YNC自然與文化
《中國國家地理》雜誌2018年第12期授權轉載
撞痕累累的地球衛士
—— 近看月球上數以萬計的撞擊坑
我國探月工程 「嫦娥四號」
探測器預期將降落在月球南極附近的艾肯盆地，並開展巡視探測。這是人類首次在月球背面著陸，也將是中國航天事業的又一個里程碑。人類探索月球背面具有重大的科學意義。這裡的電磁環境非常乾淨，是天文學家夢寐以求的理想場所，可以開展空間科學領域最前沿的低頻射電天文觀測。同時，利用月球背面艾肯盆地保存的最古老月殼岩石的獨特條件開展地質特徵調查，有望在國際上首次建立綜合地質剖面和演化模型，獲得對月球早期演化歷史的新認知……由於「嫦娥四號」的著陸點位於月球背面的一個撞擊坑裡，所以，我們特別策劃了一組文章，以月球上的「撞擊坑」為切入點，與讀者一起走進
「廣寒宮」。
月球，人們叫它「月亮」，也有人願意叫它「玄兔」，仿佛這樣的它會更帶一絲神秘與浪漫。它被地球吸引，圍繞著地球奔跑。直徑約為地球四分之一的它，和地球相比顯得略微渺小，然而，就是這樣嬌小的月球卻承載了大量的撞擊，形成了數以萬計的撞擊坑。
幼時的我常常喜歡在夏天的夜晚，坐在槐樹下，仰望高懸空中的那輪明月。看它圓，看它缺，我的心情也會隨之喜，隨之悲。後來，我開始漸漸懂得，月球上沒有名曰「廣寒」的宮殿，裡面也沒有一個懷抱玉兔的仙子痴痴等待，吳剛折桂、嫦娥奔月都是神話中的故事。長大後，我開始懂得「阿波羅」登月，開始隨著一次次深空探索計劃的實施深入了解月球，試圖和奔月的「嫦娥」一起，探索它的奧秘。
「嫦娥 」奔月之地
科學意義重大
馮·卡門坑和克雷蒂安坑是 「嫦娥四號」 著陸區的主區和備區，它們位於月球背面、南極附近的艾肯盆地（下圖）。本圖的視角是從月球南極點上空從南往北看。對這些撞擊坑的深入研究將有助於認識月球深部物質組成以及月球早期演化歷史，並為揭示月球正面與背面地質特徵巨大差異的成因提供線索。
「嫦娥四號 」
奔月的目標 : 月球的背面
月球，清冷而美麗，古往今來承載了太多情懷，無數文人墨客為之痴迷，於是有了「 露從今夜白，月是故鄉明 」的鄉思 ，「明月出天山，蒼茫雲海間」的廣闊和 「我本將心向明月，奈何明月照溝渠」
的無奈。後來，我們慢慢知道，月亮並不會發光，它的光芒源自太陽。再後來，我們知道月球始終是圓的，只是由於相對位置的變化導致我們看到了陰晴圓缺。然而，很少有人知道，月球幾乎永遠是以同一面朝向地球的。Alexander M.E.
等學者發現月球曾經以較快的速度自轉，但是由於來自地球的引力不斷對月球產生作用力，這個力與月球的自轉方向相反，就像把月球往回拽，導致月球自轉速度不斷減慢，直到繞軸自轉的周期與繞地球的公轉周期相同。於是，現在的月球總以同一面持續面對地球，這也就是我們常說的「潮汐鎖定」。我們將月球朝向地球的一面稱為正面，而相對的另一面則稱為背面，也稱為「暗面」。然而，暗面並不意味著月球背面會永遠處於陰暗當中，事實上，它如同正面一樣會被太陽照亮。著名學者
Plait P.C.就曾發現，當月相為新月時，我們看到月球的正面是黑暗的，而月球的背面則會被太陽照亮。
伴隨著 「嫦娥四號」 探測器的發射，「嫦娥仙子」 將首次奔向月球背面，而這也將使中國成為全球首個實現月球背面著陸的國家。
月球 30 億年前就基本停止了演化
成了太空中一塊巨大的石塊
因此是太陽系演化歷史最好的記錄者
天體演化有一個特點，體積越小，冷卻越快。因此，月球上的岩漿活動早在30億年前就基本停止了，成了太空中一塊巨大的石塊。太陽系年齡是45.67億年，但最早的一段歷史記錄在地球上已基本找不到痕跡，因為都被地質構造運動抹除乾淨了。月球30億年前就基本停止了演化，因此是太陽系演化歷史最好的記錄者，包括記錄了小行星和彗星撞擊的完整歷史。
用普通的望遠鏡很容易看到月球表面的圓形坑，一些坑的四周還能看到輻射條紋，它們是小行星撞擊形成的撞擊坑。撞擊事件對月球本身的直接影響，是加入了月球之外的小天體物質，同時還形成了全月表覆蓋的、厚度為幾米到十幾米的月壤。
在未來的探月活動中，很值得關注、尋找月球上的隕石。月球上積累的小天體物質主要是30億年以前撞擊月球的小天體。它們在類型上，很可能與最近數百萬年間落到地球上的隕石並不相同。月球科學中還有一個很重要的假說，認為大約在39億年前，由於木星軌道遷移的影響，擾動了海王星之外（即柯伊柏帶）的小天體，使它們進入內太陽系區域，造成了異常強烈的撞擊，形成了大部分月海盆地，同時還帶來了大量的水。如果能在月球上發現這些小天體殘留下的隕石，顯然具有非常重大的科學價值。
月球背面的艾肯盆地為月球及太陽系
起源和演化提供重要線索
