在華盛頓海軍研究實驗室一個明亮的白色房間里，有一個透明的塑料箱子，里面裝滿了來自天外的碎片。
這些碎片是從南極冰層中搜尋到的隕石，以及年齡可能大過太陽系的物質(zhì)顆粒。
地質(zhì)學(xué)家凱特·伯吉斯（Kate Burgess）從箱子里拿出另一個寶藏：一個小小的特氟?。ň鬯姆蚁┢孔?，里面還用特氟隆又包了兩層。
這個神秘的寶藏是1972年阿波羅17號的宇航員從月球帶回來的土壤。
月球土壤的獨特之處在于，它們億萬年以來都幾乎不受干擾，并始終暴露在強烈的太空輻射下。
伯吉斯用一臺能看到原子的強大電子顯微鏡觀察標(biāo)本，希望能找到證據(jù)來證明，強烈的輻射是如何改變土壤顏色的。
這樣的研究聽起來很小眾，但它背后卻是一個宏偉、甚至美麗的想法。
伯吉斯正在努力使月球巖石成為探索宇宙的指南針。
她正在研究，土壤的顏色有多少是由成分決定的，多少是來自宇宙的侵蝕影響的。她說，搞清楚這一點有助于確定望遠鏡觀測到的天體（比如小行星）的成分組成。
月球樣本由此成為了我們與宇宙之間的紐帶，讓人類得以更深入地了解外太空。
月球上的第一個腳印
迄今為止，人類共完成了六次登月任務(wù)，宇航員共帶回了842磅的月球巖石、礫石和土壤。
“毫不夸張地說，這些巖石改變了我們對太陽系的理解，改寫了太陽系的歷史。在阿波羅之前，我們真的不知道月球是如何形成的，”美國羅格斯大學(xué)的行星科學(xué)家朱利安·格羅斯（Juliane Gros）說。
研究地質(zhì)學(xué)就是研究歷史。從這個角度來說，地球在持續(xù)不斷地破壞其自身對于歷史的記錄。
“地球是一個巨大的破壞機器。我們有風(fēng)、有雨、有冰，有各種天氣，它們在不斷地侵蝕地表的巖石，”格羅斯說。
地球的地殼始終處于移動和變化中。古往今來，巖石被“回收”到地底、重新融化，并隨著大陸板塊相互撞擊而重新形成。
但月亮沒有抹去它的歷史。格羅斯說，除了小行星撞擊外，“月球自形成以來沒有多大變化。這使得它成為一個‘時間膠囊’，記錄了我們太陽系的歷史。”
阿波羅11號帶回的巖石樣本
“一塊月亮巖石，就是一個小寶庫，”格羅斯如是說。
小時候的她曾經(jīng)夢想成為一名宇航員，但最終由于對失重感到眩暈而不得不放棄了這個夢想。
她說，通過和這些巖石打交道，“讓我也在某種程度上能夠成為宇航員”。不同的是，她和同事并不是在探索太空，而是在探索時間和歷史。
“（月球）地殼基本上是一個‘圖書館’。我們需要學(xué)習(xí)如何閱讀和解釋這些歷史存檔?！备窳_斯說，在這個“圖書館”中，最重要的莫過于那些有關(guān)地球和月球最初是如何形成的“文件”。
阿波羅16號帶回的月球巖石
1972年，阿波羅16號帶回一塊4磅重的月球巖石。它主要由乳巖組成，是一種由熔融巖漿形成的巖石。月球地殼主要是由像這樣的巖石組成的，這告訴科學(xué)家，月球的形成環(huán)境是非?！氨┝Α钡摹?/strong>
大約45億年前，尚處于萌芽階段的太陽系是一個非常混亂的地方。
不久之后（宇宙學(xué)意義上的時間），太陽突然爆發(fā)，巨大的氣體球?qū)湓尤诤显谝黄鸩Ⅻc燃（一直燃燒到今天）。太陽這顆年輕的恒星仍然被碎片包圍，這些碎片相互撞擊形成行星。
大約在這個時候，地球（或者說是地球的前身）被另一顆可能相當(dāng)于火星大小的行星擊中。
地球和月球形成的示意圖
這次災(zāi)難將兩個世界融合在一起，形成了我們現(xiàn)在生活的地球。同時，碰撞的力量也讓兩個星體噴射出一些物質(zhì)，而這種物質(zhì)融化在一起形成了月球。
早期的月亮被巖漿的海洋所覆蓋，漫長的一段時間過去，巖漿沉降、冷卻，月球最終成了我們今天所知的模樣。
這樣來看，地球和月亮是仿佛一對雙胞胎。
僅僅依靠一塊巖石，科學(xué)家便推演了上述這一切：斜長石的密度不高，屬于在巖漿海洋表面冷卻時所出現(xiàn)的礦物類型。行星科學(xué)研究所的資深科學(xué)家達比·迪亞爾（Darby Dyar）說，當(dāng)月球形成時，斜長石遍布月球表面，形成了地殼。
