雨海所在位置的地圖

騰訊太空訊 在夜晚我們欣賞月亮?xí)r，會(huì)看到月面左上方有一大片遼闊的暗色區(qū)域，這里是月球上僅次于風(fēng)暴洋的第二大月?！坝旰！?，2013年底，中國(guó)的嫦娥三號(hào)就降落在雨海北部靠近虹灣的地區(qū)。

雨海地形圖

月海是月球上大塊黑色的玄武巖平原，而雨海被認(rèn)為是一顆非常巨大的天體撞擊產(chǎn)生的巨形隕石坑。大約在38億年前，有一顆直徑超過(guò)240公里（兩倍北京到天津的距離）的小行星撞擊了月球，形成了今天的雨海。科學(xué)家對(duì)這次撞擊事件規(guī)模的最新研究論文，發(fā)表在了《自然》雜志上。

雨海地區(qū)這些與主朝向不同的溝槽，其形成原因此前一直是個(gè)謎團(tuán)。新的研究證實(shí)，它們的成因有助算出撞擊形成雨海的天體大小。

該研究認(rèn)為發(fā)生在月球雨海紀(jì)的這次撞擊，其撞擊天體的大小是此前預(yù)估的兩倍大，質(zhì)量也是之前預(yù)估的十倍，大到足以被歸為原行星（胚胎行星）。這也是首次依據(jù)在月球上發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)特征來(lái)估算該撞擊天體的大小。此前的估算基于計(jì)算機(jī)建立的模型，認(rèn)為其直徑只有80千米大小。

這一研究成果有助于解釋雨海周?chē)恍┝钊速M(fèi)解的地質(zhì)特征，并對(duì)理解月球、火星與水星上尺寸相似的撞擊盆地的形成過(guò)程提供了參考，這三顆星球上有不少來(lái)自太陽(yáng)系早期其他原行星撞擊形成的大型撞擊坑。

雨海南部俯瞰圖：近處是皮西亞斯環(huán)形山(直徑20公里)，哥白尼環(huán)形山(93公里)位于喀爾巴仟山脈的后方(靠近頂部)。(阿波羅17號(hào)拍攝，美國(guó)宇航局。)

雨海的“雕塑”

雨海地區(qū)跨度近1200公里，面積非常遼闊，而雨海周?chē)鷩@著不少能夠被地球上小型望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的大型溝槽和裂縫。它們是在撞擊時(shí)，熔巖從火山口噴出形成的，這些地貌堪稱(chēng)雨海的“雕塑”。此外還有雨海中心低洼處向外的輻射條紋，猶如車(chē)輪上的輻條，它們主要集中在雨海的東南部。這些地質(zhì)證據(jù)說(shuō)明當(dāng)時(shí)的撞擊從西北方向而來(lái)，撞擊角度也不是垂直的，而是傾斜的。除了中心向外發(fā)散的輻射紋之外，還有一些與之朝向不同的溝槽，形成它們的撞擊似乎來(lái)自西北，與原行星沖撞的軌跡相同。這些溝槽此前是一個(gè)未解之謎，沒(méi)人知道它們是怎么形成的。

對(duì)此，美國(guó)宇航局艾姆斯研究中心利用槍進(jìn)行了超高速撞擊的射擊試驗(yàn)，這一實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃C實(shí)這些怪異溝槽的形成過(guò)程，它們很可能是撞擊初期，被月面剪斷的原行星碎塊形成的，這些碎塊形成的溝槽有助于估算這顆原行星的大小。

實(shí)驗(yàn)室模擬的雨海撞擊過(guò)程，可以看到兩側(cè)的溝槽與中心的撞擊軌跡并不一致，這和雨海形成的地質(zhì)特征類(lèi)似。

來(lái)自實(shí)驗(yàn)室的證明

實(shí)驗(yàn)中槍射擊的彈丸初速度可達(dá)2.6萬(wàn)千米/時(shí)，同時(shí)沖擊板和高速攝像機(jī)記錄著彈道動(dòng)力學(xué)。在低角度的沖撞試驗(yàn)中，撞擊物體會(huì)在最初接觸后被撕裂開(kāi)解體，而最初的撞擊點(diǎn)位于最后形成的撞擊坑后方，同時(shí)撞擊體的主體在解體前會(huì)高速?gòu)淖矒酎c(diǎn)開(kāi)始掘開(kāi)月面。

與之不同的是，形成那些怪異溝槽的碎塊并不是朝著最后形成的撞擊坑方向，并且這些碎塊是在撞擊初始點(diǎn)形成的。實(shí)驗(yàn)室也證明，這些碎塊形成的溝槽并不朝向最后的彈坑。桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室以此建立的模型隨后也證明月球上大尺度的撞擊也會(huì)形成相似效果。

也因?yàn)檫@些碎塊沖擊形成的溝槽，科學(xué)家們能夠找到雨海地區(qū)當(dāng)時(shí)最初的撞擊點(diǎn)。同時(shí)也因?yàn)檫@些解體碎塊可能來(lái)自撞擊天體的兩側(cè)，因此借助這些溝槽的軌跡可以估算出撞擊天體的大小。經(jīng)過(guò)計(jì)算，得到該撞擊天體直徑在250公里左右，足以被歸為原行星。一些科學(xué)家認(rèn)為這是該天體大小較為保守的估計(jì)，它的直徑很可能達(dá)到300公里。

由雨海的溝槽等地貌描繪、撞擊時(shí)散落的撞擊天體碎塊軌跡，其中一些朝向甚至是平行的，圖中文字標(biāo)注阿波羅六次任務(wù)的著陸點(diǎn)。

“消失的巨人”與后期重轟炸期

科學(xué)家用類(lèi)似方法估算了月球上其他幾個(gè)撞擊盆地的撞擊天體大小，比如遠(yuǎn)在月球背面的莫斯科海與東方海，被認(rèn)為分別是直徑在100和110千米的天體撞擊形成的，比之前估算的稍大。

在月球與其他天體上還有規(guī)模更大的撞擊盆地，科學(xué)家們相信在太陽(yáng)系早期，類(lèi)似形成雨海的原行星在太陽(yáng)系內(nèi)是普遍存在的。月球和其他星球上的大撞擊坑是這些“消失的巨人”們?cè)?jīng)存在的證據(jù)。

這項(xiàng)研究也有其他顯著影響，比如撞擊后幸存的碎片會(huì)散落到月球各處，并與月壤慢慢混合在一起，這也解釋了為什么阿波羅16號(hào)帶回來(lái)的月球樣品有如此高比例的隕石，因?yàn)樗闹懙攸c(diǎn)就在雨海。

此外，如此多的大型撞擊事件也證明在太陽(yáng)系早期，有一個(gè)被稱(chēng)為“后期重轟炸期”的時(shí)期，從40億年前一直持續(xù)到38億年前，月球與水星上的大部分隕石坑都是這一時(shí)期形成的。科學(xué)家們建立的模型也暗示，造成撞擊雨海的天體會(huì)有成千的碎塊在撞擊時(shí)逃脫月球引力，進(jìn)入太空繞太陽(yáng)運(yùn)行，并反復(fù)穿越地球與月球軌道，造成后續(xù)持續(xù)的小型撞擊，這些小碎塊直徑甚至能有一到兩公里，足以在月球表面形成20公里直徑的撞擊坑。

科學(xué)家們認(rèn)為，月球上仍有很多太陽(yáng)系早期秘密的線索，它布滿(mǎn)隕石坑、傷痕累累的表面可以告訴我們很多38億年前的故事。