什么原因导致月球逐渐远离地球？

人类首次登陆月球至今已将近五十年时间，五十年后人类试图再次登陆月球。就在今年，中国已把机器人航天器送上了月球背面，印度也将要发送一颗月球飞行器，以色列近来也在进行月面登陆实验，月面登陆任务有很大风险，以色列屡战屡败，但不能阻挡以色列持续探索月球的决心。此时，美国宇航局也宣布，美国将在2024年之前输送航天员到月球南极。

这些登月实践意在扩展与深化人类掌握月球的知识，但是，我们仍然对这一基本问题感到疑惑：月球是如何脱离固定的运行轨道而发生转变的？

1969年6月21日，阿波罗11号机组人员安装了第一组镜子，这些镜子用来反射从地球发射到月球上的激光。随后机组人员使用这些镜子反射得到的阵列进行实验，在过去五十年里，科学家就是用这些实验来测量地球与月球之间的距离。目前，我们得知，月亮以每年3.8厘米的速度扩大其轨道长度，这也就预示着，月亮正在慢慢远离地球。

  地月距离与利用月岩石测定月球形成于45.1亿年前是巨撞击假说的理论基础（巨撞击假说认为，月球形成于地球早期历史时期，而且认为月球是由地球撞击的碎片形成的）。但是，若假定月球一直以每年3.8厘米的速度推离地球，那么月球形成时期应该是在130亿年前，此时地球与月球还是靠得很近的。

潮汐与慢行

地月距离与地球大陆构型的历史联系密切。潮汐力量的减弱（由于海洋与海底之间的摩擦）降低了地球自转的速度，这一因素迫使月球因运行速度减慢而远离了地球。很大程度上，潮汐受制于地球洋盆的形状与大小。当地球板块四处移动时，海洋的几何形状也会发生变化，潮汐也因此而发生变化。这种变化导致月球推离地球，因此月亮看起来越来越小。

  这意味着，如果我们了解了地球的构造板块是如何改变位置的，我们就可以及时地测算出在给定的时间点月球与地球的关系。

我们知道，潮汐的强度（以及衰退率）也取决于地球与月球之间的距离。因此，我们可以假设，当月球刚形成时，月球离地球很近，这时潮汐的力量更大一些。但是月球早期衰退得速度很快，潮汐力量会变得越来越小，潮汐衰退的速度也越来越慢。

伟大的查尔斯·达尔文的儿子乔治·达尔文于1880年首次用数学理论详细描述了进化论的演进过程。但是当我们输入现今测量的数字时，达尔文的公式产生了相反的问题。达尔文的公式预测，月球与地球在15亿年前紧靠在一起，而且，这一公式只适用于估算月球的年龄与距离，前提是月球速度的衰退率降低到大约每年1厘米左右。

目前，潮汐导致月球运行速度平均每年衰退3.8厘米，那么，潮涨的力度要足够大于现在潮汐的力度，才能够达到达尔文公式预测的结果。大潮汐形成的原因在于，现今北大西洋的宽度与深度正好与潮涨共振，也就是说，大洋振动的自然周期与潮涨的自然周期接近，这导致大潮汐的形成。这一现象正如小孩子荡秋千，如果时机合适时推动秋千，那么秋千就会荡得很高。

  但是，几百万年之前，北大西洋的形状与现在完全不同，所以大洋与潮汐共振的现象是不存在的，因此月球运行速度的衰退率将会降低。随着板块运动以及地球自转的减缓改变了日长和潮汐的周期，地球就会从类似的强潮状态中滑进滑出。但是我们不清楚更长时间段内的潮涨潮落的具体情况，因此，我们不能明确遥远的过去月亮的具体位置在哪里。

沉积物方案

若要解决远古月亮的具体位置在哪里的问题，比较可行的解决办法是，通过古代沉积物从物理与化学变化上探查米兰科维奇循环规律。这些循环产生于地球轨道的形状与方向的变化以及地轴方向的变化。这些变化导致几百年前冰川纪等气候变化。

大部分米兰科维奇循环在地球历史上不会改变它们的周期，但是部分循环却会受到地球自转率以及地月距离的影响。如果能够检测、量化并明确这些特殊的周期，那么就可以运用这些特殊的周期去推测沉积时的日长和地月距离。目前为止，这一工作只是在很久之前做过一些简单的尝试。中国的沉积研究表明，14亿年前，地月距离是34.1万公里，现今地月距离达到38.4万公里。

现在，我们的目标是重复统计数百个地方的沉积物，这些都是在不同时间段被毁弃的沉积物地点。这一工作将会为我们提供坚实有力的、具有连续性的关于过去几十亿年月球衰退的记录，也会让我们更好地理解潮汐是如何变化的。同时，这些相互联系的研究将会连贯地描述随着时间变化地月系统是如何演化的。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. cosmosmagazine

马蒂亚斯·格林,《物理海洋学读物》, 威尔士班戈大学；

大卫·沃尔瑟姆, 《地球物理学》, 伦敦大学皇家霍洛威学院。

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翻译：天文志愿文章组- Lillian

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排版：零度星系

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1.WJ百科全书

2.天文学名词