在懵懂的咿呀學(xué)童眼里,神話大概是認(rèn)識(shí)世界的啟蒙起點(diǎn)。夜晚那輪明亮的玉盤(pán),被描述為一片美麗的宮殿。宮殿里有月神嫦娥,也有砍桂樹(shù)的吳剛,而在桂樹(shù)的枝椏底下,還有不停搗地著藥缽的小兔子。
隨著年齡漸長(zhǎng),孩子們的神話,逐漸替換成了現(xiàn)代科學(xué)體系下精確的名詞:桂樹(shù)和月民的身影,變成了色澤黯淡的月球盆地——月海;而玉盤(pán)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(chēng)為“月?!?,構(gòu)成了美麗傳說(shuō)中玉兔和桂樹(shù)的形象。丨NASA
不過(guò),科學(xué)世紀(jì)的月球故事,沒(méi)有讓這輪玉盤(pán)的奧秘消減絲毫,反而帶來(lái)了更多的疑問(wèn)。
月球的兩面截然不同
地球上的晝夜交替,為我們直觀傳達(dá)著星球會(huì)不停自轉(zhuǎn)的觀感。但有心人會(huì)發(fā)現(xiàn):無(wú)論你在什么時(shí)候抬頭看月球,看到的永遠(yuǎn)都是同一張“月宮桂樹(shù)”的圖景,幾乎沒(méi)有半點(diǎn)偏移,就仿佛月球從來(lái)不轉(zhuǎn)動(dòng)似的。這種現(xiàn)象的本質(zhì),乃是月球的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)周期相同。于是,在地球上看過(guò)去,月亮就永遠(yuǎn)以一面朝著地球,而另一側(cè)則永遠(yuǎn)背對(duì)著地球。
永遠(yuǎn)背對(duì)地球的那一側(cè),被人們形象地稱(chēng)之為“月之暗面”。隨著嫦娥四號(hào)成功登月,對(duì)月球背面的關(guān)注也突然多了起來(lái)??墒牵绻蜷_(kāi)月球背面的完整照片,映入腦海的第一印象想必會(huì)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洼洼的月陸。跟月亮的正面有著迥然的區(qū)別。丨NASA
在正面,黯淡低洼的月海占了表面積31%之多,這些月海和明亮的月陸之間斑駁陸離、交相輝映,構(gòu)成了美麗神話中的形象圖案。然而在背面,月海卻僅有區(qū)區(qū)2%,蒼白的月陸覆蓋了一切,其上布滿(mǎn)了密密麻麻的隕擊坑,簡(jiǎn)直讓人密集恐懼癥直犯。由于月陸比月海的顏色更淺,可以說(shuō)“月之暗面”不僅不暗,甚至比正面還要更明亮。
明暗背后是成分的差異
月陸和月海明亮程度的不同,本質(zhì)上是構(gòu)成這兩種地貌的巖石成分不同??茖W(xué)家們用”色率“這個(gè)概念去描述巖石成分差異所帶來(lái)的感官上的差異,它被定義為巖石中鎂鐵質(zhì)礦物的單位體積百分比。由于鎂鐵質(zhì)礦物一般都呈現(xiàn)黯淡的色澤,所以巖石中鎂鐵質(zhì)礦物越多,顏色上也會(huì)顯得更暗。
月陸的成分是斜長(zhǎng)巖,這種巖石幾乎清一色由鈣長(zhǎng)石(CaAl2Si2O8)組成,其間幾無(wú)鎂鐵質(zhì)礦物伴生。月海則截然相反,由玄武巖構(gòu)成,這是來(lái)自地幔的原始巖漿噴出地表凝固而成的一種巖石,含有較多的原始礦物,譬如輝石和橄欖石。由于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。
月球圓乎乎的外觀,表征著它是一顆達(dá)到了靜力平衡的球體。此外,它又不像地球那樣幾十億年內(nèi)部持續(xù)活躍,導(dǎo)致巖石圈板塊永遠(yuǎn)在地球表面到處移動(dòng)。月球地殼自凝固起,幾無(wú)活躍的構(gòu)造活動(dòng)。在這兩個(gè)事實(shí)為前提,結(jié)論只能是“月球各處巖石圈的成分理應(yīng)均衡”。
可事實(shí)呢?正如前面所說(shuō),月球正面與背面巖石圈成分幾近天壤之別,就仿佛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。
