阿波羅登月，第一次發(fā)生在50年前的明天(澳大利亞時(shí)間)，不僅僅是“人類邁出的一大步”。它們啟動(dòng)了一個(gè)過(guò)程，徹底改變了我們對(duì)月球如何形成的理解。

美國(guó)華盛頓特區(qū)卡內(nèi)基科學(xué)研究所的地球化學(xué)家和地質(zhì)年代學(xué)家理查德卡爾森說(shuō)，在1969年7月20日第一次阿波羅登陸之前，對(duì)月球知之甚少。

他說(shuō)，基于它的密度，科學(xué)家們知道它必須主要是巖石，沒(méi)有地球的大金屬核心。

而且他們知道它的表面，無(wú)論它在未經(jīng)過(guò)濾的行星際空間陽(yáng)光下看起來(lái)多么令人目眩，實(shí)際上是由相對(duì)較暗的材料組成，這一事實(shí)導(dǎo)致人們猜測(cè)它可能類似于一類已知的黑暗，高碳隕石作為碳質(zhì)球粒隕石。

還假設(shè)它形成緩慢并且足夠冷卻它僅部分熔化。

但是，阿波羅11號(hào)帶回來(lái)的第一批材料證明了這一切都是錯(cuò)誤的，卡爾森說(shuō)。

一方面，月亮并不是黑暗的，因?yàn)樗b滿了碳。相反，我們現(xiàn)在知道，它是黑暗的，因?yàn)橐粋€(gè)稱為太空風(fēng)化的過(guò)程，其中太陽(yáng)風(fēng)中的高能粒子的轟擊改變其表面，使得通常明亮的物質(zhì)變暗。

但是阿波羅11號(hào)還帶回了幾乎純凈的斜長(zhǎng)石砂巖和鵝卵石，這種礦物質(zhì)在地球上很常見，但通常與其他礦物混合。

弄清楚它是如何聚集成整個(gè)鵝卵石的，但是在幾個(gè)月內(nèi)，由馬薩諸塞州劍橋市史密森天體物理天文臺(tái)的約翰伍德領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)意識(shí)到這意味著在早期階段不要冷靜月亮必須融化成巨大的巖漿海洋。

伍德的研究小組總結(jié)說(shuō)，由于斜長(zhǎng)巖的密度低于構(gòu)成這樣海洋的普通材料，因此它會(huì)在結(jié)晶時(shí)浮出水面，像巖石冰山一樣漂浮在水面上。

在阿波羅之前，有三種關(guān)于月球如何形成的基本模型。英國(guó)天文學(xué)家喬治·達(dá)爾文爵士在阿波羅之前90年就出名的一個(gè)地方就是，早期的地球已經(jīng)以某種方式旋轉(zhuǎn)得如此之快以至于裂開了，月亮像一個(gè)被奧運(yùn)選手投擲的巨型鐵餅一樣被拋棄。

根據(jù)這一理論，太平洋盆地是地球地殼中從月球掙脫的地方留下的草皮。

另一個(gè)理論是，月球獨(dú)立于地球形成，并以某種方式陷入并被我們行星的引力捕獲。

第三個(gè)是地球和月球一起形成，并且始終是親密的伙伴。

三個(gè)理論：沒(méi)有一個(gè)在阿波羅的面前舉起。

首先，阿波羅月亮巖石的同位素測(cè)年揭示了月球形成于44億年前，距離地球約1.5億年。這聽起來(lái)并不是一個(gè)巨大的差異，但它同時(shí)毀掉了月球和地球共同形成的想法。

與此同時(shí)，月球巖石和地球巖石的成分非常相似，特別是在我們現(xiàn)在所知的稀有同位素的特征中，從行星到行星各不相同。“這真的推動(dòng)了月球是由地球上的物質(zhì)組成的想法，”卡爾森說(shuō)。

當(dāng)然，這導(dǎo)致了一個(gè)巨大的撞擊理論，在這個(gè)理論之下，地球在形成1.5億年之后，被一個(gè)大小與火星大小相關(guān)的物體所破壞，這個(gè)物體從其表面噴出足夠的物質(zhì)然后合并到月球中。

但是，無(wú)論多少這個(gè)想法都可以捕捉到大眾的想象力，阿波羅巖石的證據(jù)表明即使它可能也不完全正確，卡爾森說(shuō)。

“這是一個(gè)好主意，但[對(duì)它]地球巖石和月球巖石之間的同位素相似性是一個(gè)問(wèn)題，”他說(shuō)。

這是因?yàn)闆](méi)有理由認(rèn)為撞擊器應(yīng)該具有與地球完全相同的同位素比率。因此，為了使巨型沖擊理論發(fā)揮作用，碰撞必定是如此猛烈，以至于它將撞擊物和原地球的物質(zhì)混合得足夠好，以至于不會(huì)留下原始差異的痕跡。

卡爾森說(shuō)，目前這個(gè)難題的解決方案是一個(gè)模型，表明年輕的地球在受到撞擊時(shí)非常迅速地旋轉(zhuǎn)，并且這種影響可能是正面的，而不是一次掠過(guò)的打擊。

他說(shuō)，這將產(chǎn)生如此多的熱量，地球的外部部分將達(dá)到10,000°C的溫度。這不會(huì)簡(jiǎn)單地融化它的巖石，而是會(huì)將它(以及大部分撞擊者)轉(zhuǎn)化為完全混合的巖石云，這些巖石將擴(kuò)展到太空，就像一個(gè)“大的氣態(tài)馬勃”，月亮最終凝結(jié)成。

無(wú)論這種模式是否正確，卡爾森都不知道。

但它很有意思，如果沒(méi)有阿波羅計(jì)劃返回的樣本，我們可能仍會(huì)陷入20世紀(jì)60年代的行星形成科學(xué)。

德克薩斯州休斯頓月球和行星科學(xué)研究所的月球地質(zhì)學(xué)家兼高級(jí)科學(xué)家科學(xué)家大衛(wèi)·克林對(duì)此表示贊同。“阿波羅計(jì)劃證明了樣本的非凡價(jià)值，”他說(shuō)。“從一些灰色巖石出現(xiàn)了很大的想法。