而這僅僅是月球巖石講述故事的開始：月球的隕石坑還記錄了太陽系的歷史。
月球地殼遍布隕石坑，而科學(xué)家們已經(jīng)能夠利用阿波羅采回的樣本來精確確定這些隕石坑形成的日期。
月球上的隕石坑
月球地表的變化遠遠小于地球，但這并不意味著它從未改變。小行星一次又一次地對月球撞擊，形成了無數(shù)的隕石坑，有些大型隕石坑甚至在地球上都能肉眼看到。
通過對月球隕石坑進行年代測定，可以讓我們知道其他星球隕石坑的年齡。隕石坑越大，它們的年代就越久?！艾F(xiàn)在我們有了關(guān)于太陽系撞擊的美麗歷史，”迪亞爾說。在其他行星，比如水星上也有隕石坑，而我們現(xiàn)在知道了水星隕石坑的年齡，“因為我們有一套來自月球的參考系統(tǒng)”。
了解月球隕石坑的年齡后，科學(xué)家們還做出了另一個驚人的假設(shè)：太陽系最外層的行星，也就是木星、土星、天王星、海王星，改變過公轉(zhuǎn)軌道。
隕石坑顯示，在行星形成大約6億年后，有一段猛烈的轟炸期，這意味著月球被許多小行星撞擊過。這非常奇怪，因為那個時期應(yīng)該不會有如此瘋狂的小行星碰撞現(xiàn)象。
格羅斯說，一個可能的情況是，如果這些大型的氣體行星向太陽靠攏然后再遠離，“它們就會干擾小行星，把小行星拋到周圍造成碰撞?！?/span>
科學(xué)家們?nèi)匀徊荒艽_定情況是否如此。但如果沒有月球巖石，上面的假設(shè)可能根本無法做出。
我們從為數(shù)不多的月球巖石中了解到了極多的信息。行星地質(zhì)學(xué)家還希望有更多的樣本，原因之一是，在所有阿波羅登月任務(wù)中，飛船都降落在月球赤道附近，而科學(xué)家們希望能夠研究其他地區(qū)的樣本。
迪亞爾說：“試圖從幾百公斤的巖石中解釋月球的歷史是非常令人沮喪的，我們沒有任何來自月球靠近極地的樣本，也不知道我們能否找到其他有趣的科學(xué)現(xiàn)象?！?/span>
月球的南極
美國宇航局計劃在2024年再次將人類送上月球。該計劃的宇航員將會“拜訪”月球南極的隕石坑，稱為“南極-艾特肯盆地”（South Pole–Aitken basin）——月球上最大、最深，也是最古老的隕石坑之一。形成這個盆地的撞擊能量非常強大，甚至將月球的地殼和內(nèi)部都暴露了出來。
此外，科學(xué)家無法直接研究地球的地殼，而月球則提供了有益的幫助。格羅斯說：“如果能再多獲得一些月球樣本，就可以幫助我們理解為什么地球有如此活躍的地質(zhì)活動，而月球卻沒有。”
這些知識有很多實際意義。例如，將來如果人類想要開采某顆小行星的金屬和礦物，提前了解小行星的確切地質(zhì)構(gòu)成將大有助益。
人類有很多理由重返月球并建立長期居留地。
月球是一個很好的實驗室，可以訓(xùn)練宇航員在深空任務(wù)中更好地生存；月球是一個很棒的發(fā)射場，可以用來執(zhí)行飛往火星或更遠星球的任務(wù)。月球也有可能成為一個開采自然資源的好地方。
伯吉斯最喜歡的發(fā)現(xiàn)之一，是粘在月球泥土上的氦。
她說，氦“是被困在月球上的太陽碎片”。太陽從各個方向吹出氣體和粒子，月亮像海綿一樣吸收了其中一些碎片。這一發(fā)現(xiàn)具有肉眼可見的實際意義：氦是地球上日益稀缺的資源，未來也許我們可以在月球上開采。
月球土壤樣本
研究月球就是研究地球。
“我一直認為，人類要回答的最重要問題是，我們是孤獨的嗎？地球是獨一無二的嗎？”迪亞爾說，“研究月球巖石可以幫助我們回答這個問題?！?/span>
搞清楚我們的太陽系是如何形成的，我們的星球是如何形成的，有助于我們了解地球有多么“特別”。如果月球從未存在過，地球的面貌會和現(xiàn)在大相徑庭（例如，就不會有海洋潮汐）。
“沒有月球，我想人類可能永遠不會仰望天空思考，’”格羅斯說，“也不會有好奇心去開發(fā)各種技術(shù)和工具，離開我們自己的星球?！?/span>
文字 | 黃一成
版面 | 田曉娜
聯(lián)系客服
