太阳是银河系中一颗中等恒星，以太阳这颗恒星为核心组成了太阳系，它主要由太阳、九大行星、大约40个已知的卫星以及无数个小行星和彗星组成。太阳系目前以冥王星轨道为边界，直径11.8×109km。太阳系的天体以太阳为中心作高速旋转。太阳系是地球依存的、且相距最近的天体系，目前对其天体的地质资料也积累得最为丰富。

（一）太阳

太阳的直径为139.2×104km，为地球直径的109倍，体积为地球体积的130万倍，质量为地球质量的33.3万倍，密度却只有地球密度的1/4。

太阳表面温度达6000℃，内核温度从理论上推测高达2000×104～3000×104℃。所以太阳上的物质不可能凝固，而是一个炽热的气体球，既没有岩石圈也没有水圈。

根据光谱分析，太阳大气中有73种元素。太阳最多的元素是氢，按质量占71％；其次是氦，占26.5％；氧、碳、氮、氖等气体约占2％；镁、镍、硅、硫、铁、钙等约占0.4％以上；其余60多种元素不足0.1％。这些元素在地球上都存在。

据现代研究，太阳内部结构由表层向内可分为光球、对流区、辐射区和中心核4个圈层。中心核具有极高的压力和温度，在此环境下元素的原子结构将遭到破坏，因而发生热核反应，成为太阳能的发源地；中心核产生的巨大热能经电磁作用吸收一部分储存起来，而大部分通过辐射区送到对流区；热量在对流区以对流方式传送到光球转变为光能，并向四周辐射（表12.1）。

表12.1  太阳内部结构模式

光球层是太阳表面光采夺目的一个圈层，即通常说的日面，该层的厚度约300km，它不断地发出光和热。在日面上可以看到物质的流动。有时有成群的黑色斑点叫黑子（sunspot）。黑子是光球上的旋涡，它的温度比日面温度低1000℃以上，因此看起来是黑暗的。黑子大小极不相等，大者直径可达59200km。黑子的大小经常改变，位置也在不断地变动，变化周期平均是11年。太阳黑子有很强的磁性，所以当出现很多的太阳黑子时，地球上就出现极光现象以及引起地球磁场的剧烈扰动和磁暴。

（二）行星

太阳系的九大行星可分为两大类。水星、金星、地球和火星称为类地行星，它们距太阳近，体积小，质量小，密度大，自转慢，卫星少；木星、土星、天王星和海王星称为类木行星，它们距太阳远，体积大，质量大，密度小，自转快，卫星多，多具星环。冥王星体积小，质量小，缺乏气体元素，具有类地行星的某些特征（表12.2）。目前，人们主要对类地行星的地质特征了解较多，类木行星因距地球遥远而了解较少。

表12.2  太阳系主要天体的特征

1.行星表层的地形与地质

类地行星的地形，除火星外，大都保留了原始状态，很少经过后期的改造。其显著特点是均分布有大小不等的冲击坑。水星的冲击坑较多，有年青新鲜的、也有较老的。金星的冲击坑较少，一般直径不超过20km。行星表面已发现的地形单元，有平原、盆地、山脉、和裂谷等。水星的平原多分布在大型冲击坑之间，在水星表面至少有一个大型的多环状盆地，还发现了扇状悬崖，高约3km，延伸长达几百公里。金星表面上有山脉，高度小，并有穿越赤道的南北向大裂谷。

20世纪60年代中期以来，人类开始用宇宙飞船探索火星，因而目前对火星表面了解较多。火星地表形态大致有如下几种类型：①环形坑及其构成的环形盆地是火星上主要的地表形态，小者直径数百米，大者可达几百公里，这些环形坑大多是冲击成因的。②火山平原和火山锥。火星表面广泛覆盖着火山岩，形成火山平原，约占其表面积的三分之一。此外，还分布有大小不等的火山锥（熔岩锥），有的火山锥直径达600km，高达3000m。③“运河网”。在火星所摄得的图像中，已判别出许多又长又宽的河道，称为“运河”，其河床认为是过去某个时期流水（或液体）作用的结果。不少“运河”都有大的曲流，并有向下游倾斜的趋势。

风成沙丘。火星上的风速可达70m/s以上，风的地质作用十分重要，由于风蚀碎屑的沉积，形成许多沙丘，因此火星表面上风成堆积十分发育。⑤峡谷和悬崖。火星表面分布有大的峡谷，常数个相连。还分布有许多悬崖峭壁，其中不少高达2000m，延伸达1000km以上。

类地行星的表层物质，大多由火山岩组成，化学成分以硅酸盐为主。有的表面还有碎屑物覆盖，如水星表面覆盖有一层与月球表土相似的浮土；金星表面有一层厚度不到1m的覆盖物。木星的表层物质较为特殊，由氢、氦液体构成，组成所谓液态海。

在火星和水星上，都发现有断裂系统。火星的“运河”把火星表面切割成直径500～600km的多边形块体，最长的“运河”长达500km，宽200～300km，一般认为可能属于深大断裂性质。水星上的悬崖及线性构造，一些研究者也认为具有断裂的特征。类地行星的断裂大多是在星体发展的初期或稍后阶段形成的。

从类地行星广泛分布火山岩，说明星体发展历史中火山活动普遍存在。据研究，水星的火山活动在30亿年前已经结束，金星延续至较晚时期，而火星至今还可能有小规模的、微弱的现代火山活动。

