神奇的月亮之谜

    每当夜幕降临，一轮明月悬挂在高高的夜空时，你也许会想：月亮上面有什么东西？它和地球一样吗？月亮是从哪里来的？这些问题，不但你在想，也一直是科学家探索研究的课题。古往今来，风风雨雨，人们为了探索月亮的秘密曾经付出了巨大的劳动！

    月球离我们有38.4万千米远，假如乘喷气式飞机，从地球飞到月球要18天才能到达。不过，喷气式飞机是离不开地球的。

    近几十年来，科学家们用宇宙飞船把宇航员送上了月球，去探索月球上的秘密。人类第一次登上月球的是美国的两个宇航员。他们在1969年7月20日乘“阿波罗”11号登月载人宇宙飞船在月球上着陆，进行了探险。他俩看到了人们在地球上无法看到的景象，证实了许多科学家们的猜想。他俩还在月球上做了一些实验，并把月球上的石块和尘土等带到了地球。

    回到地球上，他俩回忆：登上月球后，第一眼看到的就是十分奇异的景象。在地球上，人们看到的天空是蓝色的，白云在空中飘浮，金色的阳光照耀着大地。可是，在月球上，看到的天空是黑洞洞的，月球的“地面”上却洒满了灿烂的阳光；天空中的星星分外明亮，似乎直瞪瞪地盯着你；月球的一边高悬着一个大蓝球——地球。月球上没有空气，没有水，没有生命，只有岩石、环形的高山和尘土，处处是一片荒凉，静得出奇。

    科学家们把宇航员从月球上带回来的东西进行了各种化验，化验结果表明，还有许多奥秘等待人类去探索。

    显微镜下的月球石块，在坑坑洼洼的石面上布满了一层玻璃质的东西，还在闪闪发光。

    月球尘土经化验，科学家们惊奇地发现，它竟有一半是有棱有角的玻璃粉。

    月球上的玻璃质为什么这么多呢？真是个难解的谜！

    从月球取回的样品中，还发现了一些铁质颗粒。奇怪的是带回来放了那样久的铁质颗粒一直未生锈。拿去做生锈实验，也还是不生锈，这又是一个谜。

    科学家们把从月球上带回来的尘土撒到地球的细菌上，试试月球的尘土能不能像地球尘土那样成为细菌的温床。结果细菌一下子都死了！难道月球上的尘土能杀死细菌？怎么会有这种特殊的杀菌能力呢？又是一个谜！

    科学家们还用植物做试验，把玉米种在月球尘土里，它的生长和在地球土壤里的生长没有明显的不同。水藻在月球尘土里长得特别鲜嫩青绿。这是什么原因？又是一个谜！

    玄武岩是火山爆发而形成的岩石。月球中有玄武岩，这证明月球早先有过火山活动。分析这些岩石，估计出它的年龄已有46亿岁了。但是，在地球上，只有在格陵兰最偏僻的地方才能找到有40亿年的石块。难道月球的年龄比地球的年龄大吗？这又是一个谜！

    月球起源之谜

    月球是地球的一个富有神话色彩的近邻。自1969年7月16日美国“阿波罗”11号飞船升空，首次实现载人登月以来，根据对月球的多次实地勘探和对从月球带回的岩石、土壤进行分析研究的结果，人类对月球的面貌已有了较多的了解。但是关于它的谜却是有增无减，其中最大的谜是月球的起源。

    通常，探讨月球的起源有几个问题是必须考虑的。年龄问题：根据一些元素的同位素的研究，可以证实，月球的年龄与地球相近，它大约也是在46亿年前形成的。质量问题：月球质量约为地球的1／81，平均密度为3.34克／立方厘米，大致相当于地幔的平均密度，因此，月球核心不可能是一个很大的铁质核心。成分问题：月球的化学元素全部可以在地球上发现，但是，月岩中所含的铝、钙和钛等化学元素比地岩中要多6倍，而铁、钠、镁却很少。轨道问题：八大行星的卫星多在行星的赤道面附近运动，而月球的轨道却与地球赤道面差120度，而与黄道面较接近。

    对这些问题，众说不一。从而月球的起源问题，就更难得到圆满的解释。目前主要有以下几种说法：

    分裂说。有些科学家认为，月球是和地球一起，于46亿年以前，从一团宇宙尘埃中生成的。最初月球只是地球赤道的隆起部分，在太阳的引力和地球的快速自转作用下，月球“飞”了出去，分裂为卫星。但是地球的惯性离心力要达到把月球抛出去的程度是不可能的，而且两者的化学构成也有很大差别。

