月亮的地質

趣味科學﹕月亮背後　16/12/2004　
香港大學理學院地球科學系陳龍生博士

【明報】大家可能已經知道，我們每晚看到的月亮，總是月球的同一面，我們在地球是不可能看到月球的背面。由於月亮和地球是處於一種引力鎖定狀態（gravitational lock），月亮的自轉周期和它環繞地球運轉的周期相等，使月球永遠以同一面向地球。

在月亮表面望上天空，地球也是永遠處於同一位置。因為在地球看不見月亮的背面，人類要到拓展太空研究、利用繞月衛星測探月球之後，才開始知道月球背面的地質和形貌。 

要認識月球的地質形貌，首先要由月球的表面結構談起。月球表面光亮的地方和黑暗的地方，原來是由不同的岩石所構成。 

光亮的地方是年齡較老的高地（terrae），高地的主要岩石是淺色的斜長岩（anorthosite），岩石的礦物成分是以鈣斜長石（calcic plagioclase）為主。而陰暗的地區是年齡較新、黯深色的玄武岩（basalt）組成的盆地（maria）。這些盆地的形成，大抵是在距今30-38億年前，由於月球地殼內部的礦物放射性活動過度強烈，使岩石熔化成熔岩，流出地表成為玄武岩。 

月球背著地球一邊的地質形貌，和對著地球的一邊很不同。遠離地球的一邊，並沒有廣泛的玄武岩盆地。大部分地區都是滿佈外太空隕石撞擊所造成的弧坑（craters）。

對於月亮兩邊為什麼有不同的地貌，科學家提出了兩種解釋。第一種可能是，月球背著地球一邊的地殼厚度比面向地球一邊較薄，所以玄武岩熔岩能夠較容易流出地面。第二種可能是，月球兩面地殼底部的放射礦物含量有基本差異。面向地球的一邊，可能放射礦物含量較高，熔岩的形成較快。而背地球的一邊，放射礦物含量低，地殼內部溫度也較低，熔岩活動不如向地球一邊強烈，從而做成月球兩邊形貌和地質的差異。