大家是否聽說過，月球始終以同一面對着地球，而另一面則長期背向我們。事實上，月球正面與背面的地質結構存在顯著差異。為什麼會有這種現象呢？去年嫦娥六號從月球背面採集的部分土壤樣本，或許為這個問題提供了部分解答。
早在1960年代，人類太空船已成功環繞月球飛行。當時我們便已察覺，月球正反兩面的不一致：透過重力測量發現，靠近地球一側的月球地殼厚度僅為背面地殼的一半。
此外，「月海」在月球表面的分布亦不均衡—所謂月海，是我們仰望夜空時在月面上所見的暗色區域。在月球的環境中，月海並無水分存在，它們實為過去數十億年間火山活動所形成的凝固熔岩。這些熔岩的反照率較低，因此看起來較為暗淡。值得注意的是，約九成的月海都集中在月球面向地球的一側。
月球正面還存在一些富含鉀、鈾、釷等放射性元素的區域。例如，月球地殼中超過四成的釷元素，集中分布於僅佔地殼體積一成的區域中。這些元素在釋放輻射的同時也會產生熱能，因此至今月球正面仍較背面溫暖。
巨大撞擊致放射元素遷移
去年，嫦娥六號登陸於月球背面的阿波羅環形山，旨在採集岩石樣本以協助解釋月表兩側的差異。該環形山是由隕石撞擊形成的坑洞，直徑達五百公里；它本身更是更大的南極—艾特肯盆地的一部分。該盆地直徑長達二千五百公里，是太陽系中最大的撞擊坑之一。造成如此巨大撞擊坑的衝擊事件，強度足以熔化數百公里深的月球岩石，並將大量物質拋射至月表。因此科學家推測，這一盆地可能與月球正反面不對稱的形成有關。
研究團隊其後分析了嫦娥六號所採集樣本的化學成分，以追溯其來源。他們特別關注鍶（strontium）-87同位素—該同位素為放射性元素銣（rubidium）-87衰變的產物，而其衰變速率已被準確掌握。
另一項研究已推定這些岩石樣本形成於二十八億年前月球的火山活動。基於樣本的年齡、現有鍶-87含量及已知衰變速率，可反推形成之初銣-87的含量。結果顯示，這些樣本形成時所含的銣-87極低，符合月球背面的典型特徵。
這可能是由於當年形成南極—艾特肯盆地的巨大撞擊，將如銣-87等元素熔化並遷移至其他區域，從而導致月球兩側組成出現差異。
小結
總結而言，月球雖離我們很近，仍存在許多未解之謎。這也反映出未來執行更多月球任務、採集更多實體樣本的重要性。而對月球的深入認識，也將有助於我們理解火星、水星、金星等類地行星的演化歷史。
●杜子航 教育工作者
早年學習理工科目，一直致力推動科學教育與科普工作，近年開始關注電腦發展對社會的影響。
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