位於月球背面、南極附近的艾肯盆地，是「嫦娥四號」 的著陸區。這裡是太陽系中已知最大的撞擊坑之一，也被公認為月球上最大、最深和最古老的撞擊盆地。對它的探測或許可以為我們提供月球和太陽系起源和演化，以及早期地球形成的重要線索。
月亮她有兩張 「臉 」
與月球背面 (遠地面) 不同的是，月球正面 (近地面)
(下圖)完全像另外一張「臉」。月球背面，高地和環形山居多，地勢起伏懸殊，月陸分布面積廣。而絕大多數的月海分布在月球正面，約占半球面積的一半，月球背面只有3個面積很小的月海(莫斯科海、智海和東海，而東海的一部分還留在月球正面的邊緣上)，只占半球面積的2.5%。月球背面缺少月海，目前的一種推斷是與月球的形成有關。另外，月海之所以被稱為「海」，是因為早期的觀察者發現月面部分地區較暗，猜測該地區為海洋，因為其反光度比其他地方較低。實際上是因為其表層覆蓋了玄武岩物質。月球上最大的月海是「風暴洋」，面積達500萬平方公里，約等於9個法國的面積。
「月貌 」失去「花容 」
撞擊坑的千張面孔
「嫦娥四號」
將著陸在太陽系最大的撞擊坑裡
在月球所有的撞擊坑中，最引人注目的當屬位於背面的巨大撞擊坑撞擊盆地——南極艾肯盆地(Aitkenbasin)。艾肯盆地之大超乎我們的想像，多位學者的測量結果表明，艾肯盆地直徑約2500公里，是月球上最大的、也是太陽系中已知最大的隕石坑;它的底部是月球上海拔最低的地方，深度達到13公里。更有趣的是，月球海拔最高的地點正好就在它的東南方，二者在空間上形成了很好的對應關係，因而也有學者認為，這個區域是艾肯盆地撞擊事件所形成的隆起。
艾肯盆地以它獨特的形態吸引著眾多人的目光，它的美源自於對月球早期撞擊歷史的記錄，源自於展現的大型撞擊盆地獨特的形成過程和改造過程，也源自於它為人類探索月殼和月幔的組成所提供的重要證據。艾肯盆地的大小和深度都意味著在形成盆地的整個撞擊過程中，一些未知的奧秘將有可能被挖掘出來。
古老的艾肯盆地中大小不一的撞擊坑，有的被冠以知名學者、藝術家的名諱，有的仍在等待著屬於自己的名字。而這之中，有一個撞擊坑因「嫦娥四號」而變得與眾不同，它就是馮·卡門 (VonKármán) 撞擊坑。它是「嫦娥四號」探測器計劃的主著陸點(因發射窗口期的不同，艾肯盆地里的克雷蒂安撞擊坑為備用著陸點)，也是我們開展月球背面探索的又一起點。
馮·卡門撞擊坑中心位於44.4°S，176.2°E(月球表面上的任何位置都可以用相當於地球上的經度和緯度兩組數字指出。與地球一樣，月球的經度東西各為180°，緯度南北各90°)，直徑約為186公里，處於艾肯盆地內富鎂輝石區域。前酒海紀的馮·卡門撞擊坑，是艾肯盆地受到再次撞擊形成的。它的形態並不規則，其中，東北部區域地形退化嚴重，受後續撞擊作用及其他改造作用影響較大，最高點位於撞擊坑中央峰區。科學家認為馮·卡門撞擊坑的南部地勢最低，地形平坦，且次級撞擊坑分布很少，而馮·卡門撞擊坑北部的海拔相對較高，地形起伏較大且次級撞擊坑分布較多，但綜合坡度等多方面信息，可以認為馮·卡門撞擊坑內部地形起伏十分平緩，地質結構穩定，基本可以滿足「嫦娥四號」著陸器的著陸要求。雖然馮·卡門撞擊坑內部與「嫦娥三號」著陸區地形相近，但這裡地勢更平整、地形起伏更小、地質結構更穩定，這些信息表明這裡是理想的著陸區。克雷蒂安撞擊坑是「嫦娥四號」著陸區的備區，直徑約為98.63公里，深度約2.85公里，同樣形成於前酒海紀。
「嫦娥四號」探測器的發射，給世界又一次深入認識月球的機會，前所未有的數據採集將給地月系統的研究帶來更多的可能。也許，在不久的將來，我們就可以知道月球上月幔、月殼到底是由什麼物質組成的，月球是否曾經發生過倒轉;就可以回答為什麼月球上撞擊坑的數量會遠遠大於地球上的數量，為什麼地月系統會演化到今天的狀態;就可以評估在地月系統演化過程中月球對地球的保護作用有多大，並為地月系統甚至太陽系的演化走向何方提供科學依據。
馮·卡門撞擊坑內部
地表起伏小、地勢平緩
適合著陸器著陸
坡度和地表粗糙度都是一種地理概念，坡度是地表單元陡緩的程度，而地表粗糙度是反映地表起伏變化與侵蝕程度的指標，一般定義為地表單元曲面面積與投影面積之比。從圖中可以看出，馮·卡門撞擊坑內部地形起伏較大的區域是中央峰區域及部分受到再次撞擊地區。總體來看，馮·卡門撞擊坑內部坡度及地表粗糙度值均相對較小，表明在整個撞擊坑內部地表起伏相對較小，地勢平緩，是合適的著陸器著陸區域。
大氣、海洋、地質運動等原因
導致地球上的隕石坑不如月球上的多
迄今已確認並命名的月球隕石共有 300 多塊，隨機來自月球的不同區域，包括來自月球背面的，它們是對月球正面 6 個阿波羅登陸點和 3 個蘇聯月球車著陸點所採集月球樣品的重要補充 。
關注關切 自然與文化遺產的前世今生
傳承傳揚 自然與文化遺產的當下未來
