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(lèi)邁出的一大步”。它們啟動(dòng)了一個(gè)過(guò)程，徹底改變了我們對月球如何形成的理解。

美國華盛頓特區卡內基科學(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)際上是由相對較暗的材料組成，這一事實(shí)導致人們猜測它可能類(lèi)似于一類(lèi)已知的黑暗，高碳隕石作為碳質(zhì)球粒隕石。

還假設它形成緩慢并且足夠冷卻它僅部分熔化。

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

一方面，月亮并不是黑暗的，因為它裝滿(mǎn)了碳。相反，我們現在知道，它是黑暗的，因為一個(gè)稱(chēng)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號還帶回了幾乎純凈的斜長(cháng)石砂巖和鵝卵石，這種礦物質(zhì)在地球上很常見(jiàn)，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，由馬薩諸塞州劍橋市史密森天體物理天文臺的約翰伍德領(lǐng)導的團隊意識到這意味著(zhù)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說(shuō)，由于斜長(cháng)巖的密度低于構成這樣海洋的普通材料，因此它會(huì )在結晶時(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。英國天文學(xué)家喬治·達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)以某種方式旋轉得如此之快以至于裂開(kāi)了，月亮像一個(gè)被奧運選手投擲的巨型鐵餅一樣被拋棄。

根據這一理論，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年揭示了月球形成于44億年前，距離地球約1.5億年。這聽(tīng)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)。

當然，這導致了一個(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)。

這是因為沒(méi)有理由認為撞擊器應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，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)轉化為完全混合的巖石云，這些巖石將擴展到太空，就像一個(gè)“大的氣態(tài)馬勃”，月亮最終凝結成。

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)有阿波羅計劃返回的樣本，我們可能仍會(huì )陷入20世紀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)家兼高級科學(xué)家科學(xué)家大衛·克林對此表示贊同。“阿波羅計劃證明了樣本的非凡價(jià)值，”他說(shuō)。“從一些灰色巖石出現了很大的想法。