围绕月球起源展开的各种讨论

　　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 Transac?tions 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。
　　
　　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。