋的结晶分异和固化导致了月幔的形成。岩浆洋演化的经典模型认为，最早结晶的是橄榄石和辉石，因重力作用而堆积在月幔的下部，由纯橄岩和方辉橄榄岩组成。

图9，玄武岩

当岩浆洋结晶程度到80%左右的时候，也就是岩浆洋的组成变化达到斜长石的固相线时，斜长石开始结晶，由于其密度小，在岩浆分异过程中长石上浮，在月球表面形成一个40~45km 厚的斜长岩月壳。

图10，斜长岩

当岩浆洋结晶程度到约95%的时候，钛铁矿开始晶出。随着岩浆洋的不断固化，月壳与月幔发生持续分异，残留岩浆中的不相容元素含量逐渐升高，最终在月幔与月壳之间形成富集钾(K)、稀土元素(REE)、磷(P)的克里普岩(KREEP)。

图11，钛铁矿

由于钛铁矿的密度大于硅酸盐矿物，因此在岩浆洋分异晚期，在月幔上部形成的堆晶层具有重力不稳定性，通过物质对流翻转沉到月幔下部，与先前堆积的硅酸盐发生混合，从而形成不均一的月幔。

图12，硅酸钠

四、月球对人类的影响

在地球上，通过对地质构造的研究，可以掌握不同尺度构造运动的发生、发展和终止过程，了解这一过程对地球形貌、矿产资源、环境和生命演化等产生的影响。

图13，月球

在以月球研究为代表的行星地质学研究中，尽管研究方式和手段有很大的区别，但通过对行星表面地质构造现象的研究，同样有助于我们了解行星的结构、形成和演化以及与地球的关系。特别是，月球的演化在30亿年前已基本终结，较好地保留了月球形成最初8亿年的历史，而这一段演化历史在地球上的记录已经被抹杀殆尽。

图14，太阳系

而另一方面也正是因为月球保留了早期地质演化的记录，所以月球也就同时保留了太阳系撞击事件发生发展的整部历史。因此，月球地质构造格架及其演化历史的研究可以为太阳系演化的两种动力学过程进行示范，即月球的撞击事件可以反映外动力地质作用的过程。

图15，陨石撞击

而月球岩浆洋演化与月壳形成以及后期岩浆和火山作用的过程可以反映内动力地质作用的过程。这些重要的地质过程，不仅是形成月球的主要过程，也是太阳系其他类地行星形成的过程，对月球和行星后期演化起到重要的制约作用。

图16，岩浆作用

综上所述：月球的起源和演化，是一个跨学科、跨领域的重大科学问题。解决这个问题需要众多学科采用先进手段协同完成，任何一个单独学科或研究人员不可能拥有全部的知识和技能，从而能够独立胜任和完成。

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