探寻火星两颗诡异的卫星究竟是如何形成的

赵菊初（山西大同第一号信箱）

     大家知道，火星有两颗小卫星，即火卫一及火卫二；早在1957年，前苏联首先发射人造卫星之前，苏联天文学家就曾发现这两颗卫星具有诡异的特征。据报道^[1]，由于当时对这种诡异的特征作不出任何解释，他们便提出这是火星人发射人造卫星的假说。自从宇宙飞船造访火星以后，发现火星上是一片不毛之地，根本不存在什么火星人，故这种假说就不攻自破了。也许是由于这种诡异的特征实在太诡异了，才使天文学界在半个多世纪以来对它一直采取避而远之的态度，至今所出现的假说几乎都不顾这种诡异特征的存在，而只空洞地沿用以往的“碰撞说”及“俘获说”来进行模糊的解释。笔者认为这种不触及实质的假说根本不可能破解它们的真正成因；但又觉得它们的形成一定事出有因，绝不可能无缘无故地发生，故在好奇心驱使下一直没有放弃对其成因的探讨与思索。也许称得上是功夫不负有心人，笔者终于找到一种至少不违背自然规律且能在道理上说得通的解释。以下先介绍火星卫星的各种诡异特征，然后再介绍笔者所提出的假说。

1.      火星卫星的各种诡异特征

     已发现火卫一及火卫二有3种诡异的特征，现分别介绍于下。

⑴  现已发现火卫一及火卫二都是很不规则的三轴椭球体，所以大多数研究者都认为它们都是俘获而来的^[2]；那么就要出现一个疑问，即它们的轨道为什么都精确地位于火星赤道平面内，二者的交角分别为1.1°及1.6°。在一般情况下，一个俘获卫星的轨道精确位于赤道平面内的可能性就非常小，两个俘获卫星的轨道同时精确位于赤道平面内的可能性几乎就等于零了。例如，近年来已发现木星、土星及天王星共有百余颗不规则卫星，天文学界一致认为它们都是俘获而来的；但观测已发现，它们的公转轨道平面与行星的赤道平面的夹角都很大，没有发现任何俘获而来的不规则卫星的轨道平面像火星卫星那样严格处于行星赤道平面内；由此可见，上述火星卫星的反常情况绝不能用偶然的巧合来解释，而必然是某种特殊的原因造成的。

⑵  美国科学家沙尔普列斯在1945年，将自己观测火卫一的资料同半个世纪前天文学家格尔曼特思鲁威的精密观测资料相对照时，发现火卫一在半个世纪时间里，在其运行的轨道上超前移动了5度^[1]，这说明它正在受到介质阻力使其轨道半径不断缩小，运行速度不断增大。前苏联什克洛夫斯基教授根据上述情况推算出，大约在4.4亿年前，火卫一离火星的距离大约为现在距离的2.17倍^[1]，即接近于同步轨道；在该处火卫一的公转角速和火星自转角速很接近；因此，火卫一现在与低轨人造卫星一样因受到空气阻力其运行轨道会不断缩小。火卫一的起始轨道半径绝对不可能超过同步轨道半径，否则，它就要因为公转角速慢于火星自转角速，就会和月球受潮汐作用力而逐渐远离地球一样，逐渐远离火星。上述情况说明火卫一存在的时间不可能超过4.4亿年。但火星和地球一样形成的年龄不少于45亿年，显然不可能在它形成40多亿年后又形成一个火卫一；这是火卫一令人非常费解的诡异现象。

⑶ 已知火卫二为固态物质组成，但其密度只有每立方厘米0.3克，比水的密度还小得多。而已知天然固体矿物质绝无这样小的密度。因此只能设想它是由浮石那样的多孔物质所组成。我们知道，浮石是火山喷发时，其中熔岩因压力降低而析出气体并凝固形成的多孔结构；可是无法想象由星云物质直接凝聚而成的天体怎么能形成多孔结构。这是火卫二又一令人无法理解的诡异现象。

2.      对火星卫星诡异特征的解释

如果设想火星曾是一颗介于现在火星与木星之间大行星（以下称它为“火外星”）的同步自转卫星，即其自转角速度与公转角速度完全相同的卫星，后来“火外星”在4亿多年前因其外围的氢发生热核反应而爆炸了，那么上述异常现象都能得到圆满而又合理的解释。火外星上的氢气之所以会发生热核反应，请参看笔者在题为《对小行星及彗星起源的探讨与论证》的博文，这里不再赘述。下面先对火星的两个卫星的轨道平面为何严格处于火星赤道平面内进行解释，然后解释火卫一的寿命为何只有4亿多年，最后再解释火卫二为何能形成多孔结构。

