“嫦娥四號(hào)”踏上奔月之旅，將降落在月球背面，為人類解開(kāi)一些關(guān)于月球的古老謎團(tuán)。那么，月球上究竟還有多少個(gè)謎，等待人類去破解？

月亮上是不是住了神仙？

為什么月球始終只有一面朝向地球？

月亮上有沒(méi)有外星人基地？

月亮的背面是什么？

月亮的陰晴圓缺是怎么回事？

月食是什么情況？

……

千百年來(lái)，居住在地球上的人們，可能在每個(gè)“舉頭望明月”的夜晚，都會(huì)有類似的疑惑。

開(kāi)心的是，以上這些問(wèn)題已經(jīng)全部被解決了。

物理和天文知識(shí)的提升解決了其中一部分謎題，探測(cè)器時(shí)代的到來(lái)解決了剩下的謎題。

如今的我們已經(jīng)確定：月球既沒(méi)有住著神仙，也沒(méi)有外星基地，它的背面和正面一樣，都是遍布隕石坑的“不毛之地”。

所以，我們已經(jīng)充分了解月亮了嗎？事實(shí)恰恰相反，我們是解決了許多謎團(tuán)，但又有了無(wú)數(shù)新的謎團(tuán)。

月球是怎么形成的？

關(guān)于月球的起源，人們提出過(guò)幾種重要的假說(shuō)——

▲ 月球

地月同源說(shuō)：地球和月球都是在原行星盤中直接形成的；

捕獲說(shuō)：月球是地球引力捕獲的；

分異說(shuō)：月球是地球早期自轉(zhuǎn)過(guò)快由于離心作用“甩”出去的。

這些假說(shuō)各有優(yōu)點(diǎn)，但也有很多難以自圓其說(shuō)的疑點(diǎn)。如今，最受青睞的一種是大撞擊假說(shuō)：45億年前的一天，一顆火星大小的天體從天而降，傾斜撞向了尚未完全長(zhǎng)成的“雛形”地球。劇烈的撞擊迅速粉碎和融化了這個(gè)火星大小的天體，也把地球的一部分物質(zhì)撞了出來(lái)。這些碎屑物質(zhì)散落在地球四周，又通過(guò)引力和碰撞重新聚集起來(lái)，最終形成了如今的月球。

但大撞擊假說(shuō)是完美的嗎？并不是。為了彌補(bǔ)大撞擊假說(shuō)的一些問(wèn)題，之后的科學(xué)家們前赴后繼打了很多“補(bǔ)丁”。至于之前的其他假說(shuō)是否一定不可能，也還沒(méi)有百分百的定論。

月球環(huán)形山是怎么形成的？

這個(gè)爭(zhēng)議了一百多年的問(wèn)題，或許是我們最確信答案的一個(gè)了。

曾經(jīng)，很多科學(xué)家們認(rèn)為月球上的環(huán)形山主要是火山噴發(fā)引起的……畢竟，那些坑這么圓，附近也沒(méi)見(jiàn)到隕石什么的，更重要的是，如果坑坑洼洼的月球是撞出來(lái)的，那么咱們地球怎么幾乎沒(méi)有？

▲ 大撞擊假說(shuō)的假想圖

但后來(lái)，科學(xué)家們慢慢發(fā)現(xiàn)，火山不可能形成那么巨大的坑，不會(huì)有輻射狀的濺射物堆積痕跡，更重要的是，在目睹了舒梅克-列維9號(hào)彗星撞擊木星的例子后，大家終于相信小天體的撞擊有如此強(qiáng)大的破壞力。

阿波羅號(hào)飛船帶回的環(huán)形山附近的巖石樣本中，明顯有沖擊和熔融的痕跡，這是只有撞擊才會(huì)有的。

如今的我們，已經(jīng)完全確信月球上絕大多數(shù)環(huán)形山都是隕石撞擊形成的，地球上也是，太陽(yáng)系中其他固態(tài)天體上也是。

不過(guò)，依然有少部分月球環(huán)形山是火山或者其他不明原因造成的，比如希吉努斯環(huán)形山和艾娜月坑。對(duì)于具體某些月球環(huán)形山的成因，有些還在爭(zhēng)議中。

