在一年四季的轮回中,我们眼中的月亮似乎总是那副模样,你可曾好奇这是为什么呢?究竟月亮的另一面隐藏着怎样的美丽和神秘?这未知的神秘令人遐想,无尽的可能在脑海中交织,引人心生探寻的渴望。
月亮于我们,是熟悉与陌生交织的存在。说熟悉,是因为每个月它都会如老友般准时出现在夜空,千古不变地陪伴着我们。说陌生,则是因为无论何时何地,月亮展现给世人的永远是同一面。尽管歌词里唱着 “月亮的脸悄悄地在改变”,可现实中,月亮仿佛总是以那固定的面容示人。那么这是为什么呢?这其中的缘由其实并不复杂,是地球和月球之间存在的潮汐锁定现象在作祟。
二、潮汐锁定:地球与月球的奇妙羁绊所谓潮汐锁定,就是于浩渺宇宙中,某一物体围绕特定另一物体旋转时,其自转一周的时长竟与环绕该天体公转一周的时间恰巧相同。如此一来,处于环绕之中的特定物体,始终仅能目睹其同一面,亦可称此物体于旋转之际,仅有一面朝向被环绕的那个物体。对于地月系统而言,月球大约每28天环绕地球旋转一周,巧的是,月球自转一周的时间也是28天左右。这致使我们于地球之上,永远仅能目睹月球的一面,亦可以说,月球始终仅以一面朝向地球。潮汐锁定在宇宙中是极为常见的天文现象,它常常出现在行星与其卫星之间,有时候在太空中的其他天体之间也会发生。正是因为潮汐锁定,古人眼中的月亮和我们今天看到的并无二致,而且这种现象不会因我们在地球上所处的地理位置变化而改变,无论在南半球、北半球、东半球还是西半球,我们看到的月亮都是一样的。
那么问题来了,我们怎样才能知晓月亮背面的模样呢?答案很简单又非常难,就是得想办法飞到它的背面。
三、探索月球背面:从首次拍摄到全面探测1959年,苏联的探月卫星率先抵达月球背面,拍摄若干照片,使我们终得契机,揭开其神秘面纱。不看不知道,一看真是令人大吃一惊,照片中的月球背面和我们早已熟悉的正面相比,差别巨大。尤为突出的是,月球背面满布着大小各异的环形山,不像正面有大片灰暗区域,其亮度也高于正面。
时光流转,美国的阿波罗计划,还有我国的嫦娥探月工程等一系列举措,众多探月卫星已环绕月球进行探测,达数十个之多。它们拍摄了大量照片,还对月球表面的地形高度、重力场、表面温度、矿物组成等进行了测量,使得我们能够更全面地了解月球的全貌。我国的嫦娥四号月球车更是直接降落在月球背面,并持续开展了三年多的探测活动,获取了海量的科学数据。
四、正面与背面的差异:多维度对比研究数据向科学界展现了月球正背面在如下几个方向的差异特点:
其一,表面高差较大。若以月球平均半径绘制一圆,其正面大部区域地形高度低于此圆,反观背面,地形线却高于该圆。
其二,颜色各异。正面色调暗沉,大片灰暗区域名曰月海;背面整体色彩偏浅,二者对比鲜明,产生很大的反差。
其三,岩石的类别以及矿物的构成有所不同。这种差异体现在多个方面,是地质研究中不可忽视的重要因素。这种差异体现在多个方面,或质地,或成分的构成,从而形成了岩石性质的不同。背面基本上是由颜色较浅、富含斜长石的岩石组成,而正面那些灰暗色区域则是由暗色的玄武岩构成。
其四,两面撞击坑的数量和密度差异明显。背面的撞击坑数量明显更多,但背面尤其是月海区域,在那里没有什么撞击坑可被研究。
其五,正面和背面的火山活动,展现出极为显著的差别。这种差异在诸多方面得以体现。这种差异甚是显著,不管是活动强度,还是喷发形式,皆迥然不同,存在着明显的差别。正面玄武岩由火山喷发造就,月球正面火山岩常见,然而其背面的火山活动却极为稀少。
其六,两边的月壳厚度差异大。月壳恰似地球的地壳,月球正面的月壳显著薄于背面,其厚度差异令人惊奇。
以上六点是目前已经被证实的二者之间最显著的差异。但正因为知道了差异,所以科学界对差异形成原因产生了很大的疑问。
五、差异溯源:月球形成与演化假说为解开困惑,世界各地的科学家们都展开了长期研究。在这个问题上,一些科学家们得到一个共识。他们认为约45亿年前,地球曾遭逢与火星规模近似天体的撞击,由此产生的碎片,最终凝聚成为了月球。
月球刚刚形成的时候,温度非常高,或许曾被数百千米深的岩浆洋所覆盖。之后月球冷却,岩浆结晶形成矿物,密度大的矿物下沉、密度小的上浮,月壳逐渐形成,过程中地月系统可能出现潮汐锁定,导致月球两侧引力不同,使月壳厚度不同。
然而科学界很多人士对这个观点并非百分百认可。部分学者认为是月球大型撞击事件破坏其结构,影响了两面火山活动强度,这与月壳厚度差异有关。月球正面月壳较薄,深部岩浆易破茧而出,形成众多火山岩;而背面月壳厚实,深部岩浆难以喷薄,以致火山活动稀少。
六、关于月球保护作用的探讨:科学分析另外还有两个争议性较大的话题。一是月球背面撞击坑较多,是否意味着月球替地球阻挡了很多次撞击,或者说月球对地球起到了保护作用呢?这种看法是没有什么根据的,因为月球正面的撞击坑并非都比背面少,在同期形成的地质单元上,撞击坑的密度并没有明显差异,只是那些被火山岩覆盖的月海区域撞击坑较少,这是因为它们形成时间较晚,没有参与早期的撞击事件。并且月球的正面和背面均存有大型的撞击盆地,这些盆地是月球漫长岁月中所经历的重大撞击事件的见证。这种分布态势,彰显了月球所历经的繁杂且独有的演化进程。二是从二者的大小和地月系统的相对运动特征来看,月球直径仅有3400多千米,约为地球的四分之一,而地月之间的平均距离有38万多千米。陨石可能从各个方向袭来,从这个角度看,二者很难相互保护,即使有保护作用,也非常有限。
七、对月球背面认知的现状:仍需探索最后我们务必着重强调一个不容小觑的事实,那就是相较于月球正面,我们对月球背面的认知程度简直如同沧海一粟般匮乏。月球正面在人类长期的观测、探索中,已经逐渐褪去了部分神秘的面纱。无论是历经无数次借天文望远镜观测,还是在引人注目的载人航天及无人探测任务中,我们对月球正面的地形地貌、地质构成等皆有了一定认知。
但月球背面仍宛如一座神秘的孤岛,隐匿于黑暗之中,其神秘面纱未曾被完全揭开。当下所拥有的数据,于全面认知月球背面而言,不过是冰山微末之角。这些信息还是较为有限的,可探索的方面依旧有很多地方。我们对于月球背面的地质演化历程、内部结构特点、资源分布情况等关键信息依旧知之甚少。在广袤的宇宙探索征程中,月球背面的未知领域宛如一片亟待开垦的处女地,呼唤着我们投入更多的精力与智慧去揭开它神秘的面纱,这是我们探索宇宙奥秘道路上一项极具挑战性和意义非凡的任务。