月面上的撞擊坑是如何形成的

2007年10月16日09:48  來源:人民網科技

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  月面上的撞擊坑是如何形成的呢?根據目前的研究,一般認為撞擊坑的形成過程可分為以下三個階段:

  (1)壓縮階段 當沖擊體接觸沖擊物表面時,使被沖擊物產生壓縮。沖擊體的動能傳遞給被沖擊物並產生強烈的沖擊波,被沖擊物內的沖擊波沿著近似半球形的前沿從接觸點迅速向外傳播。受壓縮的被沖擊物的瞬間壓力達幾千億帕斯卡,雖然持續的時間很短,但已足以引起沖擊物的物質內部狀態發生急劇變化。沖擊體發生形變、破裂甚至迅速汽化。在兩者接觸的界面外產生粒子的高速噴射。由於噴射而形成稀疏波。噴射的物質不僅有灼熱和熔融的被沖擊物,也有沖擊體的碎塊和電離氣體。噴射物質的速度比沖擊體的初始速度高幾倍。瞬間的超高速沖擊伴隨閃光,這是由於氣體電離及由界面噴射的白熾熔融物所產生。當沖擊波從沖擊體的背面反射時,壓縮階段結束。

  (2)沖入階段 當壓力較低而速度為中-低速時,從胚坑中拋射出的物質質量最大,因為大部分能量都消耗在加速和濺射成坑的粒子上。沖擊波的能量約50%轉換成熱能。殘留的50%能量產生濺射和更換坑底的物質。沖擊波的前峰從沖擊點迅速向外傳播與擴張,但被沖擊體內的沖擊波波峰壓隨著離開沖擊點的距離而急劇減少,從而產生徑向膨脹。波面的運動方向開始是近於平,但很快就變為與正在發育的坑壁平行了,導致了濺射物呈橫向流動。早期的濺射物呈低角拋出,晚期的濺射物則呈高角度拋出。有些濺射物高角度拋射到坑的上面,落下形成鬆散的碎屑層,鋪在坑內。大部分濺射物是受到沖擊作用但未發生熔融而形成的碎塊,沖擊體一般汽化、熔融,在濺射物中僅保存約10%。

  (3)坑的形態變化階段 包括坑的崩塌、均衡調節甚至后期的侵蝕與充填。大型撞擊坑一般都可觀察到坑唇或坑壁的崩塌,甚至形成階梯狀坑壁。由於坑底岩石的非塑性回彈,形成中央隆起。后期的各種作用也將逐漸改變乃至掩埋已形成的坑。

(責編:張文君)
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