一个令人难忘的“灵光一现”的时刻是一个在波长625纳米上发现的小峰值 ， 它微微吸收了红橙色波长 ， 这标志铬元素在月球上的存在 ， 但它与地球上的铬有很大不同 。 最后 ， 在完成了X射线和光学操作后 ， 我会用一种叫电子探针的奇特分析机器 ， 来确定样本中元素的精确比例 。
我一次又一次地证实了其他人的发现：月球表面的矿物虽然在主要元素上与地球相似 ， 但在细节上又大相径庭 。 月球的矿物包含更多钛元素 ， 铬元素也不尽相同 。 阿波罗计划带回的岩石提供了各种线索 ， 它们对月球形成的各种理论提出了严格的限制 。 一方面 ， 结果证明 ， 月球与地球大不一样 ， 月球的密度要低得多 ， 它也没有一个体积和密度巨大的铁金属核心 。
地核占据了地球近三分之一的质量 ， 但月球微小的核不到其质量的3% 。 其次 ， 月岩中几乎没有最易挥发元素的踪迹 ， 这些元素往往在变暖时蒸发 。 氮、碳、硫和氢在地球表面非常常见 ， 但在月球尘埃中却找不到它们的身影 。
这些缺失意味着 ， 月球与地球不同 ， 地球被液态水覆盖着 ， 土壤中含有丰富的富水矿物 ， 比如黏土和云母 ， 但阿波罗计划没有带回任何含水的矿物 。 一定有什么东西曾冲击或炙烤过月球 ， 除去了这些挥发物 ， 因为月球表面现在是一个极严酷干燥的地方 。 阿波罗计划的第三个关键发现基于氧元素 ， 或者更具体地说 ， 是氧的同位素分布 。
每一种化学元素都是由原子核内带正电的质子的数量来定义的 。 这个数字是唯一的 ， 氧的另一个名字可以说是“有8个质子的原子” 。 原子核中还有第二种粒子 ， 即电中性的中子 。
宇宙中超过99.7%的氧原子有8个中子（8个质子加上8个中子生成一种叫作氧-16的同位素） ， 而更罕见的同位素包含9个或10个中子（分别是氧-17和氧-18） ， 后者只占不到1% 。 氧-16、氧-17和氧-18在化学行为上几乎相同 ， 你可以呼吸氧的混合物 ， 而不会注意到任何差异 ， 但三者的质量不同 。 氧-18比氧-16重 。
因此 ， 无论何时 ， 当含氧化合物从固态变为液态 ， 或者从液态变为气态 ， 质量较轻的氧-16都更容易变动 。 在动荡的新生太阳系中 ， 这种状态