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我们在地球上的月球

我们星球上没有哪个地方能与月球表面完全媲美。但参观休斯顿的美国宇航局月球样品实验室,确实可以让你感觉像是一次前往另一个世界的旅程。

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图片来源:Kellie Jaeger/Discover

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安德里亚·莫西在通往月球的门口冲我眨了眨眼。“准备好了吗?”她问道。我曾被告知这次访问前会有技术程序,但我并没有为将要看到的东西做好准备,而她知道这一点。

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到目前为止,只有几百人去过太空。只有极少数人登上过月球。但还有另一种方式可以体验那个遥远的世界,那就是通过休斯顿约翰逊航天中心的美国宇航局的一扇门。我走进一栋平淡无奇的米黄色联邦建筑,爬上一段没有装饰的楼梯,到达了我们星辰的宝库。它被称为“天体材料采集与管理办公室”,在这里你可以近距离、亲密地接触到842磅的月球物质。莫西是那里的主要保管员,她答应带我参观。

地球上只有五个人能触摸到这些岩石,它们被保存在月球样品实验室中,那里存放着阿波罗任务带回地球的大部分物质。莫西告诉我,如果你是那个从月球表面捡起岩石的人,他们会破例。但是,与莫西一起工作的保管员在开始为科学家准备岩石之前,都要经过漫长的培训,而科学家们自己则花费大量时间来准备索取仅几克的月球样本。

由于阿波罗计划(1962年至1972年间进行)的成功,那个照亮我们夜晚、陪伴我们白天的闪耀天体终于得以显现。从其独特、令人迷失的方向看去,该计划在哲学和科学上都重塑了我们对宇宙的认知。阿波罗将月球带到了地球,并将地球的大小缩小了。月球样品实验室里的岩石就是这种转变的见证——新月球知识的象征和来源。

(图片来源:Kellie Jaeger/Discover)

凯莉·耶格尔/发现杂志


在我们进入洁净室之前,我们必须从头到脚穿上防护服。莫西拿走了我的按动笔,递给我一支钢笔。“我按动笔里的微小金属弹簧可能会脱落一分子铝,”她解释道。“洁净室里不允许有额外的分子,以免干扰我们对月球的测量。但是我的纸质笔记本没问题。我们知道那里没有树——任何纸屑,任何有机物,都来自我们。”

现在我们知道了,但在阿波罗时代,并非所有人都如此确定。在人类登上月球之前,我们只能想象它看起来和感觉起来是什么样子。在阿波罗之前,没有人知道月球由哪些元素组成,也不知道它的陨石坑是由火山还是小行星撞击形成的。人们只能猜测它可能蕴藏的一切,这意味着月球样品实验室(当时称为月球接收实验室)必须为几乎所有情况做好准备。

当时,一些科学家甚至担心地球会被月球的流行病感染。阿波罗11号的宇航员在溅落太平洋后,在隔离单元里待了三周,以确保他们没有传播任何月球上的病菌。月球上的第一批样本也受到了隔离。大约一磅半的样本被放在容器中,与老鼠、鱼、鸟、虾、苍蝇、蠕虫、细菌和33种植物及幼苗一起。科学家们密切观察,以确保它们不会出现奇怪的月球疾病或明显的突变,以防岩石有毒。

半个世纪后的月球样品实验室,我们知道我们只需要担心污染月球。依依不舍地将笔递给莫西后,我给鞋子套上布质鞋套,并将白色的连体防护服套在衣服外面,不让任何东西进出。我戴上紫色的丁腈手套,套上发网,将像宇航员一样的高筒白鞋套在我的鞋套脚上,然后转向莫西。她已经这样做了成千上万次,但当我笨拙地试图移动时,她还是和我一起笑了起来。她打开一扇门,我们走进了一个风淋室。我们衣服上的任何地球尘埃都被吹走了。

终于,莫西打开了洁净室的入口,我被月球环绕。其中大部分被锁在一个保险库后面,保险库的门是美国联邦储备局提供的。但月球样品实验室是一个活跃的地质实验室,到处都有月球的碎片。月球在柜子的抽屉里,在特制的牌子旁展示在玻璃罩下,装在塑料袋里,随意地堆放在不锈钢篮子里。

这些岩石显然不属于这里。大多数地球岩石都有一种疲惫感,无论它们在哪里被发现。它们被海浪和雨水塑造,被风和时间打磨光滑,被地衣覆盖,被树木或草环绕。月球岩石完全不同。它们是锯齿状的、块状的、晶莹剔剔的。有些是墨黑色的,有些是粉笔般的、闪闪发光的白色。它们看起来就是它们所是的东西,是闪耀的月球被带到地球上的碎片。

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莫西给我看了一些亮点,然后带我到显微镜前。月球人知道我有一块最喜欢的岩石,在我到来之前,他们就拿出了“Troctolite 76535”。阿波罗17号宇航员杰克·施密特在1972年12月用一把耙子将这块岩石从月球上移开。他当时正在一个叫做Taurus-Littrow的陨石坑里行走,在月球静海的东南边缘。施密特是唯一一位登陆月球的地质学家,他知道如何寻找奇特的岩石。这块小小的绿灰色样本被誉为从月球带回的最有趣的样本。

它质地粗糙,是在月球深处锻造后缓慢冷却形成的。对这块岩石的最新研究表明,在它形成时,月球拥有一个旋转的液态核心,就像地球现在一样。那个核心赋予了月球一个磁场,就像地球今天维持的那样。但月球现在已经平静了。它的磁场已经消失了。“Troctolite 76535”讲述了这个故事,因为它是在阿波罗任务中带回的最古老的岩石。它几乎和月球一样古老。其42.6亿年的年龄,几乎与地球的年龄相当。

