你知道月球的地質嗎？現在帶你看看月球的地質情況

科技 08-22

【博科園-科學科普】月球上的一些地質觀測甚至可以用肉眼觀測到。月球上著名的「人類」圖像是一種光學錯覺，基於月球表面黑暗和白色地形形成的圖案。第一次望遠鏡觀測是由Thomas Hariot(1560 - 1621)和Galileo Galilei(1564 - 1642)在1609年提出的，這表明黑暗的地形比表面的其他地方更光滑。德國天文學家約翰內斯·開普勒(1571 - 1630)將黑暗地形命名為「瑪利亞。拉丁湖泊或海洋」。

望遠鏡還發現月球表面覆蓋著許多隕石坑，有超過3萬顆。然而直到20世紀，隕石坑表面的起源仍不清楚。一些自然學家認為火山口是由氣體形成的，像巨大的岩石氣泡一樣從月球表面散發出來。一個常見的解釋是火山就像在地球上發現的那樣。

天文學家威廉·赫歇爾(1738 - 1822)是天王星的發現者，據說甚至發現了一次噴發，他寫道：我在新月的黑暗部分的不同地方看到了三個火山。其中的兩種要麼已經幾乎熄滅，要麼在一種即將爆發的狀態中；這可能是下一個月的決定。第三個是真正的火的爆發或發光物質……火山燃燒的暴力比昨晚更大，火山噴發時，火山附近的所有部分似乎都被照亮了，而且在離火山口較遠的地方，也逐漸變得模糊起來。現在來看幾乎可以肯定赫歇爾錯了，正如我們現在所知道的，月球上沒有活火山！

另一種解釋涉及空間物體的影響。1791年德國天文學家Johann hier Schroter(1745 - 1816)用投射陰影的形狀和長度測量了月球上山峰的高度。他發現，在火山口周圍發現的物質足以再次填滿火山口。基於這樣的觀察1829年德國天文學家Franz von Paula Gruithuisen(1774 - 1852)提出了撞擊理論來解釋月球隕石坑的起源，但直到20世紀60年代才被普遍接受。

現代對月球的探索始於1959年前後，當時蘇聯首次嘗試在那裡發射太空探測器，兩個探測器沒有成功，但盧娜3號拍攝了第一張月球陰暗面（背面）的照片。1966年2月3日盧娜9號安全到達地表，從那裡發回了第一批照片。這些圖像顯示了一個極其崎嶇的地形，地形被解釋為lava - field，引起了相當多的關注。

如果月球上到處都是岩漿，一塊堅硬的岩石，邊緣有時鋒利，那麼登陸載人宇宙飛船將是極其危險的。直到後來才被發現，在解碼無線電信號時，圖像被扭曲了。當時大多數科學家都認為月球是一個非常奇怪的外星景觀。山脈不受地心引力的限制，被認為是極高的和陡峭的斜坡。事實上一些在月球上發現的山，在超過1萬英尺的高空上上升。在日食中山脈和隕石坑也可見，這是一種粗糙的陰影。

在1879年出版的《從亨利. 懷特·沃倫的天文娛樂》中看到的月球景觀。圖片：WARREN

為了保證載人探索的安全，有必要詳細了解月球表面的地形和構成，發起了一項攝影地質調查。從1966年到1968年月球軌道上的社交空間探測器繪製了它的表面。1959年到1964年間美國人發起了「遊俠」計劃，隨後是月球軌道飛行器，致力於同樣的目標。測量師項目還包括一些探測器在月球上著陸，調查顯示，也有相當柔軟平滑和陡峭的地形，在那裡一艘宇宙飛船可以安全著陸。

1969年7月20日在阿波羅11號任務期間，在「寧靜海」號上的第一個台階上，鷹號尼爾·阿姆斯特朗和埃德溫·巴茲·奧爾德林的船員們也在那裡進行了地質學研究。他們都曾在巴林傑隕石坑、亞利桑那州大峽谷、新墨西哥的瓦勒斯火山口、德克薩斯州的馬拉松盆地和大本德公園等地進行過地質野外研究。

宇航員1969年7月20日研究月球上的地質。圖片：NASA

當時沒有多少時間去探索著陸點的地質情況。在月球表面的兩個小時里，他們收集了岩石、風化層(月球土壤)的樣本，並安置了一個地震計來測量月亮地震。阿姆斯壯還注意到一些微小的閃光球，他把它命名為「blebs」，在regolith這種球粒形狀，當岩石首先被撞擊熔化後，又立即冷卻，形成微小的玻璃珠。與此同時奧爾德林在地面上，將一根核心管採樣器錘打在地面上。

月球的風化層是由一種細小的塵埃形成的，但它非常粘稠。值得注意的是，在這種材料中插上美國國旗需要相當多的努力，這一觀察經常受到月球登陸陰謀論者的質疑。在地球上由岩石風化形成的塵埃，在顯微鏡下顯示出邊緣光滑的微小顆粒。月球塵埃是由具有鋒利邊緣的微小岩石碎片形成的。

這些單晶粒的邊緣容易被彼此吸引，就像在一種拉鏈上。也有證據表明宇航員真的登陸月球，因為這樣的塵埃無法在陸地環境中找到。回到地球所有的阿波羅11號樣品都被轉移到位於德克薩斯州休斯頓的月球接收實驗室。

2015奧爾德林從1969開始分享了一份非官方的美國海關表格，包括去月球和岩石旅行作為紀念品。圖片：NASA

在阿波羅計劃之後的五項任務中，從所有主要的地質構造中收集岩石到月球上。月球上的黑暗區域是在大約39到32億年前，月球盆地被玄武岩填滿的時候形成的。淺色的高地由斜長岩組成，這是一種長在長石上的火成岩，被認為是月球原始地殼的遺迹，距今有4.5到39億年的歷史。在過去的30億年里，月球表面的隕石不斷的轟擊，形成了雷戈利斯和月角礫岩。