熔爐：月球有過(guò)巖漿海洋嗎？

如果大撞擊假說(shuō)是真的，那么撞擊產(chǎn)生的巨大能量可能會(huì)讓早期的月球巖石完全處于熔融狀態(tài)，也就是說(shuō)，早期的月球可能被全球性的巖漿海洋所覆蓋。之后，隨著巖漿海洋的慢慢冷卻，固態(tài)的巖石才慢慢形成。

月球是否有過(guò)巖漿海洋的時(shí)期，這個(gè)時(shí)期到底是什么樣的？這個(gè)問(wèn)題關(guān)系到月殼和月幔是什么時(shí)候又是如何形成的，也關(guān)系到月球表面的化學(xué)成分為什么會(huì)是如今這樣的分布。

我們?cè)谠虑虻膸r石中找到過(guò)一些線索，但這些都不是決定性的證據(jù)，相關(guān)研究也在繼續(xù)進(jìn)行。

暴擊：月球經(jīng)歷過(guò)“晚期大撞擊”嗎？

1969-1972年，阿波羅11、12、14、15、16、17號(hào)飛船成功實(shí)現(xiàn)了載人登月，并在月球表面完成了一系列直到今天都無(wú)法超越的月球?qū)嵉靥綔y(cè)。阿波羅任務(wù)帶回的巖石樣品讓我們可以通過(guò)同位素定年來(lái)測(cè)量月球不同區(qū)域的形成年齡。

從不同巖石樣品的年齡中，人們發(fā)現(xiàn)月球在約38.5億年前似乎經(jīng)歷了一波突然而劇烈的小天體撞擊。很顯然，如果真的有過(guò)這樣的事件，那不可能只有月球經(jīng)歷了——內(nèi)太陽(yáng)系所有的大型巖質(zhì)天體應(yīng)當(dāng)都不能幸免，這就是晚期大撞擊（LHB）假說(shuō)。

但巖石樣本真的足夠可靠嗎？畢竟我們手頭的樣本那么有限。晚期大撞擊真的發(fā)生過(guò)嗎？或者即使真的發(fā)生過(guò)，又真的是一次短暫的驟發(fā)事件嗎？直到近年科學(xué)家們還在對(duì)此爭(zhēng)議不休。

月球正背面“迷之反差”？

1959年10月6日，蘇聯(lián)的“月球3號(hào)“傳回了第一張?jiān)虑虮趁娴挠跋瘢@是人類第一次看到月球背面長(zhǎng)什么樣子。

不同于正面的大量暗色月海，月球背面幾乎全是明亮的高地，這些高地上的隕石坑密度也比正面的月海高得多。而且，我們已經(jīng)知道，這些暗色月海其實(shí)都是撞出來(lái)的大型盆地被暗色的熔巖充填的結(jié)果，但背面就沒(méi)有這么多這么大的撞擊盆地——所以同樣都是被小天體隨機(jī)撞的，怎么正面和背面差別這么大呢？

有人認(rèn)為，因?yàn)檎娴脑職け容^薄，所以暗色的巖漿更容易涌出；也有人認(rèn)為，因?yàn)檎嬗懈嗟姆派湫詭r石富集，所以溫度更高，同樣的撞擊可以讓最后形成的盆地更大…

但這些都沒(méi)有解決月球正背面差異的本質(zhì)，比如為什么正面的月殼更薄，為什么放射性巖石更多地富集在正面？至今我們也還不知道。

月球上到底有沒(méi)有水

幾十年前的人們，認(rèn)為月球上是沒(méi)有水的。畢竟如今的月球表面，幾乎不可能有液態(tài)水存在，因?yàn)樵虑驔](méi)有大氣層和磁場(chǎng)的保護(hù)，重力又小，日間溫度又高，水蒸氣會(huì)不斷被陽(yáng)光分解然后散逸。

但其他形式的水還是有存在的可能性的。比如礦物中結(jié)合的水或者羥基（-OH），比如極區(qū)的永久陰影區(qū)里可能有水冰，這些已經(jīng)逐漸被許多探測(cè)器數(shù)據(jù)所證實(shí)?？梢哉f(shuō)，一步一步探測(cè)到月球上的水，這是人類月球探測(cè)的一大輝煌成就。

但關(guān)于月球之水也還有許許多多疑團(tuán)：比如這些水的分布、含量和純度是怎么樣的？地下深處還有水嗎？這些水是怎么來(lái)的？這些水和月球的地質(zhì)和氣候歷史又有著什么樣的關(guān)系？

這些都需要進(jìn)行大量的探測(cè)和更進(jìn)一步的研究。