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藏在月球边缘的界海:得等月球“摇头”才看得清

你把望远镜对准月球东侧边缘,盯上十几分钟,会发现那里有一小片暗色区域忽隐忽现——它大部分时间藏在月球的“侧脸”后面。等月球轻轻摇一下头,这片暗斑才露出全貌。它叫界海(Mare Marginis),可你一滴水也舀不出来。

名字里带“海”,其实是凝固的石头

月海是月球表面大片深色玄武岩平原:古代火山喷出的熔岩铺开、冷却、凝固,留下深色岩层。一句话说,它不是水,是石头。你可以把月球想成一张刚出锅的烙饼,正面被浇了几勺深色糖浆,摊平、凉透,就成了月海。

界海就是其中一勺,只是浇在了饼的最外圈。它位于月球正面东边缘,坐标约北纬13度、东经86度,正好卡在正面玄武岩区和背面高地的交界带上。19世纪的天文学家给它取名“Marginis”,拉丁语里就是“边缘、边界”的意思。

它为什么总躲在边上

月球被地球潮汐锁定,自转一圈和绕地球一圈用时相同,所以总是同一面朝着我们。但“总是”并不绝对:月球轨道是椭圆,运行快慢不均,加上轨道面有倾角,从地球上看,它会有周期性的轻微“摇头”——左右各约8度,上下各约7度。这个现象叫天平动(libration,月球朝向的周期性摆动)。

打个比方:你隔着一扇缓慢转动的旋转门看橱窗,正面的东西一直能看到,侧面的东西要等门转到某个角度才露出来。界海就在那个“侧面”上,得等月球摇到位,才给你看个完整。

用几个数字掂掂它

界海的直径约420公里,差不多是北京到济南的直线距离。面积估计在6万平方公里上下,和宁夏差不多大。这个尺寸不算小,但和雨海(直径约1145公里)相比,只能算个小兄弟。

更特别的是它的“厚度”。月球正面的大型月海,玄武岩层往往有几公里厚;而多项重力与地形反演研究估计,界海的熔岩层只有一到两公里,薄得像月饼边缘那层糖霜。有人算过,把三座广州塔(各约600米)叠起来,差不多就是这个深度。

薄,说明当年这里的岩浆供给不算充裕。可它究竟为什么薄——是源头本身就少,还是后来的撞击溅射物把表面盖住,让它显得浅?目前尚无定论。

一团说不清的磁场

界海附近还有一件让研究者惦记的事:这一带的月面存在较强的磁异常(局部磁场增强区)。月球今天没有全球磁场,但这些像磁疤痕一样的区域还留着。一种假说是,远古撞击把周围物质电离成等离子体,在瞬间磁场里被“印”了下来;另一种假说认为,它们来自月球早期发电机磁化了的壳层。两种说法都还缺关键证据,目前尚无定论。

也正因为如此,界海成了研究月球表面与空间环境如何互相改造的一个样本。它安静、暗淡,却记录着几十亿年前的挤压与灼烧。

回到那台望远镜

现在你再把望远镜对准月球东边缘,等那几分钟的“摇头”。暗色的界海会从侧影里慢慢转出来,像一扇门后藏着的旧房间。它没有波浪,没有潮声,只有冷却了很久的石头,和一层薄得让人意外的熔岩。

而在它更外侧,月球背面还有大片从未被玄武岩覆盖的高地。为什么正面“糖浆”多、背面几乎空白?这个持续了几十年的问题,至今仍没有一个让所有人信服的答案。

延伸阅读

  • 《月背征途》,中国探月工程团队著,北京科学技术出版社,2020年
  • 纪录片《阿波罗11号》(Apollo 11),2019年
  • NASA月球勘测轨道飞行器(LRO)任务页:nasa.gov/LRO
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文章名称:藏在月球边缘的界海:得等月球“摇头”才看得清
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