關(guān)于月球的成因，眾說紛紜，主要有三種假說，即俘獲說、分裂說和同源說。
俘獲說：
月球可能是在地球軌道附近運行的一個小行星，后來被地球所俘獲而成為地球的衛(wèi)星。因為月球和地球的平均密度相差很大，而化學(xué)組成又十分不同，所以，它們可能是由太陽原始星云中不同部位的不同物質(zhì)形成的。另一方面，月球的平均密度卻與隕石、小行星十分接近。因此，很可能是小行星在圍繞太陽運行中，由于接近地球，地球的引力使它脫離原來的軌道而被地球所俘獲。有人認為，這個事件發(fā)生在35億年前，整個過程經(jīng)歷5億年。在月球被地球俘獲后,月球由于受到地球的起潮力，噴發(fā)出大量巖漿，形成月海玄武巖。
分裂說：
在太陽系形成的初期，地球和月球原是一個整體，那時地球還處于熔融狀態(tài)，自轉(zhuǎn)非常快，自轉(zhuǎn)周期只有4小時左右。因此,這時太陽對地球的潮汐作用的周期為 2小時。這個周期恰與地球自由擺動周期相等，從而產(chǎn)生共振，于是在赤道面上形成一串細長的膨脹體，終于分裂而形成月球。太平洋就是月球分裂出去時留下的遺跡。根據(jù)計算，地月系統(tǒng)現(xiàn)有的角動量總和，即使再加上幾十億年的角動量損耗，也不足使地球和月球分裂。而且月球的位置又不在地球赤道面上。這些事實是分裂說很難加以解釋的。
同源說：
地球和月球是由同一塊行星塵埃云所形成。它們的平均密度和化學(xué)成分不同，是由于原始星云中的金屬粒子在形成行星之前早已凝聚。地球在形成行星時，一開始便以鐵為主要成分，并以鐵作為核心。而月球則是在地球形成后，由殘余在地球周圍的非金屬物質(zhì)聚集而成。月球形成的這三種假說，都能或多或少地解釋月球的成分、密度、結(jié)構(gòu)、軌道及其他基本事實。除分裂說一般認為難以成立外，俘獲說和同源說這兩種假說究竟哪一種更加合理，目前尚無定論。
根據(jù)對月球各種熱歷史模型的研究，整個月球曾發(fā)生過多次局部熔融。在月球形成的初期，月球的大部分溫度曾達到1000攝氏度。距今41億年前,月球發(fā)生過一次規(guī)模較大的巖漿運動,在巖漿的分離過程中,形成了斜長巖成分的月殼，殘留部分成為月表的高地。月球表層固結(jié)后又在較深的部位發(fā)生局部熔融，產(chǎn)生蘇長巖成分的熔體。大約距今40億年前，形成了富含放射性元素、難熔元素的非月海玄武巖。斜長巖高地長期裸露在月表，不斷受到隕星物質(zhì)的撞擊，因而被削低了1.5～2公里，在高地上發(fā)育著大量古老的沖擊月坑。后期，高地為一系列的斷裂所切割和破壞。距今41～39億年前，月球比較集中地遭受到各種大型隕星的撞擊，使月表出現(xiàn)許多月海盆地,即大型的環(huán)形構(gòu)造,最典型的是雨海事件。月球上的月海大致都是在相近的時期內(nèi)形成的。月海生成的大致次序是：酒海、澄海、濕海、危海、雨海……。雨海紀形成的各個月海大約在距今39～31億年間，被后期噴發(fā)的玄武巖所充填和覆蓋。根據(jù)同位素年齡的測定，大致充填的時間次序是雨海西、雨海東、濕海、危海、雨海、靜海、豐富海、澄海和風(fēng)暴洋。此后月表的輪廓基本形成,31億年以來,月球內(nèi)部的演化已處于"停滯"狀態(tài)，外力作用在月球的演化史中占有主導(dǎo)地位。隕星沖擊月表，使月坑繼續(xù)形成和增多。愛拉托遜紀形成的輻射月坑，其輻射紋受月表的各種作用，或者變得不明顯，或者消失;而哥白尼紀形成的月坑，則具有明顯的輻射紋。
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