总而言之,月球尽管已有45亿年的历史,但看起来相当活泼。别忘了那些布满陨石坑的麻点和斑点——地球的近邻仍然足够美丽,能够激发歌曲、诗歌、绘画,甚至能够影响动物界的繁殖季节。
“月球属于地球。我认为每个人都有情感上的联系,无论他们是否意识到,”美国宇航局行星科学部的项目官员Amanda Nahm说。
但月球一直以来都这么风景如画吗?如果20亿年前有人类存在,他们会看到和现在一样的标志性地貌吗?
Nahm说,并非如此。月球表面在其存在的过程中经历了重大变化的时期,并进行了一些大规模的改造。
爆炸形成
月球是在毁灭中诞生的。大约在45亿年前,在我们的太阳系形成3000万至5000万年后,一颗火星大小的行星“忒伊亚”(Theia)撞击了地球。这次太空碰撞将大量的物质抛射到轨道上,其中一些物质在数亿年的时间里逐渐凝聚形成了月球。(事实上,一些“忒伊亚”的残骸可能仍然埋藏在地球内部)。她说,当时月球大部分是熔融的,而且距离地球更近。
随着月球熔岩海洋(由熔化的和抛射出的物质组成)冷却,大部分物质根据密度分离。重的铁沉入核心,较轻的物质漂浮到表面。一旦冷却,最上面的那层最终形成了月球的地壳。整个过程被称为前宁静纪(Pre-Nectarian period)。
大约在40亿年前,一颗巨大的陨石撞击了月球的南极。如今,南极-艾特肯盆地直径约为1550英里,虽然从地球上看不清楚,因为它位于月球的背面。
在南极-艾特肯盆地形成之前,月球可能经历了其他撞击,但由于其表面的熔融状态,这些证据都消失了。一旦地壳形成,就为其他陨石坑的形成提供了可能。
宁静海、雨海和12个环
宁静纪(Nectarian period)以12次不同的撞击为特征,始于大约39亿年前的宁静海盆地(Nectaris basin)的形成,并于大约38亿年前的雨海盆地(Imbrium basin)的出现(“月球上的男人”的“右眼”)结束。Nahm说,许多撞击月球的物体来自内太阳系。许多撞击了月球高地并抛起了物质。“基本上,你可以认为月球看起来像是主要的撞击集中地,尤其是在近侧,”Nahm谈到随后的雨海纪(Imbrian period)时说。
从地球的角度来看,月球的近侧此时已经开始类似于现在的状态。“在这个时期,月球表面我们习惯看到的绝大多数地貌都形成了,”Nahm说。
黑暗斑点的起源
撞击后,由此产生的盆地被较暗的熔岩填满,这些熔岩硬化后形成了至今在月球近侧大部分地区仍然可见的黑色斑块,称为月海(mare)。
“有一种误解,认为盆地的形成引起了火山活动,”Nahm说。“更有可能发生的是(撞击)创造了这些低洼区域,并使地壳破裂,从而使内部的物质得以到达表面。”
这些喷发发生在30亿至10亿年前,大部分黑暗斑块形成于该时期较早的一半。她说,在20亿年至10亿年前,熔岩的体积会显著减少。
根据中国嫦娥五号月球任务收集的最新分析,大约在20亿年前,月球上肯定仍在流淌熔岩。但Nahm说,那时,“月球对今天的任何地球人来说都极其熟悉。”构成标志性“月球上的男人”特征的黑暗斑块已经出现,以及在日语文化中统称为月兔的地貌。
构造活动
Nahm说,称为皱脊(wrinkle ridges)的地貌在十亿多年前在撞击坑内生长,很可能是由地表下的构造运动引起的。而在更近的时期——大约5000万年前——称为裂谷(graben)的狭窄山谷开始形成。
可能是由于浅层月震,称为叶状断崖(lobate scarps)的可见断层线在过去大约十亿年里出现在一些地方。在这段时间里,月球也继续经历小型撞击,太阳风可能引起了月壤(lunar regolith)的变化。月壤本质上是覆盖月球基岩的松散尘土和岩石的混合物。撞击可以重新分布这些物质——脚印也可以。
在Nahm看来,月球的地貌尤其迷人,因为它们揭示了丰富的历史。地球在过去45亿年里也遭受了多次撞击,但我们的地表要动态得多:构造活动、侵蚀和潮汐运动已经抹去了我们蓝色星球上的许多陨石坑。但月球则不然。“它就像一直呆在那里收集信息,等着我们去解读,”Nahm说。“月球对我来说非常亲切。”