為什么月球兩面判若兩個(gè)世界?最保守的回答自然是:不知道。這就是月之暗面,人類(lèi)從未踏足的未知邊界。由于缺乏實(shí)地資料,人們只能語(yǔ)焉不詳?shù)厥崂磉@顆衛(wèi)星的簡(jiǎn)史,而把開(kāi)拓的可能性留給一代又一代的旅人。
就是在這樣一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上,嫦娥四號(hào)踏上了45億年前的異星陸地。
月球車(chē)玉兔二號(hào)駛上月球背面的地表,在滿(mǎn)是月壤的地面上留下了兩道車(chē)轍丨中國(guó)國(guó)家航天局
也許曾經(jīng)存在兩個(gè)月亮
月球誕生于45億年前。這泱泱45億年的歲月被分為五個(gè)階段,盡管每一個(gè)階段里的記憶都無(wú)法清晰追溯,但一些標(biāo)志性的大事件,多少為這顆銀色衛(wèi)星的編年史,豎起了一座座恢弘而又分明的信標(biāo)。
太初之時(shí)的第一信標(biāo)叫做大沖擊。一顆叫做忒伊亞的原行星撞上了地球,巨大的沖擊力撕裂了地球的地殼,擊碎了地球的地幔,把無(wú)數(shù)碎片拋向地球外側(cè)軌道,這些碎屑圍著地球構(gòu)成了如同今日土星一般的星環(huán),而后逐漸融合,形成了今日的月球雛形。
第二信標(biāo)是結(jié)晶分異。無(wú)數(shù)碎屑的融合,令它們的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為新生月球的內(nèi)能。初形成的月球表面,因而維持著熔融態(tài)的熾熱巖漿海。隨著巖漿海逐漸冷卻,內(nèi)部物質(zhì)紛紛達(dá)到凝固點(diǎn)開(kāi)始結(jié)晶。比重較大的鎂鐵質(zhì)礦物紛紛沉入深處,形成月球的地幔;而比重較輕的斜長(zhǎng)石則漂浮在巖漿海的表層,逐漸凝固為明亮的月陸。
大撞擊之后,無(wú)數(shù)碎屑圍繞地球形成星環(huán),它們是構(gòu)成原始月球的原材料。丨educatinghumanity.com
這些事情發(fā)生在距今45億-39億年前的前酒神紀(jì)(Pre-Nectarian)。由于月球大地構(gòu)造作用的匱乏,巖石圈應(yīng)力微弱,此時(shí)形成的雛生月陸理應(yīng)是一片平坦的。
第三信標(biāo),是著名的后期重轟炸(LHB, Late Heavy Bombardment),發(fā)生在酒神紀(jì)至雨海紀(jì)(39億-32億年前)。木星等外側(cè)大行星進(jìn)行軌道調(diào)整,將無(wú)數(shù)小行星拋向了太陽(yáng)系內(nèi)側(cè),如同炮彈一樣對(duì)內(nèi)側(cè)軌道天體——包括地球和月球在內(nèi)——進(jìn)行無(wú)差別高頻轟炸,從而構(gòu)成了今日月陸上密集的隕擊地貌。
在后期重轟炸期間,月球內(nèi)部的結(jié)晶分異也在持續(xù)進(jìn)行。月海玄武巖大部分噴發(fā)于晚雨海紀(jì)(38億-32億年前),而一經(jīng)噴發(fā),便形成了今日可見(jiàn)的月海輪廓。
而后的愛(ài)拉托遜紀(jì)(32億-11億年前)和哥白尼紀(jì)(11億年前至今),由于月球內(nèi)部地質(zhì)活動(dòng)和太陽(yáng)系行星際事件整體消停,對(duì)月球地貌的整體塑造作用幾乎可以忽略。
至此月球簡(jiǎn)史完結(jié)。然而,這里顯然缺失了重要的一章,因?yàn)槠渲袥](méi)有任何一個(gè)事件,可以說(shuō)明月球兩側(cè)成分的高度差異性。
固然,后期重轟炸作為一種外因,可能在轟擊月球的過(guò)程中導(dǎo)致非均質(zhì)性,但這好歹是一個(gè)以?xún)|年為時(shí)間單位、以?xún)|萬(wàn)公里為空間跨度的事件,月亮走位再風(fēng)騷,也不至于億萬(wàn)年里只有一面挨炸吧….. 何況對(duì)月面隕石坑進(jìn)行測(cè)年統(tǒng)計(jì)也表示:兩側(cè)隕石坑的形成年代皆集中于42億-38億年之間——換句話說(shuō),當(dāng)時(shí)月面兩側(cè)接受隕擊的幾率是均等的。
