在月球地質時代里早雨海代發生於38億5千萬年前至38億年前之間,接續於酒神代之後,內太陽系大撞擊後期的結束即在此一時期。形成雨海的撞擊發生在此一時期剛開始的時候,其他占了月球面對地球那一面大部份地區的大盆地(如危海、寧靜海、晴朗海、肥沃海和風暴海)也都是此一時期形成的。充滿玄武岩的盆地則大多是在接下來的晚早海代時形成。
月球地質
月球是地球唯一的衛星,是最接近地球外的天體,人類很早便已經對它發生了濃厚的興趣。最先我們是以想像來描繪月球上的景觀:有廣寒宮、月桂樹,還有來自中國的“人類”--嫦娥居住其間;它是一片仙境,是美的化身,是寧靜與和平的象徵,人類嚮往的地方。
科學思想發達以後,人類開始追究它的身世、它的構造、它的運動,和它對地球上的事物的影響。在科學儀器發達以前,人類運用自然哲學來解釋宇宙現象。因此,月球問題早就是古哲討論的問題之一。
自十七世紀,伽俐略(Galileo)首次製造望遠鏡觀察月球以來,人類便開始套用這種所謂“遙遠感覺”(Remote sensing)方法窺視月球表面的構造。迄至近世,由於飛行術、攝影術以及各種天文望遠鏡的進步,更加擴大了人類遙遠感覺的能力,蒐集了豐富的資料,奠定我們關於月球的基本知識。
在以架設在地球上的儀器為研究月球的工具的時代,研究工作主要為天文學家的任務;地質學家很少有機會直接參予這種工作。但迄繞月球軌道的太空船,以及緩慢著陸月球的儀器拍攝近距離的月球照片傳回地球後,地質學家因能套用航照地質學(Photogeology)的原理分析月球的各種地質現象,遂積極地介入於月球的研究工作。到人類登上了月球,攜回來了月球的岩石和土壤的標本以後,其分析研究的工作自然更落在地質學家的肩上,同時也使月球的研究自間接的資料判斷轉入一個更直接,更具體的階段。
地質學家之所以對月球發生了濃厚的興趣,除了因為它是地球的衛星,可能具有與地球相同的身世,其本身即是一個新知識的來源以外,還因為從月球的研究,可能獲得若干解決地球地質問題的線索:第一,月球上缺乏水與空氣,沒有類似地球上的風化與侵蝕作用,因此月表的岩石應大致還保留其生成時的狀態,於是可能提供地球發展史初期的知識;第二,在地球上由於各種地質作用,已無從覓得原始地殼的岩石,地球的年齡也因此不能確定;但這問題或許能從月球石的定年(Dating)獲得線索;第三,月球的成因還是個謎,根據目前流行的幾種學說,應可在地球上找到其蛛絲馬跡:例如遠在1910年Taglor先Wegener於討論大陸漂移和造山運動時,即曾假定月球可能繫於白聖紀(Cretaceous)時為地球所獲(Holmes, 1965, P. 1198):即至近年地質學家仍繼續在地殼變動、變質作用、與古生態學的研究尋找資料,以便用來以與月球生成學說相印證(Wells, 1963及其他)。在月球科學發展的現階段,這門科學與地質學及其他地球科學的關係最為密切。
月海
月海,並非月球上面的海洋,而是指肉眼看到的月面上的暗淡黑斑,其實是月球上廣闊的平原。月球上比較低洼的平原,並無一滴水存在。到目前為止,人類還沒有在月球上發現液態的水。其之所以被稱之為“海”,是因為早期的觀察者,發現到月面有部分地區較暗。而在當時無法清晰觀察到月球表面的情況下,觀察者們按照其對地球的認識,猜測該地區為海洋,因而其反光度比其他地方較低。相對地,其他比較光亮的地方也就被稱之為月陸了。整個月球上共有32個“海”,其中向著地球的這一面有19個。最大的海是風暴洋,面積約500萬平方千米,月面中央的靜海面積約26萬平方千米。較大的還有冷海,澄海,豐富海,危海,雲海等。這些名字是古代天文學家定的。大多數月海具有圓形封閉的特點,周圍是山脈。但有些圓形月海相互之間是連線著的。月海海面一般比“月陸”要低得多,如靜海和澄海比月球平均水準低1700米左右,最低的是雨海東南部,海底深達6000多米。
形成
比較多人認為月海是小天體撞擊月球時,撞破月殼,使月幔流出,玄武岩岩漿覆蓋了低地,形成了月海。 但也有科學家根據對月球各類岩石成份、構造與形成年齡的研究,認為月球約形成於45.6億年前。月球形成後曾發生過較大規模的岩漿洋事件,通過岩漿的熔離過程和內部物質調整,於41億年前形成了斜長岩月殼、月幔和月核。在40-39億年前,月球曾遭受到小天體的劇烈撞擊,形成廣泛分布的月海盆地,稱為雨海事件。在39-31.5億年前,月球發生過多次劇烈的玄武岩噴發事件,大量玄武岩填充了月海,厚度達0.5-2.5千米,稱為月海泛濫事件。月海因此而成。 兩個觀點的分別在於,後一觀點認為小天體的撞擊和玄武岩的噴發是發生在兩個年代的;而另一觀點則認為是同時發生的。
分布
