月球的两张脸

Azureness

[size=0.8em]图/Gregory H. Revera

[size=0.9em]“在月球上回望地球，就会发现所有国家、民族的界限和差异已经模糊，就会觉得这个世界实际上是一个整体，为什么我们不能够学着好好生活在一起呢？”
——弗兰克·博尔曼，阿波罗8号宇航员

假如我们抬头仰望夜空中这个最明亮的天体，可能会察觉到它表面各处的差异。假如有一台望远镜，而且在不是满月的时候，那我们很可能会被它表面一些特别明显的特征所吸引。

[size=0.8em]图/Matija Pozojevic

具体来说，我们无法忽略的月表特征有两处：

月球表面布满了陨坑，特别是在那些较为明亮的地区。许多陨坑环环相套：大陨坑内有中陨坑，中陨坑内又有小陨坑。

月球表面存在着色泽较暗的所谓月海，这些地区的面积相对较小，而且其中的陨坑也较少。一般来说，和月球整体相比，它们的色泽有明显差异。

月球总是用一张脸面对着我们，但是取决于地球、月球和太阳位置的相对关系，它被阳光照亮的部分会在一个月内持续变化。

另外，因为月球的轨道是椭圆的，当它离地球最近时，移动得较快；离地球最远时，移动得较慢，所以朝向我们的月面会发生轻微的变化，产生一种名为“月球天平动”的现象。我们能够看到的月面比例大约是59%。而至于月球背面，一直要到55年前，前苏联月球3号探测器绕月飞行时，才有机会一睹真容。

在这次及随后跟进的探测活动中，人们又拍摄了许多月球背面的照片，我们才得以真正了解月球背面长什么样。结果让我们吃惊不小！

[size=0.8em]图/NASA、JPL-Caltech、LRO

首先，月球的背面没有黑暗的月海；其次，那里显然遭受过更为猛烈和彻底的陨石轰击。虽然这些特点早在1959年就已发现，但是找到原因却用了很久。

[size=0.8em]图/ESA、P. Caril

我们都知道，太阳系内布满了大大小小的彗星和小行星，它们会周期性地闯入内太阳系。要是运气好，这些天体能够为我们带来壮观的美景，如彗尾或流星雨。但是要是运气坏的话，它们中一些个头大的，会与行星相撞，带来灾难性事件！

有人可能会猜想，月球的背面，可能就是因为挡在这些大石块的路上，因此遭受了更多的轰击。如果它们来自月球正面所面对的方向，那里有地球，地球能够吸收这些撞击，或用引力让它们偏离方向。

[size=0.8em]图/Leofidus 用户

但是根据计算，地月距离是地球直径的50倍，这意味着月球正反两面经受撞击的概率差异还不到1%。虽然谜底的确与天体相撞有关，但是情形与我们的猜想完全不一样。

[size=0.8em]图/Mark Garlick、科学照片库

有人可能会认为，遭成恐龙灭绝的小行星很大。它的宽度大约是5-10公里，大约相当于一座非常巨大的山峰。但是这不是地球史上最大的撞击事件。当我们从月球带回了岩石后，才意识到这一点。我们发现，月岩和地球岩石的成份是完全相同的！这非常令人震惊，因为太阳系内还没有哪个卫星和行星是这样，无论是木星和木卫，火星和火卫，还是土星和土卫。这是怎么回事？

大约45亿年以前，太阳系还处在婴儿期，地球已经基本形成，质量是今天的90%左右。但是与此同时，在几乎同一个轨道上，还有一个巨大的、与行星类似的天体，它的大小和火星差不多。它和地球一起，以一种不稳定的方式，围绕着太阳运行了几千万年。最终，它们发生了相撞！

[size=0.8em]图/NASA

这两颗原行星的物质大部分形成了地球，部分残骸被抛入太空。随着时间的推移，这些残骸在引力的作用下合并形成了月球！这个疯狂的理论在1970年代提出后，已逐渐为大家所接受——因为在过去40年间，许多观测结果与它的预测相符。

那次相撞事件发生在太阳系的极早期，事件发生时，地球仍然十分炽热：温度大约有2700K！新生的月球离地球比今天近得多，但是仍然相距数万公里。即便如此，由于有邻近的额外热源——也由于月球已经被潮汐锁定（一面永远朝向我们）——因此月球正面维持高温的时间，要比反面久得多！

[size=0.8em]图/Kingfisher 版权所有，美术/Mark A. Garlick

今天的月海是熔岩流留下的证据，这些熔化的岩石曾在盆地中四处流淌。在月球反面已经形成厚厚的月壳时，月球正面由于靠近地球而与之存在巨大的温差，从而导致那里保持液态的时间更久，因而陨石在其表面留下的印记也更少。就像落入地球海洋中的陨石一样，落入古代月球熔岩海的岩石也不会留下任何伤痕！

[size=0.8em]夏威夷熔岩流，陨石撞击在这样的地表不会留下伤痕。摄影/Leigh Hilbert Photography

Arpita Roy、Jason Wright 和 Steinn Sigurdsson三位研究者已经针对这一理论提出了必要的证据。他们建立了一个早期地月系模型，显示只要与炽热的地球足够近，使月球能够被潮汐锁定——这等于是为月球增加了一个单侧热源——两侧月壳的元素和化学成份就会产生差异。

这样，我们不但能够了解月球是如何形成的，还能够解释月球两面为什么有如此大的差异！我们知道月球的明亮是因为它反射了阳光，但是谁又能想到，在月球的天空中，曾经高悬着一个能够发光的炽热地球呢？谁又能想到，正是这个地球，使月球有了两张截然不同的脸呢？

我随缘

{:soso_e176:}谢谢

adohu

向高手学习，入强者队列。

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