    同源说。认为月球是地球的“孩子”，也许是从太平洋地区“抛”出去的。然而，“阿波罗”登月探险的结果表明，地球和月球的结构成分差别很大。

    俘获说。认为月球原先是太阳系里的一颗普通的小行星，在一次偶然的机会中它行近地球时被俘获，而成为地球的卫星。但是轨道问题却无法解释。如果小行星从地球旁经过，它只能略微改变一下其轨道，是不可能被地球俘获过来的。

    有的理论认为，月球和地球两者都同时从一个快速旋转的尘埃云中产生出来，但为什么它们的化学成分却相差很大呢？

    以上假说都有各自的缺陷，全都难以站得住脚。于是，有人提出一个新假说，认为是一颗小行星猛烈撞击地球，掳去一大片物质，最后才形成今天的月球。这一撞击使地球轨道面发生倾斜，而被撞击出去的物质却占据了原先地球赤道的位置。当然，这只是又一种假说。

    多数科学家相信第一种说法，也有少数人相信第二种说法。可是航天员登上月球，取回不少月球土壤，经化验分析知道月球成分和地球不同。地球是铁多硅少，月球是铁少硅多，地球钛矿很少，月球却很多，因此证明月球不是地球分出去的。第二种说法站不住脚了。同样的原因，也使得第一个假说动摇了，因为，如果地球和月球是在46亿年前经过相同过程形成的，那么成分应该一样才对，为何差异会那么大呢？

    所以，科学家只好也放弃第二种说法。只剩第三种说法了，如果是其他地方飞来的星体，飞进太阳系后，太阳引力比地球引力大很多倍，月球应该受到太阳的引力而飞向太阳，不是受到地球的引力而留在地球的上空。这三种假说没有一个能解答所有疑问，也没有一个经得起严格的推敲。事实上，时至今日，月球来自何处，仍是天文学未定之论。

    关于月球的幻想和神话自从人类有历史起就一直绵延不绝。但一直到现代，月球的成因仍然是个谜。正如罗宾·布列特博士所称：“要解释月球不存在，要比解释月球存在更容易些。”有人认为它是与地球从同一块星际物质中形成的，而有的人认为它是地球在遭到另一不明大天体撞击后产生的碎片重新聚合形成的。但不管怎么说，月球毕竟是离我们最近的天体，它对人类有着不可取代的意义。

    月球的魅力之谜

    从100多年前法国小说家凡尔纳发表科幻名作《从地球到月球》开始，人类就一直在构想如何实现对月球的实地探测。然而被人类赋予了许多情思的月球，实际上已经濒临“死亡”。从科学角度来分析，月球表面的环境非常严酷，完全不是人们想象的那么美好。尽管如此，近半个世纪以来月球仍然不断听到来自地球的探测器的“叩门声”，它的魅力到底在哪里？

    在美国“阿波罗”计划终止30多年后，人类又一次燃起了探月的热情，中国、日本、俄罗斯、美国、印度都制定了各自的探月计划，开始实施探月。月球，到底有着什么样的吸引人的魅力呢？

    实际上，月球对人类来言，一直就是一个谜。苏联的两位天文学家在大量研究的基础上，提出了月球为外星智慧生物的宇宙飞船一说。他们认为，现在的月球实际上是中空的，在几百万年前，外星智慧生物驾驶他们的飞船达到地球附近，出于一种目前我们未知的目的，经过改造形成我们今天所看到的月球，在月球内部，蕴藏了大量我们人类所不知的秘密。而月球中空的假说，已从多个方面被证实。阿波罗计划为了证实这个假说，在“阿波罗”11号登陆月球后在月球上安装了月震仪，以便监测月震现象。在“阿波罗”13号确认无法登月后，便使用第三级火箭去撞击月球，结果使科学家们大吃一惊，火箭碰撞引发的月震整整持续了3个多小时。如果月球是一个实心的卫星的话，月震是不可能持续这么长时间的。后继的几次实验都验证了这个结果。

    月球的主要内部能量已于31亿年以前释放殆尽。现在的月球是一个古老的星体。然而月球上有两种资源将会给地球带来重大贡献，为解决人类面临的能源问题提供新思路。一是月球上可接收到丰富的太阳能；二是月球矿藏丰富，尤其是富含核聚变燃料氦－3。

