月球是一個(gè)很特別的地方。它是離我們最近的天體。在古代，人們對(duì)月球充滿了幻想，甚至猜測(cè)或許有外星生命居住在月球之上。現(xiàn)在我們當(dāng)然知道，那里仍是一片原始的土地，它的自然環(huán)境一點(diǎn)也不適合生命的生存。但隨著科學(xué)的進(jìn)步，人類已經(jīng)獲取了改變這一點(diǎn)的能力。對(duì)于那些夢(mèng)想離開地球的探險(xiǎn)家來說，月球是他們的首要目的地。

　　1969 年 7 月 20 日，全世界 6 億多人共同目睹了歷史性的一幕：阿姆斯特朗和奧爾德林成功踏上月球表面！他們是第一批踏足月球的人類。在這 50 年里，世界各地的航天機(jī)構(gòu)紛紛加入了探索太空的行列，他們向火星、甚至更遙遠(yuǎn)的地方不斷地發(fā)射探測(cè)器。然而， 人類對(duì)月球的好奇心和迷戀卻從未減退，還有許多問題等待著我們?nèi)ミM(jìn)一步探索。

　　1. 為什么月球巖石沒有月球那么古老?

　　○月球是如何形成的？主流的觀點(diǎn)認(rèn)為，年輕的地球曾經(jīng)歷了一次巨大的撞擊，撞擊它的天體有火星那么大。這次撞擊噴射出了許多物質(zhì)，其中大部分被拋到了太空中。還有一些留在了軌道上，一些因撞擊而產(chǎn)生的碎片最終凝結(jié)成了月球。大碰撞假說很自然地解釋了月球的公轉(zhuǎn)、較低的密度以及元素的同位素豐度與地球地幔中元素豐度比一致等特征。科學(xué)家從阿波羅號(hào)帶回的鋯石樣本中推算出月球的年齡剛剛超過 45 億年，只比太陽系本身年輕 6000 萬年。

　　科學(xué)家在阿波羅號(hào)收集到的月球巖石樣本中，發(fā)現(xiàn)了一些異常的事情：大部分巖石都是來自 39 億年前的，幾乎沒有任何一塊來自月球最初的 6 億年的巖石。科學(xué)家由此推測(cè)，在 39 億年前，月球遭受了一段猛烈的轟擊，即所謂的月球?yàn)?zāi)難說。

　　雖然這個(gè)理論能很好地解釋阿波羅號(hào)所采集回的巖石樣本，但它也提出了一個(gè)大問題：是什么導(dǎo)致了月球被這么多巖石撞擊？一種主要的觀點(diǎn)認(rèn)為，這是因?yàn)橥庑行牵ū热缒拘恰⑼列牵┑墓D(zhuǎn)軌道曾一度離太陽非常近，在它們向外移動(dòng)的過程中，產(chǎn)生了很多與月球發(fā)生碰撞的大巖石。還有一種理論認(rèn)為，或許根本沒發(fā)生過月球?yàn)?zāi)難，而之所以能檢測(cè)到 39 億年前的巖石主要是由于樣本偏差造成的。

　　阿波羅號(hào)的最后三次任務(wù)所采集的樣本都來自三個(gè)主要的隕石坑：雨海、澄海、酒神海。最新證據(jù)表明，所有這些樣本可能都只是 39 億年前形成最大隕石坑——雨海時(shí)所留下的碎片。在雨海形成之時(shí)，它的噴射物飛濺到了周圍的積水區(qū)，導(dǎo)致阿波羅號(hào)的宇航員收集的全部都是來自雨海的樣本。若要解開這個(gè)謎題，或許最好的辦法是采集那些不太可能被雨海“污染”的隕石坑，比如去往月球的南極或者背面。一旦在那些地方發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的樣本都超過 39 億年，那么月球?yàn)?zāi)難說就將受到嚴(yán)重質(zhì)疑，但同時(shí)也有助于科學(xué)家更好地了解太陽系早期的情況。

