从古至今人类对月球的认识：月球最后活跃于20亿年前

月球是人们最熟悉的“陌生人”：一方面从古至今陪伴了人类千万年，诗词歌赋中常见她的身影；另一方面，人类至今还未真正研究清楚月球的“前世今生”。月球，到底经历了怎样的演化之路呢？

2021年10月19日，中国科学院地质与物理研究所在《自然》科学期刊上连续发表三篇最新研究成果，称中国科学家通过对一种新型“月海玄武岩”的实验观察，已经证实月球最后停止岩浆活动的时间是20亿年前，颠覆了此前科学界公认的“月球活动停止于28亿年前”这一说法，引起世界上各界的广泛关注。

嫦娥五号于月球采集土壤

说起月海玄武岩，倒是有一段科学史上的趣事：15世纪伽利略发明了天文望远镜，1609年当他用望远镜观察月亮时，看到了月球斑斑驳驳的表面，又看见上面有很多黑黑的地方，于是伽利略根据常识认定黑色区域就是月亮上的“海”，于是就有了今天很多带“海”的月球区域的名字。其实，黑色的地方是亿万年前月球岩浆填充其表面坑洼所形成的岩石，其中很大组成部分正是玄武岩。

伽利略

而科学界之所以能够得出月球在28亿年前停止活动的结论，是大量科学家研究过上个世纪70年代美国阿波罗号登月采集的土壤才最终确定的。此后很长一段时间，都没有国家再次“光临”月球采集月壤（苏联探测器尚未确定是否采集）；直到2020年12月，我国发射嫦娥五号火箭，于月球上名为“吕姆克山脉”的地方着陆，并最终采集回1718克的月壤样本，这才有了新的重大发现。

但很多人好奇科学家究竟是如何通过土壤来判断年代的。

目前科学界公认的方法叫做“相对年龄法”，也就是一百多年前发现镭元素的居里夫人所使用的“放射性元素衰变法”；简而言之，科学家拿到土壤样本后，先检测其中各物质的含量，由于年代久远，放射性的元素会慢慢衰变，变为其他物质，科学家将原本的放射性元素和转变后的元素含量进行对比，就可以得到衰变持续的时间，进而可以得知土壤的年代。而研究月壤，主要是通过对比铀元素和铅元素（铀会衰变为铅），由于月壤中“月海玄武岩”中铀的含量最多，得出的结果会更准确，所以它被科学家广泛研究。

那月球究竟是如何形成的呢？

原子核衰变示意图

据中科院地质与物理研究所教授描述，大约在45亿年前，地球形成初期，大气层还较为薄弱，太阳系环境还不稳定，不定期有许多陨石砸在地球表面；后来一个火星大小的天体撞上了地球，崩裂出大量的碎石，经天体间引力的作用，这些碎石聚合在地球周围，又经过千万年的坍缩，最终形成了地球的“伴侣”——唯一的自然卫星，月球。

其实说起来，围绕在地球周围的“石头”（月球也可以看作一个大石头）不在少数，大约有几百万个，可它们根本无法算作卫星，甚至连天体都不是，这是由于它们的体积过小，对地球的影响也不是很大。

月球形态稳定之后，根据推测应该是一个“圆圆的”、“光滑的”天体，此时其内部岩浆仍旧在活跃翻涌；可惜的是，好景不长，大量的陨石在撞向地球的过程中被月球引力吸引进而撞在其表面，然而揽瓷器活”的月球却没有那“金刚钻”——月球最初的大气层较为薄弱，于是很多陨石在月球“脸上”留下了不可修补的大坑。

随着太阳风的侵蚀以及陨石的侵袭，月球大气层最终被剥离，只剩下光秃秃的球体，这样一来陨石更加无所忌惮，久而久之，就变成我们今天看到的那样：坑坑洼洼，伤痕累累。没有了大气层的保护，月球昼夜温差就变得特别大：月球的白昼温度高达150摄氏度，夜晚则低至零下150摄氏度，可谓是两个极端（至少对人类和其他地球生物来说）。

大约20亿年前（根据最新科研成果推测），月球内部岩浆慢慢停止活动，板块不再移动，月震（月球上的“地震”）也几乎不再发生，科学界把这称作天体的“死亡”。这时的月球真正成为一颗陪伴着地球的“大石头”，虽然它依旧在岁月的长河中继续围绕着地球运行，但她已经不再有“生命迹象”，归于沉寂。

现如今，月球的构成部分大致如此：最外层是3-10米的被人称为月壤的柔软土质，其下则是约2000米的岩浆溅射物，再往下就是10-25千米的基岩，其次就是1400千米左右的月幔，最中心便是直径300千米的月核。

那么，地球的这个“死去的卫士”现在只是作为装饰品而存在吗？当然不是。虽然月球停止岩浆活动，但是它的引力仍然存在，映射到地球上，就是学者们称之为“潮汐力”的东西，月球的运行决定着潮涨潮落，也就意味着生命的新生与更替；同时月球的引力也稍微减少了地球对其上的物体的重力作用，使环境更适宜碳基生命生存。

虽然月球本身不会发光，可太阳“分”给它的光芒足以让地球进入夜晚时不至于太黑暗。微弱的月光给了夜行动物信号和能源，帮助它们进行繁衍生息。最主要的是，月球为地球挡下了足够多的陨石袭击，万亿年来带给地球较为平稳的环境，才有了地球上生生不息的动植物和良好的生态。

当然，在地球上看上去和“圆盘”一样的月亮也给古今中外的人们创造了艺术的灵感：贝多芬的《月光》奏鸣曲、中国文人骚客的诗词歌赋、中外画家关于月亮的名画甚至小说电影创作的灵感元素……无一不体现着月球散发给地球上生灵的魅力。

随着人类科学技术的进步，科学界对这个离地球最近的天体的兴趣却是只增不减。这不单单只是为了近距离欣赏我们以前到达不了的景色；科学家们构想，要将月球作为地球人造访其他天体甚至其他星系的“跳板”——建立月球基地。这是由于月球的引力较小（仅为地球引力的六分之一），发射火箭需要的能源要比在地球上的少很多。再加上太阳照射在月球上一天的能源，是照射在地球上一年能源的2.5倍之多！因此，月球虽然已经“死亡”，但它的利用价值仍然很大，还需要后人不断地发掘。

月球基地构想图

如今，地球环境出现了恶化：气候变暖、大气层出现不可逆转的损坏、南北极冰川融化、状况堪忧；鉴于人类是地球第六代“霸主”（之前几代已经因为自然原因悉数毁灭），为避免突如其来的灾难毁灭掉人类文明，科学家不得不做长远打算，离我们最近的“伙伴”月球自然成为了最重要的研究起点；相信未来人类科学一定会有新的突破，去扭转毁灭的命运，去认识更广袤的世界。

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作者：许墨元 校稿编辑：小宛