    测算表明，每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦。假设使用目前光电转化率为20％的太阳能发电装置，则每平方米太阳能电池板每小时可发电2.7千瓦。从理论上来说，可以在月球表面无限制地铺设太阳能电池板，获得丰富而稳定的太阳能。

    据估计，月球土壤里含有100万吨至500万吨氦－3，具有巨大的开发利用前景。如果把氦－3作为可控核聚变燃料，它将是人类社会长期、稳定、安全、清洁和廉价的燃料资源。氦－3资源将有可能成为解决今后地球人类长期能源发展需求的重要原料。

    今后一旦人类在月球建立基地，就可以直接利用氦－3作为火箭的燃料，在月球上建立发射场，以发射各类航天器。由于引力小和无风等诸多原因，在月球上发射航天器的优势远远大于地球。此外，从月球观测太空有比地球好得多的天气条件。因此在月球建立基地也将对人类进一步探索外太空起到重要帮助。

    人类探测器频频造访月球，一方面是想了解这个我们既熟悉又陌生的星球，另一方面也肩负着为人类未来在月球长期生活勘测环境的使命。月球南极的沙克尔顿环形山是目前已知月球上最可能蕴藏冰的地区。美国宇航局专家曾指出，如证实月球南极存在冰冻水，这些冰冻水就可供未来建设半永久性的有人月球基地。美国正计划发射卫星来撞击月球，并希望借此进一步寻找月球存在水的证据，以利于未来宇航员登陆月球并建立长期基地。

    人类可在月球上生活吗

    在遥远的未来，人类是否可以把地球的生命带上月球并使其在月球繁衍生息？我们是否可以在地球这个生命摇篮之外开辟新的生命港湾？这长期以来都是一个吸引人的话题。

    科学家认为，月球上的岩石比地球上的还要古老，月球和地球几乎是由同样的化学元素构成的，只是组成的成分有所不同。例如，月岩所含的钙和铝比地球上的岩石其含量要高，月球没有磁场，其外壳比较稳定，近30亿年以来几乎没什么变化。尽管天文学家早就认为，月球体态娇小，引力柔弱（为地球的1／6），根本不具备缚住大气的能力，在向阳面的高温下，任何气体分子都会轻而易举地达到脱离速度而逃之夭夭。但对月球的实测表明，月球表面并不是没有任何大气的真空之国，只是大气层太稀薄，而且大气成分比较复杂，随时空多变，通常在黑夜时的大气成分主要由40％的氩、40％的氖和20％的氦组成，到日出时还会加入极少量的甲烷和氨等，有些地区的大气中还会发现极微量的氢、氡、钠、钋和钾原子等。

    科学家认为，月球上有冰存在，这就可能为探索月球奥秘的人们提供饮用水，也可将冰分解为氢和氧，从而为火箭提供燃料。但实地勘探后发现，月球上总共有30多万座环形山，星罗棋布，彼此环抱，最大的环形山，直径近300千米、海拔高达6000米以上，十分壮观。遗憾的是，由于月球上没有水源，这些山都是光秃秃的，寸草不生，十分荒凉。显然，要想使如此荒漠的月球世界成为适合于生物生存的天堂，最终变成一个生机勃勃、万物竞存、鸟语花香的天上人间，当务之急是必须解决月球上的供水问题。多年来，科学家们已提出过多种设想。有一个解决办法是：采掘月球上储存量极为丰富的氧化铁，用太阳能熔化炉进行熔炼，使其放出大量的氧，与运输飞船从太空中收集制取的液态氢相结合，来生成供月球开发需要的水。

    这种在月球和太空就地取材，合成制水的方案，从原理上是可行的，但要实施这一巨大的工程，绝不是轻而易举的，涉及能源、采掘、运输、生活等一系列问题需要配套解决。月球上的物质资源十分丰富，包括各种矿物金属和氧，但是碳的含量较低，如果人类想以后在月球上培育植物的话，就必须带来足够的碳、氮和磷，为月球构建原始大气和土壤。