2.1  对火星卫星的轨道平面严格处于其赤道平面内的解释

若火星确曾是火外星的同步自转卫星，则如图1所示得出如下推论：① 当时火星自转轴应与火外星自转轴平行；② 现在火星的自转轴对公转轴的倾角应等于当时火外星对公转轴的倾角，也应等于当时火星绕火外星公转的轨道平面与黄道平面的夹角θ；③当时火星自转周期与绕火外星的公转周期相等，也就是说，火星始终以同一面朝向火外星，正如现在月球始终以同一面朝向地样。

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     由于上式中的G及M为定值，故碎块经过火星时的距离r确定后，其速度V就受到严格的限制，若太大，其椭圆轨道的长轴就会超出火星的引力范围而逃逸掉，若太小，就会掉落在火星上。 但我们知道，陨星的运动速度在很大范围内变化，要恰到好处满足上术要求是非常困难的。我国的探月经验证明，射向月球的火箭若不加控制，将不是擦肩而过就是撞击月球，绝不可能轻而易举成为绕月旋转的卫星。已探明的类地行星和月球上的陨石坑恐怕要数以亿计，但除了两个诡异的火星卫星外，没有发现任何类似的卫星。以上情况足以证明，捕获爆炸碎块成为卫星之难难于上青天。那么，火星的两个卫星又是怎么捕获的呢？下面就来探讨这个问题。

按上述设想可以推测，当火外星爆炸时，火星在大量爆炸碎块以及强大的爆炸气流撞击及推动下，会以较快的速度向太阳方向运动。那么爆炸碎块的运动速度虽快，但对火星的相对速度就会因此而明显减慢；加之，爆炸气流也会因受火星的惯性阻力而会减慢运动速度，而爆炸碎块在超越这种气流时又会因受到强大阻力而减慢运动速度；这就为它被火星捕获明显增大了可能性。此外，由于爆炸碎块可能来自火外星不同深度和不同部位，其运动速度是参差不齐的，而且通过火星近旁的碎块可能成万上亿，所以个别碎块的运动速度符合捕获条件就是意料中的事了。

由图2的下图可以看出，从上侧以速度V₁运动的碎块若被捕获，它将成为顺行卫星；而下侧以速度V₂运动的碎块若被捕获，就将成为逆行卫星。根据（2）式可以看出，二者被捕获的概率是大体相同的。但由于火卫一进入火星自转同步轨道以内的区域，会因受到大气阻力而增大其被捕获的概率。

2.2  对火卫一的寿命不超过4.4亿年的解释

有8种证据可以证明，火外星大约是在4亿多年前爆炸的；这可圆满解释火卫一存在的时间为何不可能超过4.4亿年。关于火外星爆炸时间的问题，笔者在很多博文中作过详细论述和探讨；但鉴这些证据对证明火外星爆炸的确凿时间具有非常重大的价值，故再简单归纳介绍于下。

⑴  据美国J·W·瓦伦丁研究,在奥陶纪距今4.4亿年前，地球上发生过有史以来第二大生物群大绝灭的现象，有大约75个科的各门类生物绝灭。这可能就是火外星爆炸的大量碎块撞击地球造成的结果。

⑵   美国费米核物理研究所的有些人在测定陨石中的同位素氮和氩时，发现它们存在的时间只有四亿年左右。因陨石应该来自火外星爆炸的碎块，故可认为这就是火外星在4亿多年前爆炸的证据。

⑶  据报道，前不久研究人员发现，在4.7亿年前降落地球的43颗陨石中，超过一半含有完全未知或极少见的成份；并发现当时每年降落地球的陨石大约为18,000～84,000颗，但现在降落地球的陨石就极其稀少了。这一报道给我们提供了一个非常重要的信息，那就是在4.7亿年前降落地球的陨石数量比现在多得多，其成分也与现在的陨石有很大差别；这种奇怪的变化究竟是什么原因造成的呢？如果认定火外星是在4亿多年前因氢的热核反应而爆炸的，则上述情况不言自明了。

⑷  Witting等推断，火星环形山的年龄小于3亿年，而Baldwin则认为在3.4~6.8亿年之间；前苏联地质学家哈巴柯夫认为月球上的环形山也是在不太久远的某一时期内形成的。如果設想“火外星”是在4.4亿年前爆炸的，则可解释环形山（陨石坑）的形成时间为何都在距今3～6.8亿年之间。

