本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。月球有一面永远是对着地球的，那为什么月球正面也有陨石坑呢？能产生这个疑问主要是对两件事情的误解，第一个是地球能否为自己的卫星月球挡陨石了？第二个是月球陨石坑主要是在啥时候形成的？最后我们在了解第三个比较关键的问题，面向地球这一侧的陨石坑为什么比背面少？就可以解决问题了！首先我们说下地球是不是在保护月球，或者说月球背面在保护地球？月球目前已被地球潮汐锁定，总是一面朝向地球，还在绕地球的稳定轨道上运行，并且地球的直径还是月球直径的4倍。这样的情况就难免让人觉得来自太空的陨石撞不到月球的正面，因为正面有地球啊！这貌似很符合我们的常识。但是我们忽略了一件事！看下图。事实上，地球和月球之间的距离是地球直径的40倍，这意味着，陨石完全可以从四面八方撞击月球，月球正面和背面受到撞击的影响差异小于1%。也就是说，假如月球上的陨石坑是来自太阳系小行星带的陨石撞出来的，那么正面和背面受撞的几率基本上是一样的。那么正面和背面陨石坑的多少也应该是一样的，但事实是月球背面满目疮痍，比正面陨石坑要多得多，那这怎么解释？这只能说明月球上的陨石坑并不是在一切尘埃落定之后被撞出来的，而是在地月系统形成时撞出来的！那么月球咋来的？起源时经历了什么？任何解释月球存在的理论都必须合理地解释以下事实：月亮的低密度(3.3克/毫升)表明它没有像地球那样的实质性铁芯；月球岩石含有很少的挥发性物质(如水)，这意味着月球表面相对于地球表面受到了更多热量的烘烤；地球和月球上氧同位素的相对丰度是相同的，这表明地球和月球是在距离太阳相同的距离上形成的。人们对月球的形成提出了各种各样的理论。下面我将列出这些理论：裂变理论这一理论提出，月球曾经是地球的一部分，在太阳系的早期，以某种方式与地球发生了分离。现在的太平洋盆地是月球起源与地球最受欢迎的地点。这个理论提出的原因是，因为月球的组成类似于地球的地幔，快速旋转的地球很可能会把月球从外层抛出去。那么现在的地月系统应该包含快速自转时期的“化石证据”，而事实并非如此。并且，这个假设并没有一个合理的解释来说明月球物质所受到的额外热量烘烤。捕获理论该理论认为月球是在太阳系的其他地方形成的，后来被地球的重力场捕获。但是捕获到月球目前的轨道是非常不可能。这需要非常细微的“微调”。而且，这个假设并没有一个解释月球物质所受到的额外烘烤。冷凝理论该理论认为，月球和地球分别从形成太阳系的星云中冷凝而成，月球是在围绕地球的轨道上自然形成的。然而，如果月球是在地球附近形成的，那么它们的成分应该几乎相同。具体来说，月球也应该拥有一个铁芯，但它没有。而且，这个假设也解释不了月球物质所受到的额外烘烤。但是有一种理论今天已被广泛接受。那就是撞击理论（有时被称为抛射环理论）：该理论认为，在太阳系形成后不久，有个火星大小的小行星撞击了地球，从两个天体的外层喷射出了大量的受热物质。于是在地球轨道形成了物质圆盘，这些物质最终在引力的作用下结合在一起形成了绕地球轨道运行的月球。这个理论可以解释为什么月球主要是由岩石构成的，没有内核，以及岩石被过度加热问题。那么撞击后的月球和地球在很长一段时间就遭受到了大量陨石的撞击，月球陨石坑就是这个时期留下来了！那为什么在月球近侧的陨石坑少了很多？虽然现在的月球离地球很远，但月球刚形成时离地球还很近，但这个距离也有个数万公里，在很长一段时间地球上也布满了炙热得熔岩，温度足有摄氏度！随着月球被地球的潮汐锁定，面向地球的这一面，会获得额外的高温烘烤仍然处在熔融状态，而背面会逐渐冷却凝固。那么陨石的撞击就会在背面留下更多的痕迹，而撞向岩浆的陨石则会被高温抹平。再加上由于早期月球的地震活动频繁，与现在相比，那时的月球是一个混乱不稳定的时期。地球的潮汐引力会让月球的一面地质活动更加频繁，熔融的岩浆流出月表，也就形成了我们现在所看到的月海。这就是为什么现在看到的月球正面陨石坑少，而背面陨石坑多。并不是因为地球阻挡太阳系小行星的缘故。
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