與地球遙遙相望 45 億年的月球，是如何誕生的？

為了解釋月球的起源，讓我們先從一個氣象學(xué)家的故事講起。他就是德國氣象學(xué)家阿爾弗雷德?魏格納。

1910 年的一天，魏格納由于一場大病而住進(jìn)了醫(yī)院。那個年代可沒有電視、計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)，窮極無聊的魏格納只好看他病房墻上的一張世界地圖來打發(fā)時間。

他仔細(xì)研究了這張世界地圖以后，魏格納發(fā)現(xiàn)了一件非常詭異的事：非洲西部的海岸線與南美洲東部的海岸線非常吻合；換言之，非洲和南美洲就像是一塊大陸被硬生生地從中間撕開。隨后，他注意到更多的大陸也能像拼圖般拼合在一起。

出院以后，魏格納又得知了一件怪事：在非洲和南美洲都發(fā)現(xiàn)了一種古代爬行動物的化石，也就是所謂的中龍。據(jù)科學(xué)家推斷，中龍只能在淡水中生活，而不能生活在海水中。那么，它為什么能橫渡數(shù)千千米的大西洋呢？

為了解釋這些詭異的現(xiàn)象，1912 年，魏格納提出了一個堪稱石破天驚的理論，那就是著名的大陸漂移說。大陸漂移說認(rèn)為，地球上所有大陸原本是一塊完整的大陸，被稱為泛大陸；后來泛大陸分裂成了好幾塊，然后在地球自轉(zhuǎn)的作用下漂移到了現(xiàn)在的位置。這樣一來，非洲和南美洲的海岸線重合，以及這兩個地方都發(fā)現(xiàn)中龍化石的問題，就迎刃而解了。

在科學(xué)史上，這是一個非常罕見的情況。一個氣象學(xué)家，提出了一個地質(zhì)學(xué)理論，來解釋一個古生物學(xué)的問題。從某種意義上講，這有點(diǎn)像是一個沒有醫(yī)師執(zhí)照的人在非法行醫(yī)。所以在長達(dá) 40 年的時間里，魏格納一直被當(dāng)成是一個民科，受到了地質(zhì)學(xué)界和古生物學(xué)界的群嘲。

比如說，耶魯大學(xué)古生物教授查理?舒克特就宣稱：“一個門外漢把他掌握的事實(shí)從一個學(xué)科移植到另一個學(xué)科，顯然不會獲得正確的結(jié)果?！倍▏刭|(zhì)勘探局局長特邁也斷言：“魏格納的理論僅僅是一個漂亮的夢，當(dāng)人們擁抱它時得到的只是一堆泡沫和一縷青煙?！?/p>

當(dāng)然，在長達(dá) 40 年的鋪天蓋地的攻擊和嘲笑聲中，也有人支持魏格納的理論，其中就包括哈佛大學(xué)地質(zhì)學(xué)教授。

戴利是地質(zhì)學(xué)界的大拿。他于 1912 年成為哈佛大學(xué)地理系的第一任系主任，并于 1932 年當(dāng)選為美國地質(zhì)學(xué)會的會長。雖然戴利也曾在公開場合管魏格納叫“門外漢”，他還是覺得“門外漢”提出的大陸漂移說很有道理。

不止如此，戴利還嘗試解決大陸漂移說最受人詬病的一個問題：為什么泛大陸會突然分裂成好幾塊？為此，在 20 世紀(jì) 40 年代，戴利提出了一個更加驚世駭俗的理論：泛大陸是被一顆巨大的小行星給撞碎的。

戴利認(rèn)為，在很久以前，一顆巨大的小行星撞上了地球，把泛大陸撞成了好幾塊。此外，這次劇烈的碰撞也把地球表面（即地殼）的大量物質(zhì)都撞到了太空中；這些物質(zhì)后來重新聚合在一起，就形成了我們今天看到的月球。這就是月球起源的“撞擊說”。

