月球车玉兔二号，去发现第二颗月亮吧！

月球 · 2019-1-23 15:07:36

　　在懵懂的咿呀学童眼里，神话大概是认识世界的启蒙起点。夜晚那轮明亮的玉盘，被描述为一片美丽的宫殿。宫殿里有月神嫦娥，也有砍桂树的吴刚，而在桂树的枝桠底下，还有不停捣地着药钵的小兔子。
　　随着年龄渐长，孩子们的神话，逐渐替换成了现代科学体系下精确的名词：桂树和月民的身影，变成了色泽黯淡的月球盆地——月海；而玉盘背景上的银光，则成为了高耸而明亮的月球高地——月陆。
　　不过，科学世纪的月球故事，没有让这轮玉盘的奥秘消减丝毫，反而带来了更多的疑问。

熟悉的月球正面，深色的部分是低洼的平地，被称为“月海”，构成了美丽传说中玉兔和桂树的形象。图片来源：NASA

更明亮的“暗面”
　　地球上的昼夜交替，为我们直观传达着星球会不停自转的观感。但有心人会发现：无论你在什么时候抬头看月球，看到的永远都是同一张“月宫桂树”的图景，几乎没有半点偏移，就仿佛月球从来不转动似的。这种现象的本质，乃是月球的公转和自转周期相同。于是，在地球上看过去，月亮就永远以一面朝着地球，而另一侧则永远背对着地球。
　　永远背对地球的那一侧，被人们形象地称之为“月之暗面”。随着嫦娥四号成功登月，对月球背面的关注也突然多了起来。可是，如果打开月球背面的完整照片，映入脑海的第一印象想必会令你大吃一惊：它和月球正面之间的地貌差别太大，根本就像是另一颗截然不同的星球。
　　在正面，黯淡低洼的月海占了表面积31%之多，这些月海和明亮的月陆之间斑驳陆离、交相辉映，构成了美丽神话中的形象图案。然而在背面，月海却仅有区区2%，苍白的月陆覆盖了一切，其上布满了密密麻麻的陨击坑，简直让人密集恐惧症直犯。由于月陆比月海的颜色更浅，可以说“月之暗面”不仅不暗，甚至比正面还要更明亮。

月之暗面，很少看到深色的月海，几乎全是明亮而又坑坑洼洼的月陆。跟月亮的正面有着迥然的区别。图片来源：NASA

明暗背后的成分差异
　　月陆和月海明亮程度的不同，本质上是构成这两种地貌的岩石成分不同。为了把观感层面上的差异和岩石成分层面上的差异连结起来，科学家引入了色率这个概念，它被定义为岩石中镁铁质矿物的单位体积百分比。由于镁铁质矿物一般都呈现黯淡的色泽，因此这个比率与岩石整体的色调密切关联。
　　月陆的成分是斜长岩（Anorthosite），这种岩石几乎清一色由钙长石（Anorthite, CaAl2Si2O8）组成，其间几无镁铁质矿物伴生。月海则截然相反，由玄武岩（Basalt）构成，这是来自地幔的原始岩浆喷出地表凝固而成的一种岩石，含有较多的原始矿物，譬如辉石和橄榄石。由于这些矿物都是铁镁的硅酸盐，月海整体在色泽上也就颇为黯淡。
　　月球圆乎乎的外观，表征着它是一颗达到了静力平衡的球体。此外，它又不像地球那样几十亿年内部持续活跃，导致岩石圈板块永远在地球表面到处移动。月球地壳自凝固起，几无活跃的构造活动。在这两个事实为前提，结论只能是“月球各处岩石圈的成分理应均衡”。
　　可事实呢？正如前面所说，月球正面与背面岩石圈成分几近天壤之别，就仿佛月球有意要把自己身姿最丰富的那面秀给地球，而把自己的麻子脸悄然藏在咱们看不到的角度似的。
　　为什么月球两面判若两个世界？最保守的回答自然是：不知道。这就是月之暗面，人类从未踏足的未知边界。由于缺乏实地资料，人们只能语焉不详地梳理这颗卫星的简史，而把开拓的可能性留给一代又一代的旅人。
　　就是在这样一个时间节点上，嫦娥四号踏上了45亿年前的异星陆地。

