月球背面比正面坑更多，是因為幫地球擋了隕石撞擊？這個假說根本無依據

一年四季當中我們看到的月亮，都是一副面孔，你知道為什么嗎，月亮的另外一面又是什么樣子呢？我們都可以見到他，千古未變，說陌生是因為月亮展示在世人面前，永遠是一副面孔，盡管歌詞里面寫到，月亮的臉悄悄地在改變，但好像月亮的臉卻從來沒有改變過，那么這是為什么呢，其實道理并不復雜，是因為地球和月球，存在著潮汐鎖定的意思，是當空間中的某個物體，繞著另外一個特定的物體旋轉的時候，物體自轉一周的時間，剛好和它環(huán)繞的，另外一個天體的，旋轉一周的時間是相同的，這樣另一個特定物體，總是看到該物體的同一面，或者說這個物體被旋轉環(huán)繞。

對于地月系統來說，月球一直在圍繞地球轉，月球大概每28天繞地球旋轉一周，而月球旋轉一周的時間，又恰好是28天，這樣我們在地球上，就永遠只能看到月球的一面了，或者說月球只有一面，地球潮汐鎖定是非常常見的天文現象，經常出現在行星和它的衛(wèi)星之間，但有的時候也可以發(fā)生，在太空中的其他天體之間，也正是由于潮汐鎖定的原因，古人看到的月亮，和今天我們看到的月亮，都是一樣的，而且它也不會因為地理位置的變化，而發(fā)生變化，也就是說我們在地球的南半球，北半球、東半球、西半球，我們看到的月亮其實都是一樣的。

那么問題來了，我們如何才能知道，月亮的背面是什么樣子呢？

要看到月亮的背面還真不容易，我們必須飛到它的背面去才能看得到，人類是在1959年的時候，在由蘇聯的探月衛(wèi)星，第一次飛到了月球的背面，拍攝了一些照片，讓我們的有機會一抹起芳容，所謂不看知道一看嚇一跳，照片上看到的月球背面，和我們早已習慣的，月球的正面差別還是很大的，最明顯的布滿了大大小小的環(huán)形山，沒有大片灰暗色的區(qū)域，亮度也要大一些，后來隨著美國實施的阿波羅計劃，以及我國實施的嫦娥探月工程等等，已經有數10個探月衛(wèi)星，對月球進行了環(huán)繞探測，不管是拍攝了大量的照片，和測量了表面的地形高度，重力場表面溫度礦物組成等等，使得我們可以全面了解月球的全貌，我國的嫦娥4號月球車，更是直接的降落到了月球的背面，并已經開展了3年多的探測活動，獲得了大量的科學數據。

配圖來自圖蟲網

那么這些探測數據顯示，月球背面和正面的主要不同點，包括以下幾個方面：

一是表面高差較大，如果用月球的平均半徑畫個圓的話，那么正面大部分區(qū)域的地形，要低于這個圓，而背面的地形線則要高于這個圓。二是顏色不同，正面整體的顏色是偏暗的，那些大片顏色較為灰暗的區(qū)域，被稱為月海，而背面整體的顏色是要淺一些。三是兩面的巖石類型和礦物組成不同，背面基本上顏色較淺，而正面那些灰顏色的區(qū)域，都是由暗色的玄武巖組成的。第四是兩邊的撞擊坑的數量，或者是密度差異很明顯，背面撞擊坑的數量明顯要多于正面，尤其是正面的月海區(qū)域，撞擊坑的數量普遍較少。第五正面和背面發(fā)生的火山活動，差異也很大，正面那些玄武巖，都是火山噴發(fā)形成的，月球上的大部分火山巖，也都在月球的正面，而背面卻很少。第六是兩面的月殼厚度差異大，月殼就是月球最外面的一層，和地球的地殼，是一個意思，那么月球正面的月球，要明顯比背面要薄。以上六點是最明顯的，而且也已經被證實的正面和背面的差異。

那么為什么會有如此大的差異？為了回答這個問題，全世界的科學家已經開展了很長時間的研究，這里就簡單總結一下：

產生月球正面和背面差異的原因，要追溯到月球形成階段，目前大家比較公認的觀點是，月球是在45億年前，由于地球被一個和火星大小的天體撞擊之后，產生的碎片再聚集所形成的，剛開始的月球溫度非常高，上面可能有深度達到數百千米的巖漿巖，布滿了整個月球，隨著月球的冷卻，這些高溫的巖漿就開始冷卻，并開始結晶出不同的礦物，那么潔凈處的密度比較大的礦物，就會沉下去，而密度小的礦物就會向上浮，最后形成了月殼，而在這個時候，可能地月系統就已經被鎖定了，導致了兩側受到的引力不一樣，形成了我們現在看到的，月球的厚度不同。

但并不是所有人都認可這個觀點，有人認為是月球遭受的大撞擊事件，擾亂了正常的月球結構，包括兩面火山活動強度的不同，也與兩側的月球厚度不同有關，那么在正面月球后頭，比較容易突破月球的阻擋，從而形成了大量的火山巖，而背面月球厚度大，即使是深部有巖漿也噴發(fā)不出來，所以很少有火山。

另外兩個經常被爭論的話題，就是月球背面背后撞擊坑比較多，是不是月球替地球，阻擋了很多次的撞擊，或者說月球保護了地球少數撞擊，其實這個看法并無依據，意思因為月球正面的撞擊看，并不是都比背面少，在同期形成的地質單元上，撞擊坑的密度并沒有明顯的差異，只有那些被年輕的火山巖覆蓋的，越海區(qū)域，顯得狀態(tài)比較少，這是因為沒有進入到早期的撞擊事件。二是月球上的大型撞擊盆地，是正面多于背面的。三是從二者的大小和地月系統的相對運動特征來看，月球的直徑只有3400多千米，約為地球的1/4，而地月之間的平均距離有38萬千米多，那么隕石可能來自四面八方。這樣來看的話，二者很難相互保護，或者起到的作用很小。

最后要說明的是，我們對月球背面的了解，遠沒有正面多，我們也期待中國的嫦娥6號探月工程，早日在月球的背面返回樣品，從而解開月球背面更多的秘密。

本文為科普中國·星空計劃扶持作品

作者：肖龍

審核：左維（中國科學院國家天文臺 研究員）

出品：中國科協科普部

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