月亮的科學(xué)與意象

思柯

對地球和人類而言，月亮不僅僅維持著地月系統(tǒng)的固有狀態(tài)和穩(wěn)定運行，還以其優(yōu)雅、靜謐、澄澈，以及陰晴圓缺和生生不息承載著人們無盡的審美意象。在古老傳說和詩詞典籍中，月亮成為人們渲染背景、寄托情懷和探究茫茫天宇的永恒主題。詩人們把酒問月，陶醉在物我兩忘、天人合一的完美境界中。

當(dāng)年李白曾在詩中感嘆：人攀明月不可得，月行卻與人相隨。人們在神話故事和科幻小說中抒發(fā)著奔月的豪情。而如今，在探測衛(wèi)星的鏡頭里，月光依然皎潔，人們看到了遼闊的月海、美麗的月灣、險峻壯觀的山脈峽谷、神秘莫測的隕石坑和熔巖管。1969年7月21日凌晨，隨著阿姆斯特朗的左腳踏上月球，人類實現(xiàn)了登月的千年夢想。如火如荼的探月活動正不斷解開月球之謎，本期“天文學(xué)”欄目節(jié)選自《自然》雜志的一組文章則重點探討了月球起源和月球形成理論的新進(jìn)展。

月球的起源算是一個基本的月球科學(xué)問題，其相關(guān)的形成理論可以歸納為雙星吸積說、分裂說、捕獲說和大碰撞說四大類。大碰撞說是目前主流的月球形成理論，它認(rèn)為月球是由一顆火星般大小的天體“忒伊亞”在大約45億年前撞上嬰兒期的地球時形成的。這一模型揭示了月球的質(zhì)量、地月系統(tǒng)的角動量以及月球缺乏鐵的原因。而近年來，越來越復(fù)雜的計算機模擬、來自月球任務(wù)的數(shù)據(jù)和巖石的同位素分析表明，是時候該重新思考月球形成理論了。

美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室地球化學(xué)家拉爾斯·博格的一項研究顯示，月球外殼固化于43.6億年前，比想象的年輕。博格的研究引發(fā)了地球曾擁有兩顆月球的猜想。芝加哥大學(xué)地球化學(xué)家張軍軍揭示的是鈦50和鈦47兩種同位素比值在月球和地幔中相同，直指大碰撞說不可靠，分裂模型似乎更恰當(dāng)。美國西南研究所的行星科學(xué)家羅賓·坎普則認(rèn)為碰撞模型需要修正，而不是廢棄。其實，2007年之后就有科學(xué)家提出過 “平衡模型”、“快速旋轉(zhuǎn)地球模型”和 “半地球撞擊模型”，而坎普構(gòu)建了地球與一顆兩倍于火星質(zhì)量的叛離行星之間的模型，并把目光轉(zhuǎn)向了金星。

由此，月球的起源變得更加撲朔迷離。在我們太陽系的后院，人類需要了解的還太多，前蘇聯(lián)月球探測計劃和美國阿波羅計劃的成果已遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前月球科學(xué)的需要。從2007年開始，月球探測進(jìn)入新時期，中國、日本和印度也紛紛加入探月行列。值得一提的是，中國在順利發(fā)射嫦娥一號、嫦娥二號之后，嫦娥三號著陸器搭載玉兔號月球車也已在月球軟著陸，并開始進(jìn)行月球自動巡視勘察，以獲取月球內(nèi)部的物質(zhì)成分并進(jìn)行分析，嫦娥工程進(jìn)入關(guān)鍵時期。月球已有“嫦娥”和“玉兔”，我們期待著中國科學(xué)家早日摘取月球科學(xué)研究的累累碩果。