    月球的白天和夜间持续时间都长达半月之久，白天气温最高达127摄氏度，夜间温度又低至零下183摄氏度，如此酷热严寒而又温差剧变的气候，是月球上没有人烟和生命的另一个重要原因。俄罗斯科学家已对如何利用月球上的土壤和岩石制造水泥等建筑材料，然后利用这些材料建筑一座可以调节室温，使其适合于人类居住的生活基地的问题做过长期研究。有一个方案是，他们通过对月球的一些实测数据进行分析，认为月球很可能是一个空心球体。基于这一认识，有朝一日，就可在月球表面打一条通道，进入月球地壳深处的“地下月宫”，在那里建造一座适于人类居住的“地下城”。这样，乘坐飞船奔月的旅游者，可在这座“地下城”找到过夜的旅馆，科技工作者就可以这座地下城为基地从事月球资源勘探、太空产品生产、天文观测等活动。在“地下月宫”这个永久基地未建成之前，科学家建议可以先在地球上制成一些预制塑模构件，形成一个自动竖升的巨形圆筒，事先装配好后，用宇宙运输船送到月球表面。圆筒在月球表面一登陆即自动分成两半打开，并自动形成一座多层结构的建筑物，作为初登月球“志愿者”的临时居所。

    广寒宫之谜

    每当夜幕降临，一轮明月升上夜空，清澈的月光洒满大地，让人产生无数情思、遐想。文人墨客更是对月亮倍加青睐，唐代诗人张若虚的“江上何人初见月，江月何年初照人”，还有宋代文学家苏轼的“明月几时有，把酒问青天”，都可称得上是脍炙人口的咏月佳句。

    月球俗称月亮，也称太阴。在中国古代神话中，关于月亮的故事数不胜数。古希腊神话中，月亮女神的名字叫阿耳忒弥斯，同时她也是狩猎女神。月球的天文符号好像弯弯的娥眉，同时象征着阿耳忒弥斯的神弓。

    皓月当空，我们能够清楚地看到它上面有阴暗的部分和明亮的区域。早期的天文学家在观察月球时，以为发暗的地区都有海水覆盖，因此把它们称为“海”。著名的有云海、湿海、静海等。而明亮的部分是山脉，那里层峦叠嶂，山脉纵横，到处都是星罗棋布的环形山。位于南极附近的贝利环形山直径295千米，可以把整个海南岛装进去。最深的环形山是牛顿环形山，深达8788千米。除了环形山，月面上也有普通的山脉。高山和深谷迭现，别有一番风光。

    对于我们来说，月亮非常神秘，有许多未解之谜。

    月球上真有嫦娥吗

    望着窗外的一轮明月，如玉盘一样悬挂在夜空，那月色如水一样倾泻下来，整个世界都笼罩在皎洁的月色里，那样安静、那样朦胧。

    传说月宫里住着美丽的嫦娥，她的身边有一只可爱的玉兔，那只玉兔时刻陪伴在嫦娥的周围，陪伴着嫦娥度过每一个寂寞的夜晚。

    月亮之中的这只兔子，浑身洁白如玉，所以称作“玉兔”。玉兔拿着玉杵，跪地捣药，制成蛤蟆丸，服用此药丸可以长生成仙。久而久之，玉兔便成为月亮的代名词。古时候，文人写诗作词，常常以玉兔象征月亮，像辛弃疾的《满江红·中秋》即以玉兔表示月亮。至于诸多旧小说，也常常使用此等掌故以暗示月亮。

    月球上真有嫦娥和玉兔吗？

    没有。因为月球的引力很小，连空气都留不住，所以那里没有空气，没有水。那儿白天的温度很高，达170摄氏度；黑夜又很冷，要降到－180摄氏度，嫦娥和玉兔不能在那里生活。

    美丽的“月宫”之谜

    月球是地球唯一的天然卫星。月球表面具有复杂的结构。肉眼看到的月亮正面明亮的部分，是月球表面上的山脉、高原。此外，月球表面满布着一层厚度不等的月尘和岩屑，月尘是从表层到几十毫米的深度上覆盖着的一层黏性灰尘。人们已发现月球上有近60种矿物质，其中有6种是地球上尚未发现的。

    皓月当空，人们一眼就能看出月面的下部显得格外明亮，月面南部的陆地与月面的月海区形成了鲜明的对比。这是因为月陆主要是由斜长岩组成，对阳光的反射率较高。通过天文望远镜观察，会发现这里密布着大大小小的环形山，给人以千疮百孔之感，是典型的月面山区。

