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2017年6月27日

占飛 忽然文化

月球神秘另一面

月球是距離地球最近的衞星,但關於月球背面的謎團仍有不少尚未解開,據傳英國物理學家霍金(Stephen Hawking)早前警告人類切勿再嘗試登月,曾高踞微博熱門搜尋,此條由BBC全球探秘訊息聲稱,科學家推測月球背面有外星人,但霍金否認此言,媒體就相繼闢謠。

神秘的月球背面遂引起世人關注,既然霍金沒說過月球背面有外星人,那究竟有什麼呢?世人何以一直對月球背面總有猜測呢?在沒有月球探測器之前,月球背面一直為一個未知世界,眾所周知,月球乃地球唯一衞星,正面與背面因距離地球的遠近不同,故受到的引力亦不相同,而月球背面離地球較遠,所受到的地球引力與面向地球,就要較月球正面小得多了。

背面探測

月球自轉周期與繞地球公轉周期並不相等,月球同一部位所受到的地球引力會隨時間而有所變化,那就導致月球不同岩層之間發生摩擦,摩擦力逐小漸漸減慢月球自轉速度,最終令月球自轉周期恰好等同於繞地球公轉周期;亦即月球被地球的引力潮汐所鎖定,此所以從地球上觀看月球,永遠只看到月球一面──從地球上可觀測到月球表面的59%。

雖然在地球上只見到月球的一面,人類也不曾登陸過月球背面,但科學家並不缺乏月球背面的探測數據──歷來月球探測儀曾攝下月背照片,前蘇聯1959年發射的月球3號探測器飛越月球時,首次拍到月球背面的圖像;而上世紀六十至七十年代,美國及蘇聯的月球探測器多次攝得月球背面圖像,阿波羅8號太空人及其後登月的太空人俱航向月球背面。

當月球3號探測器首次拍下月背圖像後,科學家本預期看到暗區和亮斑,但出乎意料,正面與反面看來完全不同:正面地形平坦而「月海」(Lunar Maria)居多,背面則顏色較亮而月陸居多,撞擊坑分布密度亦比正面為高,地形更崎嶇;「月海」指月球呈大片顏色較深的黑斑區域,為寬廣的平原,並無水源;難怪夏韶聲從此就將外星人傳說轉向月球研究了。

黑斑區域對太陽光的反射較弱,恰似地球上的海洋,約佔月表面積17%;月球共有22個「月海」,其中19個分布在正面,當中包括雨海、靜海、雲海、冷海、風暴洋等,約佔正面半球一半面積;月球背面則只有3個「月海」:東海、莫斯科海及智海。

科學家提出月球正面與背面差異明顯,正好跟月球的起源與演化有關,大碰撞假說乃解釋月球形成的主流說法:在45億年前,一顆名為忒伊亞(Theia)的行星撞擊地球,地球外部數層及忒伊亞大量碎片在地球軌道上聚集,最終就形成月球了。

2個月亮

月球形成後其軌道向地球逼近,約39億年前,當月球運行到地球附近時,由於潮汐的相互作用,地球與月球正面均有一部分被引力撕裂、粉碎甚至蒸發,大量被撕裂的碎塊又返回月球正面撞擊月表,在月球正面形成大面積「月海」盆地,而月球背面幾乎不受影響。

亦有研究表明,其時月球的正反兩面俱受撞擊,由於月球正面較溫暖柔軟,形成規模龐大的玄武岩熔岩流,填補撞擊坑,從而造成「月海」盆地;更有科學家提出大膽推測,認為忒伊亞星的撞擊可能形成2個月亮,月亮雙生也許就能解釋月球2面相異的成因了;據此一說法,45億年前空中有2個月亮,小的在大的後面,且距離愈來愈近,最終小月亮從後抱住大月亮而黏在一起,遂形成一層更厚的月殼。

然而,美國賓夕法尼亞州立大學的天體物理學家對此倒有不同說法:大碰撞後,地球與月球俱非常熾熱,月球比地球小,冷卻得也快,地球與月球被潮汐鎖定,所以溫度逾攝氏2500度的地球會向月球正面輻射熱量,令月球面向地球的另一面保持熔融狀態,而遠離地球的背面則緩慢降溫,月球背面與正面就出現溫差,當月球背面的岩石蒸氣冷卻之時,所釋出的結晶為鋁元素與鈣元素。

經歷數千年乃至數百萬年之後,此等元素與月幔中的矽酸鹽結合,形成斜長石,最終轉移到表層之上,從而組成月殼,而月球背面的礦物含量更高,此所以月殼就變得更厚了。

撰文 : 占飛

 

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