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Troctolite 76535 尖锐、坚硬,并带有名为辉石的矿物剥落,它蕴含着一种空灵之物。它是我眼下的月球,而不是我头顶的月球。像这样的遗迹,使得阿波罗计划在今天仍然和在60年代和70年代一样特别。宇航员们的故事将永垂不朽,但他们带回的月球碎片是更精美的遗产。


阿波罗任务是人类探索的顶峰,是第二个千年最令人惊叹的事件。当约翰·肯尼迪总统在1961年5月向国会宣布,美国人“在本十年结束前”将登上月球时,没有任何技术能够实现这一点。美国宇航局没有足够强大的火箭能将任何东西送到那么远的地方,更不用说小型到可以安全地在可居住的宇宙飞船上旅行的计算机了,而这种飞船当时也不存在。所有这些都是凭空发明的。从1962年到1972年,美国从太空竞赛的失败者变成了将人类送上月球并采集样本的国家。

在那次转变中最重要的是阿波罗11号任务,这是第一次载人登月,由宇航员尼尔·阿姆斯特朗、巴兹·奥尔德林和迈克·柯林斯于1969年7月16日至7月24日完成。尽管柯林斯没有登陆月球,但阿姆斯特朗和奥尔德林在月球表面跳跃时,共收集了50磅的样本。

那里的地貌与地球上任何地方都不同。它的表面似乎起伏不定,这是地形和倾斜阳光投下的严峻阴影造成的错觉,没有大气层可以弯曲它。表面是沙质且柔软的,奥尔德林后来将其比作细磨的碳粉。月球不是灰色的,而是一个点缀着色彩的地貌。阿波罗10号的宇航员在月球表面上空航行时,曾注意到一系列的棕色,从浅褐色到巧克力色。奥尔德林曾说过,有些岩石看起来像黑云母,一种绿褐色或黑褐色的物质。他开玩笑说,有些甚至似乎闪烁着紫色。对月球样本的分析后来发现,月球表面存在各种颜色的火山玻璃。

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在他们短暂的月球逗留即将结束时,阿姆斯特朗在目测了他的样本袋后觉得不够。他多倒了九铲沙子来填满它。他做梦也想不到,这最后几铲子包含了从地球带回的最重要的岩石。“直到阿波罗17号,尼尔才成为月球上最好的野外地质学家,”2019年,在阿波罗17号任务中登陆月球的野外地质学家施密特告诉我。“在20分钟内,他收集了我们得到的最有趣的样本。如果我们没有其他的任务,我们得到的就已经足够了。”

阿姆斯特朗后来补充的岩石是斜长岩,这是一种低密度物质,当矿物在熔岩中结晶时形成。它们的存在暗示月球曾经沐浴在岩浆海洋中。“我们立刻就知道,月球将成为地球早期历史的记录,”施密特向我解释说。“在阿波罗11号之前,这一点并不清楚,但在那之后就清楚了,现在也是如此。”


回到地球,在休斯顿的月球样品实验室,可以体验到一种阿波罗月球行走的版本。在宇航员采集样本之前,他们拍摄了他们在月球表面的方位照片。月球样品实验室保留了这种方位信息,所以岩石的存放方式与它们被发现时一致。这样,研究岩石碎片的科学家就可以知道他们的样本是否暴露在真空中并受到宇宙射线的轰击,还是得到了月球的保护。所有这些信息都为仔细检查岩石的构成提供了基准,但也为这些样本增添了一丝神秘感。方位信息表明,那里的样子就是这样。

在阿波罗11号成功之后,美国宇航局的信心倍增。阿波罗15号的宇航员戴夫·斯科特和吉姆·欧文带着一份愿望清单前往月球。地质学家们希望得到火山岩、形成于火喷泉内部的玻璃珠以及其他能揭示月球早期历史的样本。在月球上的第二天,登月者们就“挖到金子”了。当他们在月球雨海(Mare Imbrium)中的一个名为Spur的陨石坑采集物质时,斯科特看到了一块不同寻常的岩石,它坐落在一个他后来形容为“土壤基座”上。他捡起它并擦掉灰尘,宇航员们立刻就认出这块岩石非同寻常。

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这是一块斜长岩,而且是一块大斜长岩。报道这次任务的记者被告知,它可以帮助讲述月球如何从巨大的熔岩洪流中形成的。他们给它命名为“创世岩”。在我参观的那天,“创世岩”被放在一个加压箱里。它在一个塑料袋里,袋子的右角有一些碎屑:月球的小碎片开始剥落和散开。这些碎屑完美地封装了阿波罗带给我们的新世界:多岩石、可触及、真实。

阿波罗任务带给我们意想不到的东西。它们带来了关于宇宙和我们在宇宙中位置的新知识。因为阿波罗,月球不再是我们想象中那个面目模糊的照明体。它变成了一个令人敬畏的三维球体,可以被测量和量化。我们曾在手中掂量它,它死寂的土壤从充满生命的手指间滑落。

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多亏了阿波罗,月球就在这里,在我们之中:一块岩石被凯旋带回,讲述着我们自己的故事。


摘自书籍 Our Moon: How Earth’s Celestial Companion Transformed the Planet, Guided Evolution, and Made Us Who We Are,作者 Rebecca Boyle。版权所有 © 2023 by Rebecca B. Boyle。由Random House出版,Penguin Random House LLC的一个印记和部门。保留所有权利。


此故事最初发表于我们2024年5月/6月号。点击 此处 订阅,阅读更多类似的故事。

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