数个世纪以来，与月球相关的研究 一直是令人沉迷的科学议题。可以认 为，现代天文学的启蒙从伽利略的观测 发现开始，这项令人惊奇的发现表明月 球并不平滑。按照人们先前的想法，月 亮应当是天空中的完美球体，相反的，月 亮表面就像地球那样，具有不规则的外 貌特征。阿波罗号登月成功，开创了人 类认识月球的新纪元，针对月球进行的 科学研究正处于一个令人兴奋的发展阶 段。用于阐明月球起源的2个关键信息 的研究数据越来越全面，首先是新的动 力学模型，这些模型不仅基于有效的计 算机代码，更基于对冲积层基础参数的 探索；其次是对月球和陆地样本中一些 特定元素进行的同位测定，这些测定的 精密度也已今非昔比。

“探索月球起源的挑战和展望”专题 （图1）发 表 在Philosophical Transactions of the Royal Society A 2014年 372卷2024期，由David J. Stevenson 和Alex N. Halliday整理编辑，包含1篇 前言文章，2篇讨论性文章，7篇综述文 章，9篇研究论文。本期英国皇家学会推 介栏目从中选取4篇文章为读者介绍围 绕月球起源展开的各种讨论。http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/372/2024.toc

图1 探索月球起源的挑战和展望

月球同位素问题研究

普渡大学的Melosh在文中提到，近 期关于地球和月球同位素成分的比较表 明，不同于太阳系中人们所知的其他天 体，月球——这颗地球的卫星，与地球几 乎具有相同的每一个同位素体系。然 而，月球的化学成分却与地球不同，主要 表现为较低含量的挥发物和可能较高的 铁离子丰度。这些令人吃惊的结果，无 法用当前关于月球起源的主流模型来轻 易地解释，如果针对这一现象人们可以 进行正确解读，有可能将提供一条关于 月球形成的重要线索。目前对同位素类 似结果的解释，有假说认为存在一个与 地球同位素成分相同的撞击块，也有人 认为存在一个纯冰的撞击块，在撞击后 完全汽化。近期的一些假说遵循一个推 论，即地球-月球系统在早期的共振作用 中损失了大量的角动量。同位素相似的 结果，可能成为当前检验有关月球起源 任何理论的试金石。

通过月球样本研究来理解月球 含水的起源和进化

英国开放大学兼自然历史博物馆学 者Anand和Barnes等通过近期使用现 代化仪器对月球采回样本进行的持续分 析，使得对月球内部含水问题的认识发 生了范式化的转移。近期对月球样本的 研究发现月球内部含水，最近在月球科 学领域另一个令人兴奋的发现莫过于在 月球表面确切发现有水或水冻冰存在的 证据，这些证据由环月探测器探测发 现。综合考虑，采回样本和环月探测器 的探测结果表明，月球正如人们之前所 想象的那样，并非一个无水的天体。新的 观察和测定结果支持了月球内部可能含 水及月球表面清晰水库的存在。此外，结 合月球样本中水量丰度和氢同位素成分 综合分析，有助于追踪和阐明月球水库形 成的相关过程和来源。一系列的来源都 有可能对月球水库的形成起到贡献，包括 月球原初的含水、来源于陨石的水冻冰及 太阳风的氢与月球土壤形成的水。近期 这些研究中有2个最突出的发现，月球内 部至少有一部分的水富含量可与地球上 的洋中脊玄武岩源区相当，地球和月球 的水可能拥有同一个来源。

探索月球：打开太阳系内部的 一扇窗

伦敦大学的Crawford和曼彻斯特大 学的Joy认为，月球的地质学记录包含了 太阳系内部历史的大量档案，包括理解 地球-月球体系起源和进化的信息、岩态 星球的地质学进化及局部宇宙环境。在 文章中，他们提供了迄今为止探索月球 的一个简要综述，并描述了未来的探索 将如何在理解月球、地-月体系乃至太阳 系上作出进一步的努力。文章认为，未 来研究的进步需要有更多来自于月球表 面采集回来的样本，并使用更新的科学 仪器对其进行分析。有一些科学目标可 以通过机器达成，如原位的地球化学和 地质物理学测定，及完好地返回目标样 本的任务。然而，从更长期来说，月球科 学将极大受益于更新换代的月球表面的 人工操作技术，如近期“全球探索路线 图”的实施。

岩浆海洋冻结过程中月球地幔 是收缩亦或是扩张？

卡耐基华盛顿研究所Elkins-Tanton 和耶鲁大学的Bercovici的研究探讨了月 球地幔的多种行为。月球收缩功能的缺 乏通常用于论证月球经历的低温时期有 限，认为月球具有相对低温的初始状态。 早期的低温状态，进一步限制了月球岩浆 海洋的深度。然而，最近的GRAIL重力测 量表明，岩脉侵位于下地壳，这需要整个 星球范围内的月球扩张。从岩浆海洋的 状态开始，作者表明月球岩浆海洋的固化 最有可能导致早期月球地壳的扩张，并且 地壳的黏稠松弛会使收缩或膨胀这样的 早期构造特征无法得到永久记录。引起 这些由岩脉记录下来的扩张，最有可能的 进程，是新固化月球地幔在累积覆盖过程 中的融化。

（田恬 编译）