顯然,這其中應(yīng)該插入一些事件,來(lái)解釋月球這種不正常的“偏向性”。于是,有人給出了一個(gè)大膽的假設(shè)[1]:我們的地球一開(kāi)始,可能有兩顆月亮。
玉兔二號(hào)在試圖尋找第二個(gè)月亮
第二顆月亮在哪兒,后來(lái)被天狗吃了嗎?當(dāng)然不是。根據(jù)這一假說(shuō),第二顆月亮(姑且按照天文學(xué)家的命名法則,稱(chēng)之為“地衛(wèi)二”好了)之所以在今日的夜空中消失不見(jiàn),是因?yàn)樗谛纬芍蟛痪?,便撞在了今日仍在的這顆月亮上[2]。
在這種假說(shuō)里,兩顆月亮皆形成于地球和忒伊亞相撞之后,由濺飛至地球軌道的碎片融合而成。由于碎屑吸積的隨機(jī)性,月球和“地衛(wèi)二”之間有著先天的角速度差異。不久之后,兩者便發(fā)生了撞擊。第二顆月亮如同泥巴似地糊在了月球背面,導(dǎo)致背側(cè)地殼明顯加厚。
按照假說(shuō),在圍繞地球的星環(huán)聚合成衛(wèi)星之后不久,“地衛(wèi)二”就撞上了原始月球的背側(cè),從而使月球的背側(cè)的地殼發(fā)生加厚,進(jìn)而影響后續(xù)月球兩側(cè)地質(zhì)演化的差異性。丨NASA
而后的故事依然相同:后期重轟炸期如期而至。只不過(guò),那些撞向背面的天體,由于遇到了一個(gè)“加厚版”的月陸,不容易砸穿,自然也就無(wú)法為地幔深處熔融的巖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,就為巖漿的上涌提供了通道。當(dāng)這些來(lái)自月幔的原始巖漿汩汩流出,如同洪水一般注入到地表隕石坑內(nèi),便在月球正面形成了諸多低洼而平坦的月海。
事實(shí)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(gè)假設(shè),只能提供一種可能性來(lái)解釋月球兩側(cè)的巨大差異。至于這種可能性是否與事實(shí)匹配,只有實(shí)地調(diào)查者才有進(jìn)一步的發(fā)言權(quán)。
作為目前人類(lèi)向月球背面派遣的僅有的實(shí)地調(diào)查者,嫦娥四號(hào),連同月球車(chē)玉兔二號(hào),已經(jīng)安然降落在了南極-艾托肯盆地。這個(gè)疑似遭受了月?;烊镜谋硞?cè)盆地,用一種同時(shí)混溶了月陸與月海的奇異光澤,闡釋著可能已經(jīng)觸手可及的未知奧秘。
月球車(chē)玉兔二號(hào)的車(chē)輪,在真空中無(wú)聲地前進(jìn)。在那個(gè)你我永遠(yuǎn)無(wú)法目視的月之暗面,它和嫦娥四號(hào)的眼眸也同樣永遠(yuǎn)無(wú)法回望你我所在的藍(lán)星。但是,它們?cè)谀莻€(gè)世界勇敢探索而獲取的新知,會(huì)借由鵲橋之手傳回我們這個(gè)世界。
成功登陸月之暗面,這本身已經(jīng)在人類(lèi)文明探月史上增添了新的一頁(yè)。我們更期待,它們傳回的新知,也能夠在月球這顆古老衛(wèi)星的簡(jiǎn)史上增添新的一頁(yè)。
第二只玉兔,說(shuō)不定真有機(jī)會(huì)證實(shí)曾經(jīng)存在過(guò)的第二顆月亮呢!
參考文獻(xiàn):
[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(huì)出現(xiàn)三顆、四顆….等等更多的小月亮,參見(jiàn):太初紀(jì)元,諸月?tīng)?zhēng)輝——月球起源再一說(shuō)
作者: 溯鷹
編輯: Steed
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