【博科園-科學(xué)科普】月球上的一些地質(zhì)觀測(cè)甚至可以用肉眼觀測(cè)到。月球上著名的“人類(lèi)”圖像是一種光學(xué)錯(cuò)覺(jué)，基于月球表面黑暗和白色地形形成的圖案。第一次望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)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(guó)天文學(xué)家約翰內(nèi)斯·開(kāi)普勒(1571 - 1630)將黑暗地形命名為“瑪利亞。拉丁湖泊或海洋”。

望遠(yuǎn)鏡還發(fā)現(xiàn)月球表面覆蓋著許多隕石坑，有超過(guò)3萬(wàn)顆。然而直到20世紀(jì)，隕石坑表面的起源仍不清楚。一些自然學(xué)家認(rèn)為火山口是由氣體形成的，像巨大的巖石氣泡一樣從月球表面散發(fā)出來(lái)。一個(gè)常見(jiàn)的解釋是火山就像在地球上發(fā)現(xiàn)的那樣。

天文學(xué)家威廉·赫歇爾(1738 - 1822)是天王星的發(fā)現(xiàn)者，據(jù)說(shuō)甚至發(fā)現(xiàn)了一次噴發(fā)，他寫(xiě)道：我在新月的黑暗部分的不同地方看到了三個(gè)火山。其中的兩種要么已經(jīng)幾乎熄滅，要么在一種即將爆發(fā)的狀態(tài)中；這可能是下一個(gè)月的決定。第三個(gè)是真正的火的爆發(fā)或發(fā)光物質(zhì)……火山燃燒的暴力比昨晚更大，火山噴發(fā)時(shí)，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(yuǎn)的地方，也逐漸變得模糊起來(lái)。現(xiàn)在來(lái)看幾乎可以肯定赫歇爾錯(cuò)了，正如我們現(xiàn)在所知道的，月球上沒(méi)有活火山！

另一種解釋涉及空間物體的影響。1791年德國(guó)天文學(xué)家Johann hier Schroter(1745 - 1816)用投射陰影的形狀和長(zhǎng)度測(cè)量了月球上山峰的高度。他發(fā)現(xiàn)，在火山口周?chē)l(fā)現(xiàn)的物質(zhì)足以再次填滿火山口。基于這樣的觀察1829年德國(guó)天文學(xué)家Franz von Paula Gruithuisen(1774 - 1852)提出了撞擊理論來(lái)解釋月球隕石坑的起源，但直到20世紀(jì)60年代才被普遍接受。

現(xiàn)代對(duì)月球的探索始于1959年前后，當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)首次嘗試在那里發(fā)射太空探測(cè)器，兩個(gè)探測(cè)器沒(méi)有成功，但盧娜3號(hào)拍攝了第一張?jiān)虑蜿幇得妫ū趁妫┑恼掌?966年2月3日盧娜9號(hào)安全到達(dá)地表，從那里發(fā)回了第一批照片。這些圖像顯示了一個(gè)極其崎嶇的地形，地形被解釋為lava - field，引起了相當(dāng)多的關(guān)注。

如果月球上到處都是巖漿，一塊堅(jiān)硬的巖石，邊緣有時(shí)鋒利，那么登陸載人宇宙飛船將是極其危險(xiǎn)的。直到后來(lái)才被發(fā)現(xiàn)，在解碼無(wú)線電信號(hào)時(shí)，圖像被扭曲了。當(dāng)時(shí)大多數(shù)科學(xué)家都認(rèn)為月球是一個(gè)非常奇怪的外星景觀。山脈不受地心引力的限制，被認(rèn)為是極高的和陡峭的斜坡。事實(shí)上一些在月球上發(fā)現(xiàn)的山，在超過(guò)1萬(wàn)英尺的高空上上升。在日食中山脈和隕石坑也可見(jiàn)，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(lè)》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(xì)了解月球表面的地形和構(gòu)成，發(fā)起了一項(xiàng)攝影地質(zhì)調(diào)查。從1966年到1968年月球軌道上的社交空間探測(cè)器繪制了它的表面。1959年到1964年間美國(guó)人發(fā)起了“游俠”計(jì)劃，隨后是月球軌道飛行器，致力于同樣的目標(biāo)。測(cè)量師項(xiàng)目還包括一些探測(cè)器在月球上著陸，調(diào)查顯示，也有相當(dāng)柔軟平滑和陡峭的地形，在那里一艘宇宙飛船可以安全著陸。

1969年7月20日在阿波羅11號(hào)任務(wù)期間，在“寧?kù)o?！碧?hào)上的第一個(gè)臺(tái)階上，鷹號(hào)尼爾·阿姆斯特朗和埃德溫·巴茲·奧爾德林的船員們也在那里進(jìn)行了地質(zhì)學(xué)研究。他們都曾在巴林杰隕石坑、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(jìn)行過(guò)地質(zhì)野外研究。

宇航員1969年7月20日研究月球上的地質(zhì)。圖片：NASA

當(dāng)時(shí)沒(méi)有多少時(shí)間去探索著陸點(diǎn)的地質(zhì)情況。在月球表面的兩個(gè)小時(shí)里，他們收集了巖石、風(fēng)化層(月球土壤)的樣本，并安置了一個(gè)地震計(jì)來(lái)測(cè)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(dāng)巖石首先被撞擊熔化后，又立即冷卻，形成微小的玻璃珠。與此同時(shí)奧爾德林在地面上，將一根核心管采樣器錘打在地面上。

月球的風(fēng)化層是由一種細(xì)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(guó)國(guó)旗需要相當(dāng)多的努力，這一觀察經(jīng)常受到月球登陸陰謀論者的質(zhì)疑。在地球上由巖石風(fēng)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巖石碎片形成的。

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(jù)表明宇航員真的登陸月球，因?yàn)檫@樣的塵埃無(wú)法在陸地環(huán)境中找到。回到地球所有的阿波羅11號(hào)樣品都被轉(zhuǎn)移到位于德克薩斯州休斯頓的月球接收實(shí)驗(yàn)室。

2015奧爾德林從1969開(kāi)始分享了一份非官方的美國(guó)海關(guān)表格，包括去月球和巖石旅行作為紀(jì)念品。圖片：NASA

在阿波羅計(jì)劃之后的五項(xiàng)任務(wù)中，從所有主要的地質(zhì)構(gòu)造中收集巖石到月球上。月球上的黑暗區(qū)域是在大約39到32億年前，月球盆地被玄武巖填滿的時(shí)候形成的。淺色的高地由斜長(zhǎng)巖組成，這是一種長(zhǎng)在長(zhǎng)石上的火成巖，被認(rèn)為是月球原始地殼的遺跡，距今有4.5到39億年的歷史。在過(guò)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巖。

在阿波羅17號(hào)任務(wù)期間研究月球上一塊巨大的巖石。圖片：NASA

1972年阿波羅17號(hào)是NASA阿波羅計(jì)劃的最終任務(wù)。降落在月球高地上，包括第一次有專業(yè)地質(zhì)學(xué)家哈里森·哈根·施米特博士，船員們將有史以來(lái)最大數(shù)量的月球巖石帶回地球。

自美國(guó)登月之后已經(jīng)四十多年過(guò)去了，再無(wú)任何國(guó)家踏上月球這個(gè)離我們最近的天體，那么未來(lái)如何呢？月球伴隨人類(lèi)數(shù)萬(wàn)年，每個(gè)文明都有關(guān)于月球的神話故事。