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2015年12月10日 星期四

觀察雨海不同地形發生的順序

"And, when he shall die,
Take him and cut him out into little stars,
And he will make the face of heaven so fine
That all the world will be in love with night
And pay no worship to the garish sun."

這是莎士比亞的茱麗葉, 望著子夜星空的一段獨白... 不敢翻譯, 免得糟蹋了. ^^"

這跟今天的筆記沒什麼直接關係, 只是剛好在查資料時讀到, 然後越想就覺得越美. 這句話刻在載送著名行星科學家 尤金.舒梅克 (Eugene Merle Shoemaker) 的骨灰罈上, 放在月面探測器 -- 月球探勘者號 (Lunar Prospector), 在 1999 年 7 月 31 號撞擊月球後結束任務, 呼應著這位偉大科學家一生的研究.

舒梅克對探測月球的遊騎兵計劃有極大貢獻, 而遊騎兵計劃又引導了後來人類登月的阿波羅計劃. 遊騎兵計劃的無人太空船被設計成撞擊月球表面, 並在撞毀之前將影像傳回地球, 除了提供科學家大量的月表知識以外, 也對太空飛行工程的進步有不可磨滅的影響.

那為什麼會提到舒梅克? 因為他是第一個應用地層疊置定律 (Law of superposition) 觀察月球的雨海盆地東南側, 大約從哥白尼坑 (Copernicus) 到 阿基米德坑 (Archimedes) 之間地形地物, 並解讀其發生歷史的人. 地層疊置定律其實也很直覺, 一塊區域疊在上面的地形比較年輕, 被疊在底下的比較老, 這個道理是 17 世紀丹麥的地質學家尼古拉斯.斯坦諾 (Nicolaus Steno) 發現的. 上上個月讀到雜誌 Charles A. wood 專欄覺得很有趣, 就想筆記下來, 結果一拖再拖... 有趣在可以於小小一塊區域判讀各種不同地形的形成順序, 而且我試過, 接近滿月時也行, 而且一般 4 吋折射鏡就可以.

還是要用到來自 HK, 太陽系攝影大師 Daniel Chang 兄大作幫忙解釋才行.
如果要欣賞更多 Daniel 兄的作品, 可以到.......... 這個連結相簿欣賞.........., 還有這個...... Daniel Change 的相簿......




雨海, 就在兔子的肚子旁, 裏面有一大堆著名景點, 被好幾條山脈包圍, 從北到南有阿爾卑斯山, 高加索山, 亞平寧山... 一直到哥白尼坑附近的喀爾巴仟山脈.



這些斷岩殘壁的山脈, 是大約發生於 38 億 5 千萬年前的巨大撞擊遺跡, 撞擊造出雨海盆地, 熔岩隨即冒出地殼, 淹沒整大塊盆地地形, 從盆地上種種後來新增的地貌研判, 雨海盆地應是月球最早期的幾個地形地貌之一.

但如果仔細觀察亞平寧山南邊一個殘破不堪的老撞擊坑 -- 麥奇生坑, 會發現附近地形扭曲複雜, 似乎從雨海方向被推土機一路推著岩石泥巴堆積至此, 加上其破碎坑貌, 顯示這裏比雨海盆地年紀更加古老, 也許就是 40 億年前的地形模樣.



遭受巨大撞擊後生成的雨海盆地不久便湧出熔岩, 除此之外, 這段時間裏還有什麼事發生? 我們從阿基里德坑找找線索.



首先, 它的邊緣相當完整, 看起來似乎是年輕撞擊坑的特徵之一, 不過一般撞擊坑會有 "遺跡", 比如二次撞擊坑, 放射條紋... 不過阿基里德坑都沒有. 所以可以這樣推測, 雨海盆地先形成, 然後熔岩溢出覆蓋盆地, 阿基里德坑接著撞在此已被熔岩撫平的地形上, 當然會留下 "遺跡", 但不久之後雨海盆地 "再度" 流出大量熔岩, 並覆蓋於阿基里德坑剛留下的遺跡之上, "擦拭" 掉這些遺跡, 因此阿基里德坑的形成時間不會離雨海盆地形成時期很久, 也許就是接續著發生.

另外也會發現阿基里德坑沒有中央山頭, 因此必是阿基里德坑內自己流出的岩漿掩埋了自己的坑內地形, 因為坑壁很完整, 不太可能是從外面的雨海盆地流進來.

厄拉多塞坑 (Eratosthenes) 是另個線索. 它砸在亞平寧山脈上方, 幾乎切斷了山脈, 顯然它的誕生比雨海盆地晚.



厄拉多塞坑還有短短的放射條紋遺跡, 仔細看也有一些二次撞擊坑, 這些特徵連滿月時都看得到, 所以可以推測厄拉多塞坑必定是在雨海盆地的 "最後一次" 岩漿湧出事件之後誕生的, 當然就排在前面提到的阿基里德坑後面, 如果雨海盆地有其它撞擊坑, 同樣找不到類似放射條紋或二次撞擊坑... 等遺跡的話, 那麼厄拉多塞坑也比它們更年輕.

這附近有沒有比厄拉多塞坑更年輕的? 有, 當然就是滿月時超明顯的哥白尼坑了. 哥白尼坑的放射條紋遺跡不但明顯覆蓋在雨海盆地之上, 仔細看, 甚至蓋在厄拉多塞坑之上. 科學家就這樣一個與一個比, 推測出哥白尼坑形成的時間大約落在距今 8 到 10 億年前間, 相對月球其它地形算是相當年輕了.

那... 還有比哥白尼坑更年輕的嗎? 還是有, 現在既然知道推測的邏輯, 就巡著哥白尼坑的遺跡上方來找證據.



就在厄拉多塞坑北方, 一條哥白尼坑的放射條紋遺跡上方, 有好幾個大小約只有 3~5 公里的完整小坑, 明顯落在放射條紋上方, 它們的週邊有小小圈黑色的噴發物遺跡, 有人就叫這幾個 Dark Halo crater. 這個我試過, 就算在滿月也能看到好幾個, 算是這區的超級小鮮肉吧?


現在找 Daniel Chang 兄的近月照已經快速許多了, 果然多看就會熟練, 寫筆記也有幫助.

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