　　2. 是什么創(chuàng)造了月球的電離層？

　　在地球大氣層的外層有一片充滿了帶電粒子的區(qū)域，叫做電離層，它是由太陽風(fēng)從大氣中剝離電子所致。20 世紀(jì) 70 年代，蘇聯(lián)的兩架繞月飛行器發(fā)現(xiàn)，月球的那層超薄的外逸層中也存在離子。自那以后，科學(xué)家就一直試圖解釋這一發(fā)現(xiàn)。

　　月球也有電離層并不是一件特別意外的事。任何有大氣層的星球，當(dāng)氣體與太陽風(fēng)相互作用時(shí)都會(huì)產(chǎn)生離子。只是對(duì)于月球來說，令人驚訝的是對(duì)其電離層密度的測(cè)量出現(xiàn)了差異，其測(cè)得的數(shù)值范圍從每平方厘米 1000 個(gè)電離粒子到每立方厘米約1/10 個(gè)電離粒子不等，這種整整相差了 4 個(gè)數(shù)量級(jí)的差異范圍是非常巨大的。

　　2011 年，一些科學(xué)家認(rèn)為，月球電離層可能是由大氣中的電離塵埃形成的，如果是這樣的話，那么月球的電離層將有別于地球的電離層。不過到了 2013 年，這一說法因兩個(gè)探月任務(wù)的探測(cè)器未能在月球的上層大氣中探測(cè)到可觀數(shù)量的塵埃而遭到了嚴(yán)重質(zhì)疑。可問題是，如果真的每立方厘米有 1000 個(gè)電離粒子，月球外逸層氣體的電離作用就無法解釋這么高的離子濃度，因?yàn)槟抢锔緵]有足夠的氣體。

　　這個(gè)謎題仍在繼續(xù)，接下來，科學(xué)家還將展開更多不同的實(shí)驗(yàn)，以更高的精確度來確定電離層的密度，從而理解月球的電離層中的離子究竟是如何產(chǎn)生的。

　　3. 月球上的水從何而來？

　　就在去年，科學(xué)家確認(rèn)了月球的兩極存在水冰，其中大多數(shù)冰存在于永遠(yuǎn)處于黑暗中的南極隕石坑中，那里的溫度從未高于-157 攝氏度。目前，科學(xué)家尚不清楚這些水冰有著怎樣的形式，是大塊的冰還是與月面的浮土混合而成的晶體？對(duì)他們來說，最大的問題是這些水冰最初是如何形成的。

　　關(guān)于月球上的水的起源有三種主要理論：

• 最“顯而易見”的一種理論認(rèn)為水冰是由小行星和彗星撞擊而形成的，在撞擊中水冰蒸發(fā)并最終抵達(dá)兩極；
• 另一種看法認(rèn)為，是太陽風(fēng)產(chǎn)生的氫離子與浮土的氧結(jié)合，最終由于表面溫度的波動(dòng)而以汽化水的形式釋放出來；
• 最后一種可能性是，在形成月球的初始物質(zhì)中就存在水，它們因火山爆發(fā)而被迫浮出月球表面。

　　這幾個(gè)相互競(jìng)爭的理論還沒有得到真正的驗(yàn)證，且有可能這三種機(jī)制都參與了水在月球上的形成過程，那么問題就變成了：每種機(jī)制分別貢獻(xiàn)了多少水。

　　2009 年，NASA 向著月球的南極發(fā)射了探測(cè)衛(wèi)星 LCROSS，此次任務(wù)不僅探測(cè)到了水的存在，而且還發(fā)現(xiàn)了彗星中常見的其他物質(zhì)的混合物，這表明至少有一些水是乘著太空巖石來到的月球。若要更好地了解有多少水是由彗星、小行星或太陽風(fēng)帶到月球表面的，最好的方法或許是前往月球南極，將樣本采集帶回地球，進(jìn)行同位素組成檢測(cè)。

