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我們曾擁有過兩個月亮?玉兔二號或許能告訴你

在懵懂的咿呀學童眼裡,神話大概是認識世界的啟蒙起點。夜晚那輪明亮的玉盤,被描述為一片美麗的宮殿。宮殿里有月神嫦娥,也有砍桂樹的吳剛,而在桂樹的枝椏底下,還有不停搗地著葯缽的小兔子。

隨著年齡漸長,孩子們的神話,逐漸替換成了現代科學體系下精確的名詞:桂樹和月民的身影,變成了色澤黯淡的月球盆地——月海;而玉盤背景上的銀光,則成為了高聳而明亮的月球高地——月陸

熟悉的月球正面,深色的部分是低洼的平地,被稱為「月海」,構成了美麗傳說中玉兔和桂樹的形象。丨NASA

不過,科學世紀的月球故事,沒有讓這輪玉盤的奧秘消減絲毫,反而帶來了更多的疑問。

月球的兩面截然不同

地球上的晝夜交替,為我們直觀傳達著星球會不停自轉的觀感。但有心人會發現:無論你在什麼時候抬頭看月球,看到的永遠都是同一張「月宮桂樹」的圖景,幾乎沒有半點偏移,就彷彿月球從來不轉動似的。這種現象的本質,乃是月球的公轉和自轉周期相同。於是,在地球上看過去,月亮就永遠以一面朝著地球,而另一側則永遠背對著地球。

永遠背對地球的那一側,被人們形象地稱之為「月之暗面」。隨著嫦娥四號成功登月,對月球背面的關注也突然多了起來。可是,如果打開月球背面的完整照片,映入腦海的第一印象想必會令你大吃一驚:它和月球正面之間的地貌差別太大,根本就像是另一顆截然不同的星球。

月之暗面,很少看到深色的月海,幾乎全是明亮而又坑坑窪窪的月陸。跟月亮的正面有著迥然的區別。丨NASA

在正面,黯淡低洼的月海佔了表面積31%之多,這些月海和明亮的月陸之間斑駁陸離、交相輝映,構成了美麗神話中的形象圖案。然而在背面,月海卻僅有區區2%,蒼白的月陸覆蓋了一切,其上布滿了密密麻麻的隕擊坑,簡直讓人密集恐懼症直犯。由於月陸比月海的顏色更淺,可以說「月之暗面」不僅不暗,甚至比正面還要更明亮

明暗背後是成分的差異

月陸和月海明亮程度的不同,本質上是構成這兩種地貌的岩石成分不同。科學家們用」色率「這個概念去描述岩石成分差異所帶來的感官上的差異,它被定義為岩石中鎂鐵質礦物的單位體積百分比。由於鎂鐵質礦物一般都呈現黯淡的色澤,所以岩石中鎂鐵質礦物越多,顏色上也會顯得更暗。

月陸的成分是斜長岩,這種岩石几乎清一色由鈣長石(CaAl2Si2O8)組成,其間幾無鎂鐵質礦物伴生。月海則截然相反,由玄武岩構成,這是來自地幔的原始岩漿噴出地表凝固而成的一種岩石,含有較多的原始礦物,譬如輝石和橄欖石。由於這些礦物都是鐵鎂的硅酸鹽,月海整體在色澤上也就頗為黯淡。

構成月海的玄武岩丨圖蟲創意

月球圓乎乎的外觀,表徵著它是一顆達到了靜力平衡的球體。此外,它又不像地球那樣幾十億年內部持續活躍,導致岩石圈板塊永遠在地球表面到處移動。月球地殼自凝固起,幾無活躍的構造活動。在這兩個事實為前提,結論只能是「月球各處岩石圈的成分理應均衡」。

可事實呢?正如前面所說,月球正面與背面岩石圈成分幾近天壤之別,就彷彿月球有意要把自己身姿最豐富的那面秀給地球,而把自己的麻子臉悄然藏在咱們看不到的角度似的。

為什麼月球兩面判若兩個世界?最保守的回答自然是:不知道。這就是月之暗面,人類從未踏足的未知邊界。由於缺乏實地資料,人們只能語焉不詳地梳理這顆衛星的簡史,而把開拓的可能性留給一代又一代的旅人。

就是在這樣一個時間節點上,嫦娥四號踏上了45億年前的異星陸地。

月球車玉兔二號駛上月球背面的地表,在滿是月壤的地面上留下了兩道車轍丨中國國家航天局

也許曾經存在兩個月亮

月球誕生於45億年前。這泱泱45億年的歲月被分為五個階段,儘管每一個階段里的記憶都無法清晰追溯,但一些標誌性的大事件,多少為這顆銀色衛星的編年史,豎起了一座座恢弘而又分明的信標。

太初之時的第一信標叫做大衝擊。一顆叫做忒伊亞的原行星撞上了地球,巨大的衝擊力撕裂了地球的地殼,擊碎了地球的地幔,把無數碎片拋向地球外側軌道,這些碎屑圍著地球構成了如同今日土星一般的星環,而後逐漸融合,形成了今日的月球雛形。

