說(shuō)起月球，每個(gè)人都有一籮筐與她相關(guān)的故事。她陪伴我們走過(guò)無(wú)數(shù)條小夜路，出現(xiàn)在幾乎每一個(gè)睡前故事里，裝點(diǎn)過(guò)千千萬(wàn)萬(wàn)人的夢(mèng)境。她名副其實(shí)是我們最熟悉的地外天體了，也是我們?nèi)祟?lèi)迄今唯一踏足過(guò)的天體。
但其實(shí)，月球還藏了很多我們不知道的小秘密，比如她的身世來(lái)歷，這顆陪伴我們的美麗星球，究竟是怎么出現(xiàn)在地球身邊的呢？還有不少尚未解開(kāi)的謎團(tuán)。
阿波羅計(jì)劃帶回的月巖樣本，為月球的身世提供了決定性線索。在那之前，科學(xué)家對(duì)月球形成的原因有各種猜測(cè)。
當(dāng)時(shí)盛行的理論主要有“同源說(shuō)”“分裂說(shuō)”和“捕獲說(shuō)”三種：“同源說(shuō)”認(rèn)為月球和地球一起在太陽(yáng)系的“原行星盤(pán)”中形成，“分裂說(shuō)”認(rèn)為月球是地球因?yàn)樾纬稍缙谧赞D(zhuǎn)速度太快而“甩出去”的一部分，“捕獲說(shuō)”則認(rèn)為月球是被地球引力捕捉到的天體。上個(gè)世紀(jì)中期，老科普書(shū)里常?？吹皆虑蚴堑厍虻?/font>“姐妹”或者“女兒”這樣的比喻，就是“同源說(shuō)”和“分裂說(shuō)”圖景下的描述。這些猜想說(shuō)起來(lái)頭頭是道，但都停留在邏輯推論的層面上，缺乏實(shí)際的證據(jù)支持。
直到阿波羅計(jì)劃從月球表面帶回了樣本，其中包括黑色的月海玄武巖、淺色的斜長(zhǎng)巖、被隕石撞擊而糾結(jié)變形的角礫巖，還有帶著綠色、橙色和黃色調(diào)的火山玻璃，人們才眉頭一皺，發(fā)現(xiàn)事情并不簡(jiǎn)單。
首先是月球太“干”了。在地球巖石里常見(jiàn)的那些容易揮發(fā)的物質(zhì)，當(dāng)然包括水，在月球巖石里都找不到蹤跡；然后是月球的鐵含量比起地球來(lái)太低；但更說(shuō)明問(wèn)題的是：
這些巖石中，能夠代表古老月殼的那些最古老的巖石，都實(shí)在太輕了。
這其中，阿波羅15號(hào)帶回來(lái)的一塊斜長(zhǎng)石是人類(lèi)找到的太陽(yáng)系內(nèi)最古老的巖石之一，年齡超過(guò)了40億歲，因?yàn)樗绊懥撕髞?lái)人們對(duì)月球起源的認(rèn)識(shí)，又被稱為“起源石”。
起源石是來(lái)自雨海東部邊緣的一塊斜長(zhǎng)石，是古老月殼的一部分。組成這種巖石的化學(xué)元素主要是鈉、鋁、鈣、硅和氧，幾乎完全沒(méi)有重元素。
要形成這種輕飄飄的月殼，月球在誕生初期得有遍及全球的巖漿海洋，讓最輕的礦物浮在最上層。那么問(wèn)題來(lái)了：要讓整個(gè)月球處于這樣的狀態(tài)，需要巨大的能量，能量從哪兒來(lái)？
就只有一次巨大的撞擊了唄。
主流的“大碰撞假說(shuō)”在阿波羅計(jì)劃結(jié)束后不久被提出，描述了這樣一幅圖景：一個(gè)與火星差不多大小的原行星從側(cè)面撞擊了地球，撞擊產(chǎn)生的巨大能量將海量的硅酸鹽拋到太空中。在撞擊之前，地球和這顆原行星都已經(jīng)完成了內(nèi)部的分異，絕大部分鐵元素沉入了核心，所以撞擊拋出的物質(zhì)里鐵元素比較少；被拋出的部分溫度很高，所以揮發(fā)性物質(zhì)都跑掉了，再冷卻形成的，就是一個(gè)干燥、貧金屬、表面沸騰著巖漿洋的月球。
“大碰撞假說(shuō)”在上個(gè)世紀(jì)九十年代盛極一時(shí)，大家?guī)缀醵际且砸环N板上釘釘?shù)目跉庠诿枋鏊?，還給撞上地球的這顆原行星起了個(gè)同樣來(lái)自神話的名字叫“忒伊亞”，是月亮女神塞勒涅的母親。但這個(gè)假說(shuō)也有一個(gè)命門(mén)始終沒(méi)能解決，那就是：
月球巖石的同位素特征跟地球的地幔實(shí)在太像了。
按理說(shuō)，既然是有另一顆原行星跟地球相撞，兩者的外殼都被拋出來(lái)，那么月球應(yīng)該混合了一些“外來(lái)”的物質(zhì)，和地幔不至于完全一樣。而且根據(jù)計(jì)算機(jī)模擬的碰撞來(lái)看，月球的物質(zhì)大部分來(lái)自忒伊亞。但實(shí)際上，月球物質(zhì)的同位素特征卻和地球保持高度一致，代表它們有著相同的來(lái)源。這就是月球起源假說(shuō)的“同位素危機(jī)”。解釋不了這個(gè)矛盾，“大碰撞假說(shuō)”就始終只能還是假說(shuō)。
時(shí)間來(lái)到本世紀(jì)?？茖W(xué)家們展開(kāi)了應(yīng)對(duì)“同位素危機(jī)”的競(jìng)賽。有的人重新精確測(cè)量了阿波羅帶回的樣本，發(fā)現(xiàn)月球并不像原先所認(rèn)為的那么干燥，而是含有少量的水。有的人調(diào)整了碰撞模型，讓更多的地球物質(zhì)能夠被拋到空中。
有的人提出，在撞擊發(fā)生后，后來(lái)形成月球的物質(zhì)和形成地球的物質(zhì)曾經(jīng)渾然一體，巖石蒸氣在地核周?chē)纬梢粋€(gè)類(lèi)似甜甜圈形狀的構(gòu)造，后來(lái)內(nèi)側(cè)形成地球，外側(cè)形成月球。這種“連接構(gòu)造模型”或者說(shuō)“合星模型”基于對(duì)系外行星的觀測(cè)，有時(shí)候碰撞并不會(huì)產(chǎn)生包圍在行星周?chē)乃樾急P(pán)，而是形成介于行星和星盤(pán)之間的這樣一種構(gòu)造。
還有人提出，導(dǎo)致月球形成的可能不是一次由巨大原行星帶來(lái)的撞擊，而是一系列的小型撞擊，只要撞擊角度合適，就能盡可能多地濺起地球物質(zhì)，形成一顆與地幔物質(zhì)來(lái)源相同的月球，而多個(gè)小型天體混合之后也不會(huì)留下明顯的同位素痕跡。
凡此種種，還需要更多地模擬、推測(cè)，以及來(lái)自月巖樣本的更多信息。