月球是地球的唯一衛(wèi)星。探索和研究月球起源與演化，有助于了解太陽星云的成分、分餾、凝聚與吸積過程，以及類地行星的形成與演化過程，進(jìn)一步揭示地月系統(tǒng)的形成與演化。

　　關(guān)于月球的起源與演化這一基本問題，一個(gè)多世紀(jì)以來出現(xiàn)過多種假說。目前而言，比較普遍的月球起源假說包括分裂說、同源說、捕獲說和大撞擊成因假說。

　　根據(jù)一項(xiàng)最新研究成果，科學(xué)家利用超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬，“更新”了人們對(duì)月球大撞擊成因假說的認(rèn)識(shí)。

　　四大假說“淘汰”仨

　　分裂說認(rèn)為地球早期呈熔融態(tài)，自轉(zhuǎn)速度飛快且不穩(wěn)定，一部分熔融物質(zhì)在地球高速自轉(zhuǎn)的情況下被甩了出去，重新凝聚、冷凝后形成月球；同源說認(rèn)為月球與地球是“姐妹”關(guān)系，二者在太陽星云凝聚過程中同時(shí)誕生、形成；捕獲說認(rèn)為月球在飛過地球附近時(shí)被地球引力捕獲，成為一顆繞地運(yùn)行的衛(wèi)星，二者最初的形成來自不同星云團(tuán)的物質(zhì)。

　　多年研究表明，月球缺水、富含難熔元素、匱乏揮發(fā)性元素和親鐵元素等，與地球的平均成分差異很大。這些特征使得分裂說、同源說、捕獲說被大多數(shù)科學(xué)家所摒棄，大撞擊成因假說成了“最大贏家”。

　　大撞擊成因假說認(rèn)為，原始地球在誕生后極早期受到一個(gè)被科學(xué)家命名為忒伊亞的火星大小的天體撞擊，撞擊碎片沒有落回地球的部分最終形成了月球，留在原始地球上的部分形成了后來的地球。月球和地球都混合了來自原始地球和撞擊天體的物質(zhì)。

　　根據(jù)一項(xiàng)基于超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬的最新研究結(jié)果，那次撞擊后碎片四處飛散，而其中最大的一個(gè)，慢慢匯聚周圍被撞擊出去的碎片，遠(yuǎn)比預(yù)想中更迅速地形成了今日能夠看到的月球。

　　最新研究“演繹”大碰撞過程

　　英國(guó)杜倫大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)利用一個(gè)名為“宇宙學(xué)機(jī)器”的系統(tǒng)，對(duì)數(shù)百次角度、旋轉(zhuǎn)方式及速度各異的地球—忒伊亞撞擊事件進(jìn)行模擬，成功地以前所未有的分辨率為這次天體大碰撞的后果建模。新的結(jié)果完全顛覆了經(jīng)典的大撞擊成因假說概念。

　　根據(jù)此次最新研究，原始地球和撞擊它的忒伊亞相距不遠(yuǎn)，都處在大致相同的繞太陽飛行軌道區(qū)域；它們?cè)诟髯匝莼�的過程中分別形成了以鐵為主的金屬核和由硅酸鹽構(gòu)成的幔和殼。一次偶然的機(jī)會(huì)，忒伊亞以每秒5千米左右的速度撞向地球，這個(gè)速度與早先科學(xué)家假設(shè)的高速碰撞速度相比要低得多。劇烈的碰撞不僅改變了地球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使地軸傾斜，而且還使忒伊亞破裂，硅酸鹽殼和幔受熱蒸發(fā)，膨脹的氣體以極大的速度攜帶大量粉碎了的塵埃飛離地球。在忒伊亞破裂時(shí)與幔分離的金屬核，因受膨脹飛離的氣體所阻而減速，大約在4小時(shí)內(nèi)被吸積到地球上。

　　此外，飛離地球的氣體和塵埃，也并沒有完全脫離地球的引力控制，也于4個(gè)小時(shí)左右，在距離地球幾萬公里的地方通過相互吸積而結(jié)合起來，形成了全部熔融的月球。這個(gè)形成時(shí)間，比之前科學(xué)家們給出的數(shù)百到上千年的形成過程要短得多。

　　脫離地球的物質(zhì)被甩出去后，由于處于幔殼巖石內(nèi)親巖石的放射性物質(zhì)核反應(yīng)高發(fā)狀態(tài)，放射持續(xù)進(jìn)行，物質(zhì)繼續(xù)呈現(xiàn)沸騰狀。因此，月球形成之初仍然是個(gè)熾熱、滾燙的流體狀球體。最新研究表明，月殼的分異發(fā)生在45.1億年之前。這就意味著月球的形成發(fā)生在太陽系誕生之后的6千萬年以內(nèi)，而不是一億年之后。在這數(shù)十億年中，月球在逐漸遠(yuǎn)離地球，來到距離地球平均約38萬公里的地方，而且測(cè)量表明月球每年仍然以3.8厘米的速度遠(yuǎn)離地球。

　　需要指出的是，月表的環(huán)形山并不都是隕石撞擊造成的。月表的環(huán)形山主要是由于月球物質(zhì)沸騰后冷卻形成的，部分是由于坍縮形成的，部分是由于較輕的物質(zhì)外溢(包括但不僅限于氣體)形成的，部分來源于地球的隕石撞擊。