第二信標是結晶分異。無數碎屑的融合,令它們的動能轉換為新生月球的內能。初形成的月球表面,因而維持著熔融態的熾熱岩漿海。隨著岩漿海逐漸冷卻,內部物質紛紛達到凝固點開始結晶。比重較大的鎂鐵質礦物紛紛沉入深處,形成月球的地幔;而比重較輕的斜長石則漂浮在岩漿海的表層,逐漸凝固為明亮的月陸。

大撞擊之後,無數碎屑圍繞地球形成星環,它們是構成原始月球的原材料。丨educatinghumanity.com

這些事情發生在距今45億-39億年前的前酒神紀(Pre-Nectarian)。由於月球大地構造作用的匱乏,岩石圈應力微弱,此時形成的雛生月陸理應是一片平坦的

第三信標,是著名的後期重轟炸(LHB, Late Heavy Bombardment),發生在酒神紀至雨海紀(39億-32億年前)。木星等外側大行星進行軌道調整,將無數小行星拋向了太陽系內側,如同炮彈一樣對內側軌道天體——包括地球和月球在內——進行無差別高頻轟炸,從而構成了今日月陸上密集的隕擊地貌。

在後期重轟炸期間,月球內部的結晶分異也在持續進行。月海玄武岩大部分噴發於晚雨海紀(38億-32億年前),而一經噴發,便形成了今日可見的月海輪廓。

而後的愛拉托遜紀(32億-11億年前)和哥白尼紀(11億年前至今),由於月球內部地質活動和太陽系行星際事件整體消停,對月球地貌的整體塑造作用幾乎可以忽略。

月球外層空間丨圖蟲創意

至此月球簡史完結。然而,這裡顯然缺失了重要的一章,因為其中沒有任何一個事件,可以說明月球兩側成分的高度差異性。

固然,後期重轟炸作為一種外因,可能在轟擊月球的過程中導致非均質性,但這好歹是一個以億年為時間單位、以億萬公里為空間跨度的事件,月亮走位再風騷,也不至於億萬年里只有一面挨炸吧….. 何況對月面隕石坑進行測年統計也表示:兩側隕石坑的形成年代皆集中於42億-38億年之間——換句話說,當時月面兩側接受隕擊的幾率是均等的。

顯然,這其中應該插入一些事件,來解釋月球這種不正常的「偏向性」。於是,有人給出了一個大膽的假設[1]:我們的地球一開始,可能有兩顆月亮

玉兔二號在試圖尋找第二個月亮

第二顆月亮在哪兒,後來被天狗吃了嗎?當然不是。根據這一假說,第二顆月亮(姑且按照天文學家的命名法則,稱之為「地衛二」好了)之所以在今日的夜空中消失不見,是因為它在形成之後不久,便撞在了今日仍在的這顆月亮上[2]。

在這種假說里,兩顆月亮皆形成於地球和忒伊亞相撞之後,由濺飛至地球軌道的碎片融合而成。由於碎屑吸積的隨機性,月球和「地衛二」之間有著先天的角速度差異。不久之後,兩者便發生了撞擊。第二顆月亮如同泥巴似地糊在了月球背面,導致背側地殼明顯加厚。

按照假說,在圍繞地球的星環聚合成衛星之後不久,「地衛二」就撞上了原始月球的背側,從而使月球的背側的地殼發生加厚,進而影響後續月球兩側地質演化的差異性。丨NASA

而後的故事依然相同:後期重轟炸期如期而至。只不過,那些撞向背面的天體,由於遇到了一個「加厚版」的月陸,不容易砸穿,自然也就無法為地幔深處熔融的岩漿提供涌至地表的裂隙通道。而正面的「原版月陸」較薄,在小行星撞擊中慘遭砸裂,就為岩漿的上涌提供了通道。當這些來自月幔的原始岩漿汩汩流出,如同洪水一般注入到地表隕石坑內,便在月球正面形成了諸多低洼而平坦的月海。

事實是否真的是這樣。目前唯一的回答仍然是:不知道。畢竟這只是一個假設,只能提供一種可能性來解釋月球兩側的巨大差異。至於這種可能性是否與事實匹配,只有實地調查者才有進一步的發言權。

圖丨圖蟲創意

作為目前人類向月球背面派遣的僅有的實地調查者,嫦娥四號,連同月球車玉兔二號,已經安然降落在了南極-艾托肯盆地。這個疑似遭受了月幔混染的背側盆地,用一種同時混溶了月陸與月海的奇異光澤,闡釋著可能已經觸手可及的未知奧秘。

月球車玉兔二號的車輪,在真空中無聲地前進。在那個你我永遠無法目視的月之暗面,它和嫦娥四號的眼眸也同樣永遠無法回望你我所在的藍星。但是,它們在那個世界勇敢探索而獲取的新知,會藉由鵲橋之手傳回我們這個世界。

成功登陸月之暗面,這本身已經在人類文明探月史上增添了新的一頁。我們更期待,它們傳回的新知,也能夠在月球這顆古老衛星的簡史上增添新的一頁。

第二隻玉兔,說不定真有機會證實曾經存在過的第二顆月亮呢!

參考文獻:

[1]Richard Lovett, 2011. Early Earth may have had two moons. Nature: Nature News.

[2]更近期的版本里甚至還會出現三顆、四顆….等等更多的小月亮,參見:太初紀元,諸月爭輝——月球起源再一說

作者:溯鷹

編輯:Steed

一個AI

想要兩個月亮!


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