    月面南纬30度以南的月陆基本上连成了一片。这块陆地的地形是从东西边缘和中央区向赤道伸展，构成一个“山”字形。在这片广阔的陆区也分布着两个月海，这就是以南纬约50度和东经约80度为中心的南海（月面的右下方）。与此相对称的另一边，即以南纬约50度和西经约50度为中心点的一片月海（月面的左下方），它是从湿海引申而来，没有赋予专门的名称。这两个月海面积小，又在明亮的月陆包围中，显得很不起眼。月海区的地形地势有形形色色的湖、湾、沼、岛和半岛等特征。月陆的地形地势自然有高地、峭壁、山脊、山链和隆起带等特征。月球南部陆地是环形山最密集的区域，真是密密麻麻，重重叠叠，尤以莫罗利卡斯环形山周围最为显著。一般说来，环形山的周壁高度在300～7000米之间，而环形山的直径相差甚大。直径在百千米左右的大环形山周壁有如群山环绕的盆地。直径在几十千米的环形山一般都比较高和深，有的深达几千米，宛如洞穴深渊。直径在几十米以下的环形山周壁不高，但到处皆是。有人把月面南部山区比作神秘之宫，小环形山则像是宫中的点缀物。

    月球上著名的环形山有以下几个。

    第谷环形山：它是以丹麦的天文学家第谷（1546～1601）的名字命名的。位于月面西经11度，南纬43度，直径85000米，环壁高4850米，中央丘高1600米。它的结构复杂，并显现出年轻环形山挺拔峻峭的风姿。以满月时可从地球上看到最多最长的辐射线而著称。辐射线从环形山中心呈弧形向外延伸，最长的可达1800多千米，共有12条。辐射线贯穿整个南部陆地，叠加在许多环形山之上，有的甚至伸展到酒海、静海、云海、知海和风暴洋，饶有特色，蔚为壮观，肉眼可以直接看到按月面演化史来分类，第谷环形山属于哥白尼纪，也就是与哥白尼环形山的年龄差不多。这类环形山的特点是：环形山的周壁形态比较完整；有明显的辐射线；岩石的反射率较高；属于年轻型的环形山。月面学家认为，它们是在后月海时期的后一阶段形成的，即在风暴洋和雨海等地发生大面积陷落结束后才出现的。第谷环形山一直吸引着天文学家、地质学家和广大天文爱好者的注意。1968年1月7日，美国发射的“勘测者”7号月球探测器就降落在第谷环形山北侧不远的地方（西经11.44度，南纬40.89度），这是人类发射的探测器降落在月球上最南方的一个。它对月壤进行了分析，还拍下了2万多张月球照片，其中拍下了第谷环形山一些辐射线的照片，从照片上可以看出辐射线上聚集着许多小环形山。

    克拉维环形山：它是以德国的数学家和天文学家克拉维（1537～1612）的名字命名的。它位于月面西经14度，南纬58度，直径约240千米，环壁严重坍塌，很像盆地周围的丘陵。在它的底部和环壁上还有很多环形山，其中环壁上两个较大的环形山，一个叫波特环形山，直径约为52千米，另一个叫卢瑟福环形山，直径约为54千米。可以想象，这里的地形和地势是多么错综复杂，恐怕在地球上是找不到这类难以认清的重叠的地貌结构。克拉维环形山不仅以其大而闻名，更以它身经亿万年的老态龙钟被月质学家们所选中，作为老环形山的代表。它的特点是：面积大，环壁坍塌，失去当年原始面貌；底部平坦，没有中央丘；重叠着很多后生的环形山。

    贝利环形山：它是以法国天文学家贝利（1736～1793）的名字命名的环形山。它位于月面西经60度，南纬67度，直径约64千米，据说它可能是月球上最深的环形山之一。另外，在莫罗利卡斯环形山周围不仅环形山密度大，并且这里的一些环形山也比较高。这是以意大利数学家莫罗利卡斯的名字命名，它的位置在月面东经14度，南纬42度，直径114千米，环壁高达4730米。

    由于月球自转轴不垂直于它的轨道面，月球赤道与轨道面有6度41分的夹角。同时，月球在公转中，自转轴指向基本不变，这样就产生了月球两极倾向地球的角度发生变化。这种现象就叫作月球的纬天平动，最大变化为6度41分，变化周期为一个交点月。对于天文爱好者来说，只要经常仔细地观察月面，就会发现这种有趣的月轮变化。如果能进行天体摄影，可以从中测量这种变化的角度，了解并确定月面南极附近部分区域时隐时现的可见程度。南极点虽然无法直接观察到，但我们提供南极点附近的几个目标，帮助判断南极点：在南极点之东约3度的地方有一个叫德里加尔斯基环形山，直径约176千米，西经90度线正好穿过它。我们关于月球南极陆地的特征的了解，远不如我们对月球赤道区域了解得多，还有待于人们进一步的认识。

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