月球是如何形成的？太阳系最大撞击坑内，隐藏着不为人知的秘密

自从人类出现于地球的那一天开始，月球就高高地悬挂在夜空中，几乎从不失约。历史上无数人曾经好奇月球到底是如何形成的，直到今天也仍然没有答案。

目前来说，关于月球的形成，科学家们普遍认为来自于一次行星撞击事件。大约45亿年前，一颗和火星差不多大的行星撞上了原始地球，形成了新的地球，同时大量的物质被溅射到太空之中，形成了月球。

即便如此，我们也忍不住要问一句：然后呢？在月球形成之后，它经历过怎样的演化过程呢？

最近，在太阳系最大撞击坑之一的月球南极-艾特肯盆地中，科学家们发现了此前从没有注意到的秘密，或许可以解开人们的疑惑。

南极-艾特肯盆地是太阳系最巨大的撞击结构之一，其直径达到了2500公里，要知道，月球的直径也不过是3476公里。这里的落差也非常惊人，深度达到了13公里，如果和盆地最高点相比的话，落差甚至有16.1公里，几乎可以放下两座珠穆朗玛峰。

科学家的研究表明，南极-艾特肯盆地形成于一次恐怖的撞击。我们的太阳系形成于大约46亿年前，地球则是45亿年前出现的，月球也是在此后不久形成，而这一次撞击出现在太阳系及其天体都非常年轻的时期，那就是距今43亿年前。那个时候，尚处于幼年的月球还比较温暖，而且可塑性比较强。在撞击的过程中，地表以下大量的物质被溅起到高空之中。

我们知道，月球只有一面朝向地球，而南极-艾特肯盆地大部分都位于背向地球的一侧，因此对它的研究始终并不太容易。最近，NASA的科学家们利用计算机模拟的方式对那一次恐怖的撞击进行了分析，取得了一些新的发现。

月球的正面和背面不仅仅体现在朝向上，二者之间的地质学差异也是非常惊人的。在月球朝向地球的正面，我们可以看到大量的黑色斑点，这些就是较大面积的月海，普遍来自于远古火山活动形成的由大量深色玄武岩构成的巨大平原。相反的，月球背面没有这么丰富的玄武岩，而是星罗棋布着无数小陨石坑，那里的月壳比正面更厚，二者的成分也大相径庭。

在所有这些成分中，有一种引起了科学家的注意，那就是发射性元素钍。研究表明，月球正面的钍比背面多，这通常也只是被看作是月球双面差异的一个普通佐证。而NASA戈达德太空飞行中心的行星地质学家Daniel Moriarty认为，钍元素的分布差异绝不是这么简单的事，它很可能与43亿年前的那次撞击有关。

目前的研究认为，月球上钍的沉积主要发生在44-45亿年前，那时候月球表面岩浆到处流淌，形成了岩浆海洋。在这种情况下，密度较大的物质逐渐下沉，而轻的元素则浮到表面。然后月球逐渐冷却，那些轻元素就构成了月壳。钍元素比较特殊，它很难融入矿物结构中，因此留在了二者之间，等待着在漫长的岁月里继续下沉。

可惜，宇宙没有给它机会。43亿年前的那一次撞击，形成了巨大的南极-艾特肯盆地。同时，那些位于月壳下方不远的钍也被炸了出来。在这个过程中，大部分的钍被溅到月球的正面，而落在背面的相对更少，于是就有了今天我们观测到的结果。也就是说，月球正面和背面钍元素分布的不同是发生在它们下沉之前，那个时候，它们在整个月球是均匀分布的。

Moriarty等人利用计算机进行了一次这样的模拟，来了解南极-艾特肯撞击事件中飞溅物的溅起和下落模式。结果令人震惊，模拟结果中钍的分布情况和实际月球表面吻合得非常好！因此，我们有理由相信，上面的理论是正确的。

而且，南极-艾特肯撞击事件不仅溅起了大量的月表物质，撞击中释放的巨大能量还将更深处的岩石融化。从成分上分析，这与那些溅射到月表各个角落的物质完全不一样，钍的含量非常少。研究人员分析说：这意味着在撞击事件发生时，月球的上月幔分为两层，彼此之间的物质成分有所不同，并且以不同的形式暴露了出来。

撞击事件尘埃落定后，月球又经历了四十多亿年的漫长岁月。在此期间，虽然没有这么恐怖的撞击，但零星的小天体轰炸是从来没有停歇过，而早期的月球甚至也有过一些火山运动。在这个过程中，新的月球活动也将南极-艾特肯撞击事件中的溅射物掩埋，仿佛一切都没发生过。好在，研究团队已经在南极-艾特肯盆地附近发现了一些原始矿床，其中含有钍元素，这里也将是他们未来关注的重点。

研究人员表示：“这些研究成果，对于我们理解月球的形成和演化有着至关重要的意义。”

目前，我国的嫦娥四号月球探测器就在南极-艾特肯盆地中，它也在研究月球的演化历史，或许也将发现一些重要的信息。

Moriarty等人在论文中指出：“南极-艾特肯盆地的形成属于月球历史上最古老也是最重要的事件之一，它不仅深刻地影响了月幔的热力学以及化学演化进程，同时还通过喷射物以及撞击熔融的形式将这些月幔物质保留在了月球表面。随着我们逐渐步入国际化和商业化的月球开发新时期，这些月幔物质一定会看作是行星科学发展的最重要目标之一。”

我们知道，钍是一种重要的放射性元素，也是一种潜在的核燃料。如果人类未来前去开发月球，那么钍或许可以为我们提供能源，让人类就地取材，建造月球基地。同时，这样的研究可以帮助我们更好地梳理月球演化的时间线。这个困扰了人类数千年的问题，或许即将真相大白。