月球的前世今生

許英奎

不斷的探索則可以去偽存真，讓我們無限的接近真相，對月球亦是如此。“月球是怎么來的？”“美國人真的登陸過月球嗎？”“月球背面有沒有外星人？”很多天文愛好者喜歡問類似的問題，通過本文我們可以了解月球的前世今生。

形成

月球的起源最早要追溯到1879年達爾文的分裂說，他認為地球的自轉周期和由太陽引起的潮汐周期的相近導致共振的發生，部分物質變形脫離地球形成月球，地球上廣闊的大洋就是遺留的痕跡。1930年天文學家詹弗瑞指出摩擦阻尼作用會遏制共振造成的振幅擴大，也不會導致地球物質的分裂拋出。之后很少有人探討有關月球起源的問題。1952年，地球化學家尤里成為第一個真正關注月球起源的人，他認為月球由太陽系原始星塵匯聚形成，然而阿波羅計劃帶來的樣品證明月球是一顆經過了分異的星球，并不是尤里最初認為的冰冷的，未經分異的原始物質。阿波羅計劃前后，月球的研究者們針對月球起源分別提出了共增生理論，捕獲理論及修正的分裂理論。共增生理論認為月球和地球一并由太陽系星子碰撞聚集形成;捕獲理論認為早期月球本不屬于地球，月球在運行中因為軌道接近地球，被地球強大的引力吸引并被其捕獲成為衛星;修正后的分裂理論認為原始地球形成后，由于核幔分異，轉動慣量減小，自轉周期變小引起的部分地幔物質甩離地球形成月球。三種理論在隨后的幾十年經過修正可以解釋月球的部分特征，但三種假說都不能獨立解釋月球的全部特征。1975年，美國天文學家哈特曼和戴維斯提出了大碰撞假說，認為地球與一個火星大小的天體撞擊，地殼和地幔的一部分被拋擲出去，這些物質的一部分慢慢降回到地球上，另一部分則進一步吸積，形成繞地球轉動的月球。隨后天文學家卡梅隆和沃德也發表了相似的觀點，大碰撞理論經過一系列修改和發展逐漸為大部分學者所接受，占據月球起源眾學說的主導地位。

演化

月球表面有一種特殊的巖石——斜長巖，這種巖石的熔點很高，一般認為不存在斜長巖質的巖漿，于是科學家提出一種可能的機制：結晶的斜長巖漂浮在巖漿的表面。類似溶解在香檳中的氣泡生成之后漂浮到表面的過程。并據此推測，月球形成之后的一段時間是巖漿的海洋，學界形象的稱之為“巖漿海”。不僅僅是月球，包括地球、火星等類地行星早期可能都經歷過“巖漿海”的階段。只是由于特殊的地質背景，月球的斜長巖被較好的保留下來，而地球由于富水和晚期的板塊構造，使得斜長巖沒有保留下來。巖漿海中結晶的密度大的礦物下沉到底部形成深部的月幔，密度小的礦物上浮形成較輕的月殼。這個過程大約經歷數億年的時間。隨后月球經歷了劇烈外界的隕石重轟擊和隨后的巖漿爆發事件，大約從39億年～30億年。該階段月球表面的大型撞擊坑形成，巖漿噴發充填撞擊坑。才形成我們現在肉眼看到的“嫦娥”“廣寒宮”“桂樹”“玉兔”等。

僵死

由于月球體積很小，能量散失很快，在30億年前月球已經基本僵死。雖然之后也有科學家陸續報道月表小型的巖漿噴發事件。但學界已經基本認定月球已經走到了演化的晚期階段。僵死的月球基本保存著30億年前的形貌，成為研究早期太陽系和地球演化的一面鏡子。現在主導月球的主要過程是太空風化。由于月球沒有大氣層的保護，太陽風離子、太陽宇宙射線、銀河宇宙射線、隕石撞擊時刻改造著月球表面。因此月球也成為研究天空風化的天然實驗室。 2019年中國嫦娥四號探測器成功著陸月球背面，并通過“鵲橋”中繼星傳回世界第一張近距離拍攝的背面影像圖。月球背面撞擊坑較小，地勢較高，呈現和正面月球截然不同的兩面性。科學家普遍認為這是與地球的潮汐鎖定和巖漿海的不均勻演化相關。隨著嫦娥工程的一步步推進，一些傳言也不擊自破。月球背面是外星人基地的照片更是某些人“PS”的結果。耗資數百億美元，全球近3000家高校、研究所、企事業部門廣泛參與的“阿波羅計劃”在“影棚拍攝”也屬無稽之談。在信息爆棚的時代，讀者只有保持清醒頭腦，提高甄別是非能力，才能與事實和真理同行。（編輯/高緯時）