月海的地勢一般較低,類似地球上的盆地,月海比月球平均水準面低1-2千米。個別最低的海如雨海的東南部甚至比周圍低6000米。 月球表面有雨海、靜海、危海、澄海、豐富海等23個月海。大多數月海分布在月球近地面(由於月球是同步衛星,所以月球的一面永遠面向地球。詳見月球)。月球的遠地面僅有3個月海,還有4個在邊緣地區。形成月海分布如此不均的原因相信是地球的引力。由於月球是的一面永遠面向地球,歷經億萬年的引力影響之後,科學家相信月球的質心比形心更接近地球。所以月幔更容易從近地面流出,使近地面的撞擊坑更容易被玄武岩岩漿所“灌溉”,從而導致了分布不均的現象。 最大的月海叫“風暴洋”,位於月球的東北部,面積達500萬平方公里,約等於9個法國的面積。雨海面積約為90萬平方公里;月面中央的靜海約有26萬平方公里。月海的面積占月面總面積的16%。 美國“阿波羅”宇宙飛船曾6次在月海上登入,如“阿波羅-11”號、“阿波羅-17”號著陸於靜海,“阿波羅-12”號著落於風暴洋。太空人身穿太空衣,在“海面”上行走,並留下一串串約3厘米深的腳印。發現月面的塵土是近於灰色的纖細粉末,有點像帶有粘性的木炭屑。
玄武岩
玄武岩是一種地下岩漿從火山中噴出或從地表裂隙中溢出凝結形成的火成岩。
玄武岩的主要成分是矽鋁酸鈉或矽鋁酸鈣,二氧化矽的含量大約是45-52%,還含有較高的氧化鐵和氧化鎂,是一種細粒緻密的黑色岩石。由於噴發時產生大量氣孔,有時是大孔如杏仁狀構造,後來中間常被其他礦物充填。玄武岩岩漿的黏度小,易於流動,形成很大的覆蓋層,常形成廣大的熔岩台地,所以分佈很廣。
玄武岩根據其成分不同可以分為拉斑玄武岩、鹼性玄武岩、高鋁玄武岩;按其結構不同可分為氣孔狀玄武岩、杏仁狀玄武岩、玄武玻璃;按其充填礦物不同可分為橄欖玄武岩、紫蘇輝石玄武岩等。
沒有被風化的玄武岩是黑色或暗綠色的緻密岩石,由於其凝結後產生六方晶體節理,被風化後形成六方柱狀,風化厲害可以形成黃褐色的玄武土,如果進一步被雨水淋濾,除去二氧化矽形成鋁土礦。有的玄武岩氣孔中還充填有銅、鈷、硫磺等礦物。由玄武岩融化後黏度小,凝結後堅硬緻密,所以可以做鑄石的原料。
地質時代百科
地質年代參照表
宙|宙 | 代 | 紀 | 世 | 年代開始 百萬年前(GSSP) | 主要事件 |
顯生宙 | 新生代 | 新近紀 | 全新世 | 0.011430 ± 0.00013 | 人類繁榮 |
更新世 | 1.806 ± 0.005 | 冰河時期,大量大型哺乳動物滅絕 人類進化到現代狀態 | |||
上新世 | 5.332 ± 0.005 | 人類的人猿祖先出現 | |||
中新世 | 23.03 ± 0.05 | ||||
古近紀 | 漸新世 | 33.9 ± 0.1 | 大部份哺乳動物目崛起 | ||
始新世 | 55.8 ± 0.2 | ||||
古新世 | 65.5 ± 0.3 | ||||
中生代 | 白堊紀 | 99.6 ± 0.9 | 恐龍的繁榮和滅絕 白堊紀-第三紀滅絕事件,地球上45%生物滅絕 有胎盤的哺乳動物出現 | ||
侏羅紀 | 199.6 ± 0.6 | 有袋類哺乳動物出現 鳥類出現 裸子植物繁榮 被子植物出現 | |||
三疊紀 | 251.0 ± 0.7 | 恐龍出現 卵生哺乳動物出現 | |||
古生代 | 二疊紀 | 299.0 ± 0.8 | 二疊紀滅絕事件,地球上95%生物滅絕 盤古大陸形成 | ||
石炭紀 | 359.2 ± 2.5 | 昆蟲繁榮 爬行動物出現 煤炭森林 裸子植物出現 | |||
泥盆紀 | 416.0 ± 2.8 | 魚類繁榮 兩棲動物出現 昆蟲出現 種子植物出現 石松和木賊出現 | |||
志留紀 | 443.7 ± 1.5 | 陸生的裸蕨植物出現 | |||
奧陶紀 | 488.3 ± 1.7 | 魚類出現;海生藻類繁盛 | |||
寒武紀 | 542.0 ± 1.0 | 寒武紀生命大爆炸 | |||
元古宙 | 新元古代 | 埃迪卡拉紀 | 630 +5/-30 | 多細胞生物出現 | |
成冰紀 | 850 | 發生雪球事件 | |||
拉伸紀 | 1000 | 羅迪尼亞古陸形成 | |||
中元古代 | 狹帶紀 | 1200 | |||
延展紀 | 1400 | ||||
蓋層紀 | 1600 | ||||
古元古代 | 固結紀 | 1800 | |||
造山紀 | 2050 | ||||
層侵紀 | 2300 | ||||
成鐵紀 | 2500 | ||||
太古宙 | 新太古代 | 2800 | 第一次冰河期 | ||
中太古代 | 3200 | ||||
古太古代 | 3600 | 藍綠藻出現 | |||
始太古代 | 3800 | ||||
冥古宙 | 早雨海代 | 地球上出現第一個生物---細菌 | |||
酒神代 | 古細菌出現 | ||||
原生代 | 地球上出現海洋 | ||||
隱生代 | 地球出現 |