月球背面究竟有什么

姜靖

現(xiàn)代科技讓我們對(duì)月球有了更多的了解，但關(guān)于月球背面的謎團(tuán)卻仍有很多未曾解開。因此，關(guān)于月球背面的傳言有很多，有人說那里有外星人，有人說那里有神秘的基地，還有人說那里停放著二戰(zhàn)時(shí)期的飛機(jī)……那么，月球背面究竟有什么呢？為什么人們一直對(duì)月球背面存在多種猜測(cè)呢？

月球背面為什么這么神秘

實(shí)際上，月球背面之所以顯得神秘，原因在于我們無法從地球上直接觀測(cè)到那里。中國科學(xué)院國家天文臺(tái)科學(xué)傳播中心主任、行星科學(xué)家鄭永春說：“在沒有月球探測(cè)器之前，月球背面一直是一個(gè)神秘的未知世界。”

? ? 美國宇航局制成的月球背面圖。上圖是美國字航局利用月球勘測(cè)軌道飛行器在2009年11月到2011年? 2月間拍攝的1.5萬多張廣角相機(jī)照片合成的。

月球是地球唯一的一顆天然衛(wèi)星，其正面和背面因距離地球的遠(yuǎn)近不同，受到的引力也不相同。“月球背向地球的半球離地球較遠(yuǎn)，受到的地球引力與面向地球的半球相比要小。如果月球自轉(zhuǎn)周期與繞地球的公轉(zhuǎn)周期不相等，那么月球上同一部位受到的地球引力會(huì)隨時(shí)間變化，這就導(dǎo)致了月球不同巖層之間發(fā)生摩擦。這些摩擦力，會(huì)逐漸減慢月球自轉(zhuǎn)的速度，最終使月球自轉(zhuǎn)的周期恰好等于它繞地球公轉(zhuǎn)的周期。”鄭永春說，即月球被地球的引力潮汐鎖定。潮汐鎖定后，從地球上看月球，就永遠(yuǎn)只能看到月球的一面。總體上，從地球上可以觀測(cè)到整個(gè)月球表面的59%。

2013年12月14日21時(shí)11分，“嫦娥三號(hào)”成功實(shí)施月面軟著陸，圖為月面巡視器“玉兔”在月球上。

雖然在地球上只能看到月球的一面，人類也不曾登陸過月球背面，但科學(xué)家并不缺乏月球背面的探測(cè)數(shù)據(jù)——各種月球探測(cè)器拍攝了很多月球背面的照片。

據(jù)鄭永春介紹，1959年，蘇聯(lián)發(fā)射的月球3號(hào)探測(cè)器在飛越月球時(shí)，第一次拍到了月球背面的圖像。上世紀(jì)六七十年代，美國和蘇聯(lián)的月球探測(cè)器，多次獲得了月球背面圖像，阿波羅8號(hào)宇航員以及之后登月的宇航員，都飛到了月球背面，親眼看到了月背的荒涼景象。

月球背面月海為什么比正面少

當(dāng)月球3號(hào)探測(cè)器首次拍下月背圖像后，科學(xué)家們本來預(yù)想會(huì)看到熟悉的暗區(qū)和亮斑，然而結(jié)果卻大大出乎他們的預(yù)料。月球的正反面看起來完全不同。鄭永春說：“月球正面地形平坦、月海居多，背面顏色較亮、月陸居多，撞擊坑分布密度也比正面高，地形更崎嶇。”

鄭永春解釋稱，月海是指月球上大片顏色較深的黑斑區(qū)域，實(shí)際上是一些寬廣的平原，一滴水也沒有。這些區(qū)域?qū)μ柟獾姆瓷浔容^弱，看上去比周圍更暗一些，很像地球上的海洋，約占月球表面積的17%。月球上共有22個(gè)月海，其中19個(gè)分布在正面，包括雨海、靜海、云海、冷海、風(fēng)暴洋等，約占整個(gè)正面半球表面積的一半。而月球背面只有東海、莫斯科海和智海3個(gè)月海。

這是怎么回事呢？在人類拍攝了第一張?jiān)虑虮趁嬲掌?0多年之后，這個(gè)問題仍然沒有得到完全解答。有科學(xué)家提出，月球正面與背面的明顯差異，與月球的起源與演化有關(guān)。大碰撞假說是目前解釋月球形成的最主流的說法。該假說認(rèn)為，45億年前，一顆火星大小、名叫忒伊亞的行星撞擊地球，地球的外部數(shù)層以及忒伊亞的大量碎片在地球軌道上聚集，最終形成了月球。

月球形成后，其軌道向地球逼近。大約在39億年前，當(dāng)月球運(yùn)行到地球的洛希限（行星對(duì)衛(wèi)星的潮汐力可將衛(wèi)星粉碎的最大距離）附近時(shí)，由于地月潮汐力的相互作用，地球與月球正面均有部分被引力撕裂并粉碎，甚至蒸發(fā)、熔融，大量被撕裂的碎塊又回到月球正面，撞擊月表，在月球正面形成大面積月海盆地。而月球背面幾乎沒有受到地月潮汐力的影響，沒有發(fā)生過類似的撞擊。

但也有研究表明，當(dāng)時(shí)月球的正反兩面都受到了撞擊，由于月球正面比較溫暖柔軟，形成了規(guī)模龐大的玄武巖熔巖流，這些熔巖流填補(bǔ)了撞擊坑，將它們改造成了月海盆地。而月球背面則保留了撞擊后的原始狀態(tài)。

月球背面的月殼為什么比正面厚

美國航空航天局證實(shí)，月球背面的月殼要比正面厚大約30英里（約為48.3千米）。究竟為什么月球背面會(huì)那么厚呢？

有科學(xué)家給出了一個(gè)大膽的推測(cè)，他們認(rèn)為忒伊亞星的撞擊可能形成了兩個(gè)月亮而非一個(gè)，月亮雙生也許就能解釋月球兩面相異的成因了。根據(jù)這一理論，45億年前，在夜空中有兩個(gè)月亮，小的跟在大的后面，并且距離越來越近。最終，小月亮從后面“抱”住了大月亮，二者慢慢黏在一起，形成了一層更厚的月殼。

這些高分辨率的月球表面照片，由中國“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器以及月面巡視器“玉兔”拍攝，它是迄今為止最精細(xì)的月球表面照片之一。

美國賓夕法尼亞州立大學(xué)的天體物理學(xué)家，卻對(duì)此有著不同的說法。他們指出，大碰撞發(fā)生后，地球和月球都非常熾熱。月球比地球小得多，冷卻得也快。由于地球與月球從一開始就被潮汐鎖定，所以溫度超過2500攝氏度的地球會(huì)向月球正面輻射熱量。使得月球面向地球的那一面保持熔融狀態(tài)，而遠(yuǎn)離地球的背面則緩慢降溫，這樣一來，月球背面與正面就出現(xiàn)了溫度差。

當(dāng)月球背面的巖石蒸汽開始冷卻時(shí)，最先析出結(jié)晶的就是鋁元素和鈣元素。數(shù)千年乃至數(shù)百萬年后，這些元素與月幔中的硅酸鹽結(jié)合，形成斜長石，最終轉(zhuǎn)移到表層，組成月殼。背面的月殼中這些礦物的含量更高，因此月球背面的月殼厚度要比正面厚一些。

月球背面包含了許多至今未解的謎題。從目前人類獲得的信息來看，它沒有外星生物，也沒有秘密基地，卻擁有比這些更難以捉摸的難題等待我們?nèi)ヌ剿鳌?