太陽系的時空膠囊:月球

雖然地球是目前人類居住的星球,但現在因環境污染、海平面上升等等影響到人類生活,於是研究人員漸漸開始尋找有哪些天體有機會讓人類生存,而第一個試驗天體為「月球」。

月球是離我們最近的天體,也是為地球承受隕石攻擊的衛星。其體積與重力與地球差了六倍,且因為承受了隕石的撞擊,使它的背面多出現坑坑巴巴、凹凸不平的隕石坑。

於是我開始好奇:「那為什麼月球會圍著地球繞,且背面比正面多坑洞?」根據萬有引力定律,地球質量比月球大很多,其引力比月球大,而月球會被吸引往地球靠近,但因為月球一開始誕生時有自身的旋轉往外慣性,剛好與往內靠近的力互相抵抗,產生現在的圓周運動。

而背面坑洞比正面多主要是因潮汐作用和地殼厚度,潮汐作用是質量大的天體可以使質量小的天體有一面永遠朝著質量大的天體旋轉,這樣會使有一面需要承受隕石的襲擊。而正面與背面的地殼厚度不同,原因是正面的地殼博,早期隕石打穿正面地殼時,地函湧出玄武岩的特質的熔岩,間接形成月海,可以用來彌補隕石坑,而其放射性發熱元素(鈾、釷)是維持熔融狀態的月海。

除了這些問題之外,研究人員漸漸找出月球的迷人之處,例如每個天體與生俱被的「熱」。熱是驅動宇宙中所有天體演化與結構的核心力量,例如地球內部結構的地心與地函,在液態金屬的高溫與地球自轉的影響下產生熱對流與電流,形成地球磁場與物質循環,使地球維持生態運作。以及我們能觀測到宇宙中的其他天體主要是因為熱驅使了黑體輻射,任何有溫度的物體會向外輻射,波長變化可以讓我們測量天體的溫度、辨別顏色。

既然天體內部都有熱能,那麼月球會有火山運動嗎?過去月球確實有劇烈的火山活動,但主要集中於幾億年前。早期威廉. 赫雪爾利用往遠鏡觀測到月球一端有類似火山爆發的亮光,雖然這個想法未被認同,但他算是最早提出活火山的科學家之一。

真正證實月球有火山活動的計劃是「阿波羅計劃」,透過阿波羅11, 12, 15, 17號所採集到的玄武岩與火山玻璃珠,玄武岩是基性岩漿噴到地面凝結後所形成暗色細粒火山岩; 火山玻璃珠是岩漿快速冷卻的非晶體,最常見的就是黑曜岩,這兩個發現證實熔岩流平原和激烈的火山活動。

我開始有一個疑問,我們找到這些資訊的目的是什麼?了解月球有火山活動是要做什麼?我覺得是現在地球的鈦、鐵資源早有一天會枯竭,所以需要找到其他天體採集。

其他商業人士則是想在太空中直接使用月球的鐵,因為考慮到地球重力會使火箭燃料增加,影響成本提高,所以想在月球蓋工廠,這樣不僅不用考慮到強大的重力,也可以直接在地是使用資源。

這讓我意識到除了好奇而研究月球是否有火山活動之外,也有其他商業動機,研究開始尋找適合人類長居的天體,或許人類不一定只能居住在地球,也能到其他宇宙中某個地方生存。