2.行星的内部构造

据目前研究成果，类地行星的内部构造大体与地球相似，类木行星的内部构造了解相对较少。行星的内部构造一般均可分为星壳、星幔和星核3个圈层。但不同行星由于其演化过程不一样，其星壳、星幔和星核的厚度比及体积比是不同的。星核一般主要由较重的元素（Fe、Ni、Si、C等）组成，密度较大；星壳一般主要由较轻的元素（Si、O、H、He等）组成，密度较小；星幔具有过渡性质。水星和金星的核可能为高温的熔融体，而火星和木星可能具有固体的核；类地行星的幔体大多为固体；它们的壳层，除木星外，也均为固体岩石层，且一般较地球厚（表12.3）。

表12.3  行星内部结构模式

（三）卫星

卫星是围绕行星运行而本身不发光的天体。迄今为止，已发现火星有卫星2个，木星有16个，土星有23个，天王星有5个，海王星有2个，冥王星有1个。月球是地球唯一的卫星，与地球相距近，目前了解最多，这里主要简单介绍月球的地质特征。

1.月球的表面地形、地质特征

月球的直径大致是地球的3/11，质量约为地球的1/80，其地面引力只有地球的1/6。月球上没有水体，因而也没有河流、湖泊和海洋，全部为陆地；月球上也没有大气，基本处于真空状态。因此，月球上没有动物和植物，连细菌也难以生存。

月球上地形起伏，高差很大。它的地表形态主要有：

（1）月海  月海地势低平广阔，是月面上大型的圆形盆地。因反照率低，平时肉眼观察为暗黑色斑块。已知的月海有22个，绝大多数分布在月球的正面（向着地球的一面）。月球正面的月海，约占半球面积的1/2。月海的直径一般为数百公里，最大的是风暴洋，直径达1740km，面积约5×106km。月海面普遍比月球平均水准面低，最低的是西海，深达6000多米。月海盆地周围，大多为环形山围绕，盆地内部也分布有不少山岭。月海的成因一般认为与大规模陨石或小行星冲击有关。

（2）月陆  月海周围的高地称为月陆，是正地形单元，因反照率强，肉眼看去比较明亮。在月球的正面，月陆面积和月海面积几乎相等。但在月球的背面，月陆面积则大得多。月陆一般比月球平均基准面高2000～3000m，地形起伏较大，还分布有高大的山脉。月陆形成的年代比月海要老。

（3）月坑  月球上遍布环形的坑，称为月坑。直径小者几米，大者超过1km。月坑总数在3万个以上，其中直径超过1km的月坑约占月球表面积的7％～10％。月坑的深度自几十米到6000m不等，但底部很平坦，其内侧陡，外侧较缓。一般认为月坑是由陨石（或小行星）撞击而成的爆炸坑。

（4）山脉和峭壁  月球表面的山脉主要分布在月陆，山势险峻，连绵延续，长可达数千公里，一般高3000～4000m。最高达9000m，可与地球上的最高峰珠穆朗玛峰相媲美。目前在月球上已发现高度在1000m以上的高峰300余座，其中6座高度超过6000m，20座高达5000m，80座高达4000m。除山系外，月球表面还发现四条长达数百公里的峭壁。

月球表面的褶皱构造不发育，主要是月海盆地内分布的堤形隆起。有的研究者认为，可能是由于岩浆侵入使上覆岩层向上拱起而形成的。

断裂构造在月面上较为常见，已发现有延伸数百公里的深大断裂及长200～300km的弧形断裂。月球上的断裂和裂隙，往往具有明显的方向性，主要有北东-南西和北西-南东两个方向。这两组断裂交叉发育，形成了格子状构造。月球上断裂的规模远比地球上的断裂小，这可能与月球体积小、自转速度慢（比地球慢27倍）、构造活动弱有关。

2.月球的内部构造及物质组成

通过放置在月球表面上的仪器对月震的探测，了解到月球的内部构造和地球一样，具有三层结构，即月壳、月幔和月核。月壳是月球最外面一层，厚60～65km，大致以25km深度为界，分为上月壳和下月壳。上月壳主要由玄武岩组成，其顶部1～2km，为岩石碎块和月壤；下月壳由富含斜长石的辉长斜长岩及斜长苏长岩组成。65km以下为月幔，深度延至1000km深处，它们的物质大致与地球的基性岩和超基性岩（橄榄岩、辉石岩和榴辉岩）相当。月球的岩石圈将近1000km厚，包括了月壳和月幔。1000km至月心为月核，可能部分处于熔融状态，大致与地球的软流圈相似，其温度为1000℃左右，据推测，由富含铁的硅酸盐组成。

（四）小天体

太阳系除了太阳、行星和卫星外，尚有许多小天体，包括小行星、彗星、流星体和陨石等。小行星是指位于火星和木星之间数以千计的石质天体，最大直径1003km。彗星是一种质量较小、形态特异的天体，由彗核、彗发和彗尾组成，成分主要是碳、氢、氮、氧组成的挥发份，含有镁、铁、硅酸盐岩石碎片和尘埃。流星原是绕太阳运动的小天体，受地球引力改变了轨道，穿过大气时而发光，便成为流星。流星穿过大气受热燃烧，没有燃烧完剩余的部分掉到地面就称为陨石。
　　本文标题：天文地质(3)
　　手机页面：http://m.dljs.net/dlsk/kegai/10136.html
　　本文地址：http://www.dljs.net/dlsk/kegai/10136.html