　　但即使科學(xué)家能夠確定月球水的來源，還有一個(gè)頗具爭議的問題就是，它們是如何集中到月球的兩極的。目前，研究月球的科學(xué)家對(duì)于隨著彗星和小行星撞擊時(shí)所蒸發(fā)的水是否能穿過月球表面，還是會(huì)被困在月球浮土中仍存在分歧。平息這場(chǎng)紛爭的唯一方法是返回樣本進(jìn)行進(jìn)一步的測(cè)試。

　　4. 關(guān)于早期太陽系，月球能告訴我們什么？

　　月球缺少大氣，而且數(shù)十億年來一直沒有活躍的火山活動(dòng)，這就意味著月球表面在長時(shí)間內(nèi)都相對(duì)保持不變。從某種意義上看，月球上的隕石坑就像一本描述了早期太陽系的歷史書。

　　正如前面所提到的，一個(gè)關(guān)于月球形成的主流理論認(rèn)為，月球大約在 39 億年前受到了大量太空巖石的撞擊。如果來自月球表面的樣本能證實(shí)月球?yàn)?zāi)難說，那么就也將可以告訴我們太陽系是如何形成的。這不僅表明外層行星曾經(jīng)離太陽很近，還意味著地球可能也曾也受到了撞擊。這將使得地球表面的任何水分都會(huì)蒸發(fā)，從而導(dǎo)致在那時(shí)存在的任何生命的死亡。

　　月球這本神奇的歷史書似乎還記錄著太陽的早期歷史。今年早些時(shí)候，有天文學(xué)家根據(jù)月球地殼的組成，確定了太陽在它最初的 10 億年里的自轉(zhuǎn)速度可能比相似的新生恒星慢 50%。月球和地球在大體上由相似物質(zhì)組成，但月球上的鈉和鉀明顯更少。天文學(xué)家利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，展示了太陽活動(dòng)可以如何沉積或剝離月球上的礦物質(zhì)，然后還整合了太陽耀斑和恒星轉(zhuǎn)速之間關(guān)系的數(shù)據(jù)。模擬結(jié)果顯示，太陽的自轉(zhuǎn)速度一定很慢，才能解釋現(xiàn)如今在月球上觀測(cè)到的鉀、鈉含量。這些關(guān)于太陽早期歷史的數(shù)據(jù)也有助于解釋一些其他事物，比如金星失去水分的速度有多快，火星失去大氣層的速度有多快，以及它如何影響了地球上的大氣化學(xué)。

　　○在嫦娥四號(hào)之前，所有的探測(cè)器都只著陸在月球的正面。7 月 19 日，在一篇發(fā)表于《科學(xué)》的論文中，中國科學(xué)家列出了中國月球探測(cè)計(jì)劃自 2007 年啟動(dòng)以來所取得的成就，以及未來 30 年的規(guī)劃。 圖片來源：NASA/GSFC/MIT

　　相比于其他星球，我們我們對(duì)月球的了解要更加多，但仍有許多重要的謎題在等待著我們解開。征服月球是我們通向其他行星的重要一環(huán)，這不僅僅是老生常談，而是完全正確的事實(shí)。對(duì)于太陽系來說，月球就像一塊羅塞塔石碑。如果我們想要了解并最抵達(dá)到更遠(yuǎn)的星球，那么月球就是最佳起點(diǎn)。

　　參考來源：

　　https://www.wired.com/story/apollo-11-lunar-mysteries-moon-science/

　　https://www.nasa.gov/feature/ames/ice-confirmed-at-the-moon-s-poles/

　　https://www.space.com/apollo-11-complete-guide.html

　　https://solarsystem.nasa.gov/news/982/10-cool-things-nasas-lunar-reconnaissance-orbiter-is-teaching-us-about-the-moon/

　　https://science.sciencemag.org/content/365/6450/238

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的月球的秘密的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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