⑸  观测发现，大规模成煤是从石炭纪，即距今3.54亿年开始的；直到晚二叠世晚期，即距今3亿年，聚煤作用于华北盆地内方告全面终止。据统计，在这5400万年的较短时期内，形成的煤炭储量约占全世界总储量的50%以上。但现在几乎已成定论的煤炭成因的“有机说”认为，煤炭是远古时期的植物残骸转变而来的；它无论如何都无法解释3亿年前至今为何动植物不再繁殖与生长，为何不再生成煤炭。笔者在有关博文中，根据火外星在4.4亿年前因产生氢的核聚变反应而爆炸的研究结果，对此作出较合理的解释；详细论述请参看该博文。简单地说，火外星爆炸后大量高温氢气会使含炭化合物还原为炭元素，或加氢而形成石油及可燃冰的原料；它们在逐渐凝聚成环绕太阳公转的团块后，还需在残余弥漫气体的阻力作用下，经过漫长时间逐渐缩小轨道半径才能到达地球；所以成煤高峰期比火外星爆炸晚了近1亿年是完全可能的。因此这也可看作判断火外星在4.4亿年前爆炸的证据。

⑹  笔者在有关博文中，通过解释18种已观测到的月球谜团，证明月球很可能也曾是火外星的一颗同步自转卫星。；在另一有关博文中，根据牛顿力学定律及潮汐理论，通过详细的计算，证明月球很可能是在4亿年多年前被地球俘获的，在此之前，地球周围根本就不存在月球；这种这种观点得到很多观测资料的支持；这也是火外星在4亿多年前爆炸的旁证。

⑺  用“钾—氩测年法”测出的月海年龄是31亿年；但观测发现，月海中陨石坑很稀少，而月陆上的陨石坑却很多；有人估计，前者数量约为后的20分之1。但陨石撞击月球的方向是随机的，即撞击月海与月陆的概率是相同的，故无法解释月海与月陆的陨石坑数量为何差别如此之大。若按撞击概率相同及月陆年龄为45亿年来估算，则上述前者陨石坑数量应为后者的1.5分之1左右才对。笔者通过分析计算发现，这种巨大的矛盾是“钾—氩测年法”出现了严重的差错引起的。因为它没有考虑月海形成时的高温会使钾的蒸发逃逸量远大于氩的影响。据测定，月海玄武岩的含钾量约为0.11%，而地球玄武岩的含钾量高达0.7%左右，这可能就是上述原因造成的。如果情况确是如此的话，推算月海的年龄应是4.87亿年才对。这与笔者推算的4.4亿年很接近，故也可看作是月球作为地球卫星存在的时间为4亿多年，及火外星在4亿多年前爆炸的旁证；。  

⑻  根椐地质年代海岸线变化情况估计，在5亿年前浅海潮汐耗散比现在小。 这可能说明当时地球周围根本就不存在月球。否则，计算表明，海潮落差与地、月距离的3次方成反比，而当时地、月距离应比现在小很多，故浅海潮汐耗散应远远超过现在才对。

1.3       对火卫二的密度远小于水的解释

我们知道，火山喷发时常喷出一些很轻的碎块，它可以浮在水上，故叫作浮石。它是因熔岩从深处上升及喷发时，压力降低及溶解的气体析出而形成了多孔的结构。火外星爆炸时，内部熔岩也完全与火山喷发一样具有形成多孔结构的条件，从而可圆满解释火卫二的密度为什么比水还小得多。如果抛弃这种解释，无论如何也说不清火卫二为什么能形成多孔结构。

2.      结语

     本文之所以能对火星卫星的3个诡异特征作出似乎无可挑剔的合理解释，主要得益于自己对火外星爆炸原因及爆炸时间的探索。这两种事件看似没有任何因果关系可言，但一旦将二者联系起来，却能对其中奥秘作出如此不可思议的解读，这是自己始料未及的。这应该感谢大自然对这种发生在遥远年代的事件，给我们留下了如此之多的蛛丝马迹；还应该感谢互联网的创建和普及，使自己不出家门就可获知有关丝蛛马迹的详情；更应该感谢先辈们给我们创建了足以解读这种奥秘的基础理论知识；否则，笔者即使有天大的本事对此也只能望洋兴叹。

     据报道：“日本宇宙航空研究开发机构计划于2020年后向火星卫星发射探测器，届时如能从火星卫星上带回样品，将有助于进一步揭开火星卫星形成之谜”。这一报道说明，当前国外只寄希望于加强观测来破解自然奥秘的研究动向。从笔者以上的论述情况可以看出，他们这种研究动向必然走进死胡同，没有任何出路；可以预言，日本上述揭开火星卫星成因之谜的计划必然以失败而造终。

     欢迎和殷切期望更多网友对本文加以转载，使它不致于淹没与消失。但愿本文观点终能有那么一天，对西方历经几百年探索太阳系演化奥秘而至今仍一筹莫展的现状起一点促进作用；那么，自己近半个世纪对此探索的艰幸就算有了回报。

参考文献

[1]  （苏）勃朗什腾，火星卫星之谜，知识就是力量，1960（5）

[2]  （美）B·P·格拉斯，行星地质学导论，地质出版社，1986（P275）