這個中秋，我們評出6大「月球之謎」，你能猜中幾個?

　　來源：我是科學家iScientist

　　月亮上是不是住了神仙？月亮上有沒有外星人基地？月亮的背面是什麼？

　　千百年來，居住在地球上的人們，可能在每個「舉頭望明月」的夜晚，都會有類似的疑惑。

舉頭望月的夜晚，你在想什麼呢？圖片來源：圖蟲創意

　　如今，探測器時代的到來解決了不少困擾人們多年的「月球之謎」——我們已經確定：月球既沒有住著神仙，也沒有外星基地，它的背面和正面一樣，都是遍布隕石坑的「不毛之地」。

　　所以，我們已經充分了解月亮了嗎？事實恰恰相反，我們是解決了許多謎團，但又有了無數新的謎團。

　　下面，我們挑選出6條「月球謎題之最」分享給大家——它們之中有些已經基本被解決，有些已經有了很多進展，有些還需要決定性證據。

　　月球是怎麼形成的？

　　關於月球的起源，人們提出過幾種重要的假說——

　　地月同源說：地球和月球都是在原行星盤中直接形成的；

　　捕獲說：月球是地球引力捕獲的；

　　分異說：月球是地球早期自轉過快由於離心作用「甩」出去的；

　　這些假說各有優點，但也有很多難以自圓其說的疑點。

　　如今，最受青睞的一種是大撞擊假說：45億年前的一天，一顆火星大小的天體從天而降，傾斜撞向了尚未完全長成的「雛形」地球。劇烈的撞擊迅速粉碎和融化了這個火星大小的天體，也把地球的一部分物質撞了出來。這些碎屑物質散落在地球四周，又通過引力和碰撞重新聚集起來，最終形成了如今的月球。

大撞擊假說的假想圖。圖片來源：museumvictoria.com.au

　　但大撞擊假說是完美的嗎？也並不是。為了彌補大撞擊假說的一些問題，之後的科學家們也前赴後繼打很多「補丁」。至於之前的其他假說是否一定不可能，似乎也還百分百的定論。（點擊鏈接了解更多內容：月亮月亮告訴我，地球為啥是藍色？    太初紀元，諸月爭輝——月球起源再一說）

　　月球環形山是怎麼形成的？

　　這個爭議了一百多年的問題，在今天終於獲得了最為確信的答案。

隕石坑密布的月球表面。圖片來源：NASA

　　曾經，很多科學家們認為月球上的環形山主要是火山噴發引起的……畢竟，那些坑這麼圓，附近也沒見到隕石什麼的。

　　但後來，科學家們慢慢發現，火山不可能形成那麼巨大的坑，不會有輻射狀的濺射物堆積痕迹，更重要的是，在目睹了舒梅克-列維9號彗星撞擊木星的例子後，大家終於相信小天體的撞擊有如此強大的破壞力。

哈勃望遠鏡於1994年5月17日拍攝的舒梅克-列維9號彗星的碎片，最大的一顆直徑約有2千米。兩個月後，這些碎片依次撞向木星。圖片來源：Hubblesite

彗木撞擊在當時的木星表面留下的「疤痕」（紅色箭頭處）。圖片來源：NASA

　　阿波羅號帶回的環形山附近的岩石樣本中，明顯有衝擊和熔融的痕迹，這是只有撞擊才會有的。

　　如今的我們，已經完全確信月球上絕大多數環形山都是隕石撞擊形成的，地球上也是，太陽系中其他固態天體上也是。

　　不過，依然有少部分月球環形山是火山或者其他不明原因造成的，比如希吉努斯環形山和艾娜月坑。對於具體某些月球環形山的成因，有些還在爭議中。（相關推薦：驚！科學家新發現一個曠世之「坑」！地球上，這種坑為啥這麼難找？  ）

　　希吉努斯環形山是一個破火山口，而艾娜月坑的成因至今還在爭議中。圖片來源：NASA

　　月球有過岩漿海洋嗎？

　　如果大撞擊假說是真的，那麼撞擊產生的巨大能量可能會讓早期的月球岩石完全處於熔融狀態，也就是說，早期的月球可能被全球性的岩漿海洋所覆蓋。之後，隨著岩漿海洋的慢慢冷卻，固態的岩石才慢慢形成。

