月球为何有两副面孔？

新研究显示在太阳系形成之初，一颗略小于矮行星的天体（右侧）曾经撞击月球（左侧）。正是这场猛烈的撞击让月球拥有两副截然不同的面孔

月球是一个非常怪异的天体，但由于月球始终只有一侧朝向地球，你可能没有意识到这一点。实际上，我们看到的月球正面（近侧）与背面（远侧）截然不同，后者的地壳很厚并且遍布陨坑，前者的地壳较薄并且更为光滑。

自阿波罗时代以来，科学家便试图揭示朝向地球的月球正面为何与背面存在巨大差异。现在，科学家给出了一个比较靠谱的解释：在太阳系形成之初，一颗略小于矮行星的天体曾经撞击月球。正是这场猛烈的撞击让月球拥有两副截然不同的面孔。

月球的地形（A）、地壳厚度（B）和钍分布在正面与背面存在巨大差异

科学家一度认为几十亿年前的地球一度拥有两颗卫星，两颗卫星最终合二为一，导致月球远侧地表坑坑洼洼。2012年GRAIL（重力回溯及内部结构实验室的英文首字母缩写）任务获取的测量数据帮助科学家进一步了解月球的结构。数据显示月球背面的地壳厚度超过正面，与正面相比多出一个物质层。相比之下，月球正面的地壳较薄并且更为光滑。

研究论文合著者、澳门科技大学空间科学研究所的祝梦华（Zhu Menghua，音译）表示：“GRAIL获得的详细重力数据让我们对月球地壳结构有了新的认识。”祝梦华和他的研究小组进行了360次电脑模拟，模拟月球遭受撞击，导致地壳发生变化的各种方案。

猛烈的撞击能够改变月表的物质分布

研究小组发现了可能性最大的一种方案：一颗直径大约480英里（约合780公里）的天体以每小时1.4万英里（约合每小时2.25万公里）的速度撞击月球正面。模型显示此次撞击将月表的大量物质喷射到空中，最后又落回月表，导致月球背面的地壳被3到6英里（约合5到10公里）的碎片覆盖。

地球与月球表面的钾、磷和钨-182等稀土元素的同位素存在差异。这个问题一直困扰着科学家。祝梦华等人的模型给出了一个令人信服的解释。研究人员在论文中指出：“在月球撞击起源说的模拟方案中，我们的模型能够解释同位素之间的差异。”

登陆月球背面的玉兔二号月球车。科学家希望将嫦娥四号任务获取的数据加入他们的模型

凯斯西储大学行星动力学教授史蒂夫·豪克表示：“这是一篇令人非常兴奋的论文。了解月球正面和背面差异的源头是月球科学研究的一个根本性问题。实际上，一些行星的两个半球截然不同。不过，我们获取了月球的大量数据，能够测试各种模型和假说。这项研究的意义并不仅限于探月任务，对其它星球的勘测同样能够产生积极影响。”

科学家希望将一系列探月任务获取的数据加入他们的模型，包括中国的嫦娥四号任务。2019年1月，嫦娥四号登陆月球背面。通过对嫦娥四号获取的数据进行分析，科学家发现登陆区的陨坑表面存在来自于月球内部的物质。这进一步证明月球曾在至少39亿年前遭受过一次猛烈撞击。研究论文刊登在美国地球物理联合会的《地球物理学研究杂志：行星》上。

“阿波罗16”号任务拍摄的月球暗面照

月球远侧通常被称之为“暗面”或者“背面”。与近地侧一样，暗面也获得大量光照，只不过一直背对着地球而已。1959年，人类第一次看到月球背面，当时前苏联的“月球3”号飞船传回了月球背面的首批照片。1968年，“阿波罗8”号宇航员环绕月球飞行，成为第一批亲眼看到月球暗面的人。

在此之后，美国宇航局和其它航天机构实施了一系列探月任务，对月球暗面进行成像，包括宇航局的“深度撞击”飞船。2008年，这艘飞船从3100万英里（约合4900万公里）外的距离拍摄月球暗面。月球暗面是一个尚未被深入勘测的区域，分布着大量山脉，地形非常复杂，成功登陆的难度远超正面。2019年1月，中国的嫦娥四号成功登陆月球暗面，就此创造了历史。