一年四季当中我们看到的月亮，都是一副面孔，你知道为什么吗，月亮的另外一面又是什么样子呢？我们都可以见到他，千古未变，说陌生是因为月亮展示在世人面前，永远是一副面孔，尽管歌词里面写到，月亮的脸悄悄地在改变，但好像月亮的脸却从来没有改变过，那么这是为什么呢，其实道理并不复杂，是因为地球和月球，存在着潮汐锁定的意思，是当空间中的某个物体，绕着另外一个特定的物体旋转的时候，物体自转一周的时间，刚好和它环绕的，另外一个天体的，旋转一周的时间是相同的，这样另一个特定物体，总是看到该物体的同一面，或者说这个物体被旋转环绕。

对于地月系统来说，月球一直在围绕地球转，月球大概每28天绕地球旋转一周，而月球旋转一周的时间，又恰好是28天，这样我们在地球上，就永远只能看到月球的一面了，或者说月球只有一面，地球潮汐锁定是非常常见的天文现象，经常出现在行星和它的卫星之间，但有的时候也可以发生，在太空中的其他天体之间，也正是由于潮汐锁定的原因，古人看到的月亮，和今天我们看到的月亮，都是一样的，而且它也不会因为地理位置的变化，而发生变化，也就是说我们在地球的南半球，北半球、东半球、西半球，我们看到的月亮其实都是一样的。

那么问题来了，我们如何才能知道，月亮的背面是什么样子呢？

(相关资料图)

要看到月亮的背面还真不容易，我们必须飞到它的背面去才能看得到，人类是在1959年的时候，在由苏联的探月卫星，第一次飞到了月球的背面，拍摄了一些照片，让我们的有机会一抹起芳容，所谓不看知道一看吓一跳，照片上看到的月球背面，和我们早已习惯的，月球的正面差别还是很大的，最明显的布满了大大小小的环形山，没有大片灰暗色的区域，亮度也要大一些，后来随着美国实施的阿波罗计划，以及我国实施的嫦娥探月工程等等，已经有数10个探月卫星，对月球进行了环绕探测，不管是拍摄了大量的照片，和测量了表面的地形高度，重力场表面温度矿物组成等等，使得我们可以全面了解月球的全貌，我国的嫦娥4号月球车，更是直接的降落到了月球的背面，并已经开展了3年多的探测活动，获得了大量的科学数据。

配图来自图虫网

那么这些探测数据显示，月球背面和正面的主要不同点，包括以下几个方面：

一是表面高差较大，如果用月球的平均半径画个圆的话，那么正面大部分区域的地形，要低于这个圆，而背面的地形线则要高于这个圆。二是颜色不同，正面整体的颜色是偏暗的，那些大片颜色较为灰暗的区域，被称为月海，而背面整体的颜色是要浅一些。三是两面的岩石类型和矿物组成不同，背面基本上颜色较浅，而正面那些灰颜色的区域，都是由暗色的玄武岩组成的。第四是两边的撞击坑的数量，或者是密度差异很明显，背面撞击坑的数量明显要多于正面，尤其是正面的月海区域，撞击坑的数量普遍较少。第五正面和背面发生的火山活动，差异也很大，正面那些玄武岩，都是火山喷发形成的，月球上的大部分火山岩，也都在月球的正面，而背面却很少。第六是两面的月壳厚度差异大，月壳就是月球最外面的一层，和地球的地壳，是一个意思，那么月球正面的月球，要明显比背面要薄。以上六点是最明显的，而且也已经被证实的正面和背面的差异。

那么为什么会有如此大的差异？为了回答这个问题，全世界的科学家已经开展了很长时间的研究，这里就简单总结一下：

产生月球正面和背面差异的原因，要追溯到月球形成阶段，目前大家比较公认的观点是，月球是在45亿年前，由于地球被一个和火星大小的天体撞击之后，产生的碎片再聚集所形成的，刚开始的月球温度非常高，上面可能有深度达到数百千米的岩浆岩，布满了整个月球，随着月球的冷却，这些高温的岩浆就开始冷却，并开始结晶出不同的矿物，那么洁净处的密度比较大的矿物，就会沉下去，而密度小的矿物就会向上浮，最后形成了月壳，而在这个时候，可能地月系统就已经被锁定了，导致了两侧受到的引力不一样，形成了我们现在看到的，月球的厚度不同。

但并不是所有人都认可这个观点，有人认为是月球遭受的大撞击事件，扰乱了正常的月球结构，包括两面火山活动强度的不同，也与两侧的月球厚度不同有关，那么在正面月球后头，比较容易突破月球的阻挡，从而形成了大量的火山岩，而背面月球厚度大，即使是深部有岩浆也喷发不出来，所以很少有火山。

另外两个经常被争论的话题，就是月球背面背后撞击坑比较多，是不是月球替地球，阻挡了很多次的撞击，或者说月球保护了地球少数撞击，其实这个看法并无依据，意思因为月球正面的撞击看，并不是都比背面少，在同期形成的地质单元上，撞击坑的密度并没有明显的差异，只有那些被年轻的火山岩覆盖的，越海区域，显得状态比较少，这是因为没有进入到早期的撞击事件。二是月球上的大型撞击盆地，是正面多于背面的。三是从二者的大小和地月系统的相对运动特征来看，月球的直径只有3400多千米，约为地球的1/4，而地月之间的平均距离有38万千米多，那么陨石可能来自四面八方。这样来看的话，二者很难相互保护，或者起到的作用很小。

最后要说明的是，我们对月球背面的了解，远没有正面多，我们也期待中国的嫦娥6号探月工程，早日在月球的背面返回样品，从而解开月球背面更多的秘密。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

作者：肖龙

审核：左维（中国科学院国家天文台 研究员）

出品：中国科协科普部

监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司