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月球上的一些地质观测甚至可以用肉眼观测到。月球上著名的“人类”图像是一种光学错觉，基于月球表面黑暗和白色地形形成的图案。第一次望远镜观测是由ThomasHariot(-)和GalileoGalilei(-)在年提出的，这表明黑暗的地形比表面的其他地方更光滑。德国天文学家约翰内斯·开普勒(-)将黑暗地形命名为“玛利亚。拉丁湖泊或海洋”。
望远镜还发现月球表面覆盖着许多陨石坑，有超过3万颗。然而直到20世纪，陨石坑表面的起源仍不清楚。一些自然学家认为火山口是由气体形成的，像巨大的岩石气泡一样从月球表面散发出来。一个常见的解释是火山就像在地球上发现的那样。
天文学家威廉·赫歇尔(-)是天王星的发现者，据说甚至发现了一次喷发，他写道：我在新月的黑暗部分的不同地方看到了三个火山。其中的两种要么已经几乎熄灭，要么在一种即将爆发的状态中；这可能是下一个月的决定。第三个是真正的火的爆发或发光物质……火山燃烧的暴力比昨晚更大，火山喷发时，火山附近的所有部分似乎都被照亮了，而且在离火山口较远的地方，也逐渐变得模糊起来。现在来看几乎可以肯定赫歇尔错了，正如我们现在所知道的，月球上没有活火山！
另一种解释涉及空间物体的影响。年德国天文学家JohannhierSchroter(-)用投射阴影的形状和长度测量了月球上山峰的高度。他发现，在火山口周围发现的物质足以再次填满火山口。基于这样的观察年德国天文学家FranzvonPaulaGruithuisen(-)提出了撞击理论来解释月球陨石坑的起源，但直到20世纪60年代才被普遍接受。
现代对月球的探索始于年前后，当时苏联首次尝试在那里发射太空探测器，两个探测器没有成功，但卢娜3号拍摄了第一张月球阴暗面（背面）的照片。年2月3日卢娜9号安全到达地表，从那里发回了第一批照片。这些图像显示了一个极其崎岖的地形，地形被解释为lava-field，引起了相当多的
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