|
说起月球，每个人都有一箩筐与她相关的故事。她陪伴我们走过无数条小夜路，出现在几乎每一个睡前故事里，装点过千千万万人的梦境。她名副其实是我们最熟悉的地外天体了，也是我们人类迄今唯一踏足过的天体。
但其实，月球还藏了很多我们不知道的小秘密，比如她的身世来历，这颗陪伴我们的美丽星球，究竟是怎么出现在地球身边的呢？还有不少尚未解开的谜团。
阿波罗计划带回的月岩样本，为月球的身世提供了决定性线索。在那之前，科学家对月球形成的原因有各种猜测。
当时盛行的理论主要有“同源说”“分裂说”和“捕获说”三种：“同源说”认为月球和地球一起在太阳系的“原行星盘”中形成，“分裂说”认为月球是地球因为形成早期自转速度太快而“甩出去”的一部分，“捕获说”则认为月球是被地球引力捕捉到的天体。上个世纪中期，老科普书里常常看到月球是地球的“姐妹”或者“女儿”这样的比喻，就是“同源说”和“分裂说”图景下的描述。这些猜想说起来头头是道，但都停留在逻辑推论的层面上，缺乏实际的证据支持。
直到阿波罗计划从月球表面带回了样本，其中包括黑色的月海玄武岩、浅色的斜长岩、被陨石撞击而纠结变形的角砾岩，还有带着绿色、橙色和黄色调的火山玻璃，人们才眉头一皱，发现事情并不简单。
首先是月球太“干”了。在地球岩石里常见的那些容易挥发的物质，当然包括水，在月球岩石里都找不到踪迹；然后是月球的铁含量比起地球来太低；但更说明问题的是：
这些岩石中，能够代表古老月壳的那些最古老的岩石，都实在太轻了。
这其中，阿波罗15号带回来的一块斜长石是人类找到的太阳系内最古老的岩石之一，年龄超过了40亿岁，因为它影响了后来人们对月球起源的认识，又被称为“起源石”。
 起源石是来自雨海东部边缘的一块斜长石，是古老月壳的一部分。组成这种岩石的化学元素主要是钠、铝、钙、硅和氧，几乎完全没有重元素。
要形成这种轻飘飘的月壳，月球在诞生初期得有遍及全球的岩浆海洋，让最轻的矿物浮在最上层。那么问题来了：要让整个月球处于这样的状态，需要巨大的能量，能量从哪儿来？
就只有一次巨大的撞击了呗。
主流的“大碰撞假说”在阿波罗计划结束后不久被提出，描述了这样一幅图景：一个与火星差不多大小的原行星从侧面撞击了地球，撞击产生的巨大能量将海量的硅酸盐抛到太空中。在撞击之前，地球和这颗原行星都已经完成了内部的分异，绝大部分铁元素沉入了核心，所以撞击抛出的物质里铁元素比较少；被抛出的部分温度很高，所以挥发性物质都跑掉了，再冷却形成的，就是一个干燥、贫金属、表面沸腾着岩浆洋的月球。
“大碰撞假说”在上个世纪九十年代盛极一时，大家几乎都是以一种板上钉钉的口气在描述它，还给撞上地球的这颗原行星起了个同样来自神话的名字叫“忒伊亚”，是月亮女神塞勒涅的母亲。但这个假说也有一个命门始终没能解决，那就是：
月球岩石的同位素特征跟地球的地幔实在太像了。
按理说，既然是有另一颗原行星跟地球相撞，两者的外壳都被抛出来，那么月球应该混合了一些“外来”的物质，和地幔不至于完全一样。而且根据计算机模拟的碰撞来看，月球的物质大部分来自忒伊亚。但实际上，月球物质的同位素特征却和地球保持高度一致，代表它们有着相同的来源。这就是月球起源假说的“同位素危机”。解释不了这个矛盾，“大碰撞假说”就始终只能还是假说。
时间来到本世纪。科学家们展开了应对“同位素危机”的竞赛。有的人重新精确测量了阿波罗带回的样本，发现月球并不像原先所认为的那么干燥，而是含有少量的水。有的人调整了碰撞模型，让更多的地球物质能够被抛到空中。
有的人提出，在撞击发生后，后来形成月球的物质和形成地球的物质曾经浑然一体，岩石蒸气在地核周围形成一个类似甜甜圈形状的构造，后来内侧形成地球，外侧形成月球。这种“连接构造模型”或者说“合星模型”基于对系外行星的观测，有时候碰撞并不会产生包围在行星周围的碎屑盘，而是形成介于行星和星盘之间的这样一种构造。
还有人提出，导致月球形成的可能不是一次由巨大原行星带来的撞击，而是一系列的小型撞击，只要撞击角度合适，就能尽可能多地溅起地球物质，形成一颗与地幔物质来源相同的月球，而多个小型天体混合之后也不会留下明显的同位素痕迹。
凡此种种，还需要更多地模拟、推测，以及来自月岩样本的更多信息。
| 
科技探索拓展
1969 人阅读
|
1 人回复