類似于大陸漂移說的遭遇，戴利的“撞擊說”同樣在天文學(xué)界被罵得狗血噴頭。

在戴利提出“撞擊說”之前，天文學(xué)界對于月球的起源，主要有兩派觀點(diǎn)。一派觀點(diǎn)認(rèn)為，月球與地球原本是同一團(tuán)星云，由于受引力的作用而發(fā)生塌縮，然后分裂開來并分別形成月球和地球，這就是月球起源的“同源說”。另一派觀點(diǎn)認(rèn)為，月球原本是一個路過的天體，被地球的引力所捕獲，然后變成一顆衛(wèi)星并繞著地球旋轉(zhuǎn)，這就是月球起源的“俘獲說”。很長一段時間，這兩派人都爭吵不休。不過，他們也達(dá)成了一個共識：都強(qiáng)烈鄙視戴利提出的“撞擊說”。

當(dāng)然，到底哪種月球起源理論是正確的，還是要靠實(shí)驗(yàn)和觀測來檢驗(yàn)。事實(shí)上，這三種理論能給出三個截然不同的預(yù)言。

“同源說”認(rèn)為，月球和地球是由同一團(tuán)星云塌縮而成，因此月球上的物質(zhì)應(yīng)該與地球上的物質(zhì)完全相同。

“俘獲說”認(rèn)為，月球是一個外來的被地球引力捕獲的天體，因此月球上的物質(zhì)應(yīng)該與地球上的物質(zhì)完全不同。

而“撞擊說”認(rèn)為，月球是由被小行星撞飛的地球地殼的物質(zhì)重新聚合而成，因此月球上的物質(zhì)應(yīng)該與地球地殼的物質(zhì)完全相同。換言之，如果能帶回月球上的物質(zhì)，并把它們與地球上的物質(zhì)進(jìn)行對比，就可以判斷到底哪種月球起源理論是正確的。

從 1969 年 7 月至 1972 年 12 月，阿波羅計(jì)劃共把 12 名宇航員送上了月球。這些宇航員從月球上帶回了大量的月球巖石樣本。通過分析這些月球巖石樣本，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這些巖石樣本的化學(xué)成分與地球地殼的物質(zhì)完全相同。這樣一來，在被嘲笑了 30 年之后，戴利的“撞擊說”終于笑到了最后。

下面，我再以現(xiàn)代的眼光，詳細(xì)地描述一下月球形成的全過程。大概在 45 億年前，有一個火星大小、被稱為“忒伊亞”（希臘神話中的一名泰坦，也是月球女神的母親）的天體，撞上了被稱為“蓋亞”（希臘神話中的大地女神，也是眾神之母）的原來的地球。這次劇烈的撞擊讓“忒伊亞”和“蓋亞”融合在了一起，從而形成了今天的地球。與此同時，這次撞擊也把“蓋亞”表面大量的物質(zhì)撞到了太空中，形成了一個繞地球旋轉(zhuǎn)的圓環(huán)；隨著時間的推移，這個圓環(huán)中的物質(zhì)重新聚合在一起，從而形成了今天的月球。

我來做個總結(jié)。1912 年，魏格納提出了著名的大陸漂移說。大陸漂移說認(rèn)為，地球上所有大陸原本是一塊完整的泛大陸，后來泛大陸分裂成了好幾塊，然后又漂移到了現(xiàn)在的位置。

為了解釋泛大陸為什么會分裂，戴利提出地球曾經(jīng)遭遇一個巨大天體的撞擊。這次碰撞把地球地殼的大量物質(zhì)撞到了太空中；這些物質(zhì)后來重新聚合在一起，就形成了今天的月球。這就是月球起源的“撞擊說”。后來科學(xué)家通過分析阿波羅登月計(jì)劃帶回來的月球巖石樣本，證明了“撞擊說”的理論預(yù)言與實(shí)際觀測吻合。這也讓被學(xué)術(shù)界嘲笑了 30 年的“撞擊說”笑到了最后。

本文來自微信公眾號：原點(diǎn)閱讀 （ID：tupydread），作者：王爽，編輯：張潤昕

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