　　月球是否有過岩漿海洋的時期，這個時期到底是什麼樣的？這個問題關係到月殼和月幔是什麼時候又是如何形成的，也關係到月球表面的化學成分為什麼會是如今這樣的分布。

　　我們在月球的岩石中找到過一些線索，但這些都不是決定性的證據，相關研究也在繼續進行。（相關推薦：Nature封面：熔融？氣化？大撞擊？鬼知道地球經歷了什麼）

月球岩漿海洋時期的假想圖。圖片來源：NASA/SVS/GSFC

　　月球經歷過「晚期大撞擊」嗎？

　　1969-1972年，阿波羅11、12、14、15、16、17號成功實現了載人登月，並在月球表面完成了一系列直到今天都無法超越的月球實地探測。阿波羅任務帶回的岩石樣品讓我們可以通過同位素定年來測量月球不同區域的形成年齡。

　　從不同岩石樣品的年齡中，人們發現月球在約38.5億年前似乎經歷了一波突然而劇烈的小天體撞擊。很顯然，如果真的有過這樣的事件，那不可能只有月球經歷了——內太陽系所有的大型岩質天體應當都不能倖免，這就是晚期大撞擊（LHB）假說。

（左）阿波羅號和月球號樣品顯示的幾個著陸區的絕對年齡，來源：參考文獻[1]；阿波羅樣品的定年結果顯示月球乃至整個內太陽系在約38.5億年前可能經歷過一波突然而劇烈的小天體撞擊。圖片來源：參考文獻[2]

　　但岩石樣本真的足夠可靠嗎？畢竟我們手頭的樣本那麼有限。晚期大撞擊真的發生過嗎？或者即使真的發生過，又真的是一次短暫的驟發事件嗎？直到近年科學家們還在對此爭議不休。

　　月球正背面「迷之反差」

　　1959年10月6日，蘇聯的月球3號傳回了第一張月球背面的影像，這是人類第一次看到月球背面長什麼樣子。

　　不同於正面的大量暗色月海，月球背面幾乎全是明亮的高地，這些高地上的隕石坑密度也比正面的月海高得多。而且，我們已經知道，這些暗色月海其實都是撞出來的大型盆地被暗色的熔岩充填的結果，但背面就幾乎沒有大型撞擊盆地——所以同樣都是被小天體隨機撞的，怎麼正面和背面差別這麼大呢？

LRO全月拼接影像。圖片來源：NASA

　　有人認為，因為正面的月殼比較薄，所以暗色的岩漿更容易湧出；也有人認為，因為正面有更多的放射性岩石富集，所以溫度更高，同樣的撞擊可以讓最後形成的盆地更大…

　　但這些都沒有解決月球正背面差異的本質，比如為什麼正面的月殼更薄，為什麼放射性岩石更多地富集在正面？至今我們也還不知道。

　　月球上到底有沒有水？

　　如今的月球表面，幾乎不可能有液態水存在，因為月球沒有大氣層和磁場的保護，重力又小，日間溫度又高，水蒸氣會不斷背陽光分解然後散逸。

　　但其他形式的水還是有存在的可能性的。比如礦物中結合的水或者羥基（-OH），比如極區的永久陰影區里可能有水冰，這些也已經被許多探測器數據所證實。

可以說，一步一步探測到月球上的水，這是人類月球探測的一大輝煌成就。月船1號M3數據探測到的極區水冰（藍色部分）。圖片來源：NASA

　　但關於月球之水也還有許許多多疑團：比如這些水的分布、含量和純度是怎麼樣的？地下深處還有水嗎？這些水是怎麼來的？這些水和月球的地質和氣候歷史又有著什麼樣的關係？

　　這些都需要進行大量的探測和更進一步的研究。（點擊鏈接，了解更多內容：我們的月亮，原來真的是枚「水冰月」！）

　　直到今天，我們也不能說已經完全了解了月球，這個離地球最近的鄰居彷彿永遠都裹著一層層的「神秘面紗」——了解到的越多，不懂的也越多。還有無數的謎題，等待科學家們去發現和解答。

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