月球车玉兔二号驶上月球背面的地表，在满是月壤的地面上留下了两道车辙。图片来源：中国国家航天局

月球简史的插入页
　　月球诞生于45亿年前。这泱泱45亿年的岁月被分为五大纪元，尽管每一个纪元里的记忆都无法清晰追溯，但一些标志性的大事件，多少为这颗银色卫星的编年史，竖起了一座座恢弘而又分明的信标。
　　太初之时的第一信标叫做大冲击。一颗叫做忒伊亚的原行星撞上了地球，巨大的冲击力撕裂了地球的地壳，击碎了地球的地幔，把无数碎片抛向地球外侧轨道，这些碎屑围着地球构成了如同今日土星一般的星环，而后逐渐融合，形成了今日的月球雏形。
　　第二信标是结晶分异。无数碎屑的融合，令它们的动能转换为新生月球的内能。初形成的月球表面，因而维持着熔融态的炽热岩浆海。随着岩浆海逐渐冷却，内部物质纷纷达到凝固点开始结晶。比重较大的镁铁质矿物纷纷沉入深处，形成月球的地幔；而比重较轻的斜长石则漂浮在岩浆海的表层，逐渐凝固为明亮的月陆。
　　这些事情发生在距今45亿-39亿年前的前酒神纪（Pre-Nectarian）。由于月球大地构造作用的匮乏，岩石圈应力微弱，此时形成的雏生月陆理应是一片平坦的。
　　但39亿年前的太阳系并不是一个仅凭安分守己就能安然无事的世界。木星等外侧大行星进行轨道调整，将无数小行星抛向了太阳系内侧，如同炮弹一样对内侧轨道天体——包括地球和月球在内——进行无差别高频轰炸，从而构成了今日月陆上密集的陨击地貌。这便是月球编年史的第三信标，酒神纪至雨海纪（39亿-32亿年前），著名的后期重轰炸（LHB, Late Heavy Bombardment）。
　　在后期重轰炸期间，月球内部的结晶分异也在持续进行。月海玄武岩大部分喷发于晚雨海纪（38亿-32亿年前），而一经喷发，便形成了今日可见的月海轮廓。而后的爱拉托逊纪（32亿-11亿年前）和哥白尼纪（11亿年前至今），由于月球内部地质活动和太阳系行星际事件整体消停，对月球地貌的整体塑造作用几乎可以忽略。
　　至此月球简史完结。然而，这里显然缺失了重要的一章，因为其中没有任何一个事件，可以说明月球两侧成分的高度差异性。
　　固然，后期重轰炸作为一种外因，可能在轰击月球的过程中导致非均质性，但这好歹是一个以亿年为时间单位、以亿万公里为空间跨度的事件，月亮走位再风骚，也不至于亿万年里只有一面挨炸吧….. 何况对月面陨石坑进行测年统计也表示：两侧陨石坑的形成年代皆集中于42亿-38亿年之间——换句话说，当时月面两侧接受陨击的几率是均等的。
　　显然，这其中应该插入一些事件，来解释月球这种不正常的“偏向性”。于是，有人给出了一个大胆的假设[1]：我们的地球一开始，可能有两颗月亮。

大撞击之后，无数碎屑围绕地球形成星环，它们是构成原始月球的原材料。图片来源：educatinghumanity.com

第二个月亮？第二只玉兔。
　　第二颗月亮在哪儿，后来被天狗吃了吗？当然不是。根据这一假说，第二颗月亮（姑且按照天文学家的命名法则，称之为“地卫二”好了）之所以以今日的夜空中消失不见，是因为它在形成之后不久，便撞在了今日仍在的这颗月亮上[2]。
　　在这种假说里，两颗月亮皆形成于地球和忒伊亚相撞之后，由溅飞至地球轨道的碎片融合而成。由于碎屑吸积的随机性，月球和“地卫二”之间有着先天的角速度差异。不久之后，两者便发生了撞击。第二颗月亮如同泥巴似地糊在了月球背面，导致背侧地壳明显加厚。
　　而后的故事依然相同：后期重轰炸期如期而至。只不过，那些撞向背面的天体，由于遇到了一个“加厚版”的月陆，不容易砸穿，自然也就无法为地幔深处熔融的岩浆提供涌至地表的裂隙通道。而正面的“原版月陆”较薄，在小行星撞击中惨遭砸裂，就为岩浆的上涌提供了通道。当这些来自月幔的原始岩浆汩汩流出，如同洪水一般注入到地表陨石坑内，便在月球正面形成了诸多低洼而平坦的月海。

按照假说，在围绕地球的星环聚合成卫星之后不久，“地卫二”就撞上了原始月球的背侧，从而使月球的背侧的地壳发生加厚，进而影响后续月球两侧地质演化的差异性。图片来源：NASA

　　事实是否真的是这样。目前唯一的回答仍然是：不知道。毕竟这只是一个假设，只能提供一种可能性来解释月球两侧的巨大差异。至于这种可能性是否与事实匹配，只有实地调查者才有进一步的发言权。
　　作为目前人类向月球背面派遣的仅有的实地调查者，嫦娥四号，连同月球车玉兔二号，已经安然降落在了南极-艾托肯盆地。这个疑似遭受了月幔混染的背侧盆地，用一种同时混溶了月陆与月海的奇异光泽，阐释着可能已经触手可及的未知奥秘。
　　月球车玉兔二号的车轮，在真空中无声地前进。在那个你我永远无法目视的月之暗面，它和嫦娥四号的眼眸也同样永远无法回望你我所在的蓝星。但是，它们在那个世界勇敢探索而获取的新知，会借由鹊桥之手传回我们这个世界。
　　成功登陆月之暗面，这本身已经在人类文明探月史上增添了新的一页。我们更期待，它们传回的新知，也能够在月球这颗古老卫星的简史上增添新的一页。
　　第二只玉兔，说不定真有机会证实曾经存在过的第二颗月亮呢！
参考文献

Richard Lovett, 2011. Early Earth may have had two moons. Nature: Nature News.
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更近期的版本里甚至还会出现三颗、四颗….等等更多的小月亮，参见：太初纪元，诸月争辉——月球起源再一说# }2 l4 O" t- [% ]. z! ?

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