月亮的科學與意象

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”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展。

月球的起源算是一個基本的月球科學問題，其相關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，越來越復雜的計算機模擬、來自月球任務的數(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。芝加哥大學地球化學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。美國西南研究所的行星科學家羅賓·坎普則認為碰撞模型需要修正，而不是廢棄。其實，2007年之后就有科學家提出過 “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不能滿足當前月球科學的需要。從2007年開始，月球探測進入新時期，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)成分并進行分析，嫦娥工程進入關鍵時期。月球已有“嫦娥”和“玉兔”，我們期待著中國科學家早日摘取月球科學研究的累累碩果。