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(wú)限的接近真相，對(duì)月球亦是如此。“月球是怎么來(lái)的？”“美國(guó)人真的登陸過(guò)月球嗎？”“月球背面有沒(méi)有外星人？”很多天文愛(ài)好者喜歡問(wèn)類似的問(wèn)題，通過(guò)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(dá)爾文的分裂說(shuō)，他認(rèn)為地球的自轉(zhuǎn)周期和由太陽(yáng)引起的潮汐周期的相近導(dǎo)致共振的發(fā)生，部分物質(zhì)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(xué)家詹弗瑞指出摩擦阻尼作用會(huì)遏制共振造成的振幅擴(kuò)大，也不會(huì)導(dǎo)致地球物質(zhì)的分裂拋出。之后很少有人探討有關(guān)月球起源的問(wèn)題。1952年，地球化學(xué)家尤里成為第一個(gè)真正關(guān)注月球起源的人，他認(rèn)為月球由太陽(yáng)系原始星塵匯聚形成，然而阿波羅計(jì)劃帶來(lái)的樣品證明月球是一顆經(jīng)過(guò)了分異的星球，并不是尤里最初認(rèn)為的冰冷的，未經(jīng)分異的原始物質(zhì)。阿波羅計(jì)劃前后，月球的研究者們針對(duì)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(rèn)為月球和地球一并由太陽(yáng)系星子碰撞聚集形成;捕獲理論認(rèn)為早期月球本不屬于地球，月球在運(yùn)行中因?yàn)檐壍澜咏厍?，被地球?qiáng)大的引力吸引并被其捕獲成為衛(wèi)星;修正后的分裂理論認(rèn)為原始地球形成后，由于核幔分異，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減小，自轉(zhuǎn)周期變小引起的部分地幔物質(zhì)甩離地球形成月球。三種理論在隨后的幾十年經(jīng)過(guò)修正可以解釋月球的部分特征，但三種假說(shuō)都不能獨(dú)立解釋月球的全部特征。1975年，美國(guó)天文學(xué)家哈特曼和戴維斯提出了大碰撞假說(shuō)，認(rèn)為地球與一個(gè)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(zhì)的一部分慢慢降回到地球上，另一部分則進(jìn)一步吸積，形成繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的月球。隨后天文學(xué)家卡梅隆和沃德也發(fā)表了相似的觀點(diǎn)，大碰撞理論經(jīng)過(guò)一系列修改和發(fā)展逐漸為大部分學(xué)者所接受，占據(jù)月球起源眾學(xué)說(shuō)的主導(dǎo)地位。

演化

月球表面有一種特殊的巖石——斜長(zhǎng)巖，這種巖石的熔點(diǎn)很高，一般認(rèn)為不存在斜長(zhǎng)巖質(zhì)的巖漿，于是科學(xué)家提出一種可能的機(jī)制：結(jié)晶的斜長(zhǎng)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(guò)程。并據(jù)此推測(cè)，月球形成之后的一段時(shí)間是巖漿的海洋，學(xué)界形象的稱之為“巖漿?！?。不僅僅是月球，包括地球、火星等類地行星早期可能都經(jīng)歷過(guò)“巖漿海”的階段。只是由于特殊的地質(zhì)背景，月球的斜長(zhǎng)巖被較好的保留下來(lái)，而地球由于富水和晚期的板塊構(gòu)造，使得斜長(zhǎng)巖沒(méi)有保留下來(lái)。巖漿海中結(jié)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(gè)過(guò)程大約經(jīng)歷數(shù)億年的時(shí)間。隨后月球經(jīng)歷了劇烈外界的隕石重轟擊和隨后的巖漿爆發(fā)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(fā)充填撞擊坑。才形成我們現(xiàn)在肉眼看到的“嫦娥”“廣寒宮”“桂樹(shù)”“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(jīng)基本僵死。雖然之后也有科學(xué)家陸續(xù)報(bào)道月表小型的巖漿噴發(fā)事件。但學(xué)界已經(jīng)基本認(rèn)定月球已經(jīng)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(yáng)系和地球演化的一面鏡子。現(xiàn)在主導(dǎo)月球的主要過(guò)程是太空風(fēng)化。由于月球沒(méi)有大氣層的保護(hù)，太陽(yáng)風(fēng)離子、太陽(yáng)宇宙射線、銀河宇宙射線、隕石撞擊時(shí)刻改造著月球表面。因此月球也成為研究天空風(fēng)化的天然實(shí)驗(yàn)室。 2019年中國(guó)嫦娥四號(hào)探測(cè)器成功著陸月球背面，并通過(guò)“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(shì)較高，呈現(xiàn)和正面月球截然不同的兩面性?？茖W(xué)家普遍認(rèn)為這是與地球的潮汐鎖定和巖漿海的不均勻演化相關(guān)。隨著嫦娥工程的一步步推進(jìn)，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(jié)果。耗資數(shù)百億美元，全球近3000家高校、研究所、企事業(yè)部門廣泛參與的“阿波羅計(jì)劃”在“影棚拍攝”也屬無(wú)稽之談。在信息爆棚的時(shí)代，讀者只有保持清醒頭腦，提高甄別是非能力，才能與事實(shí)和真理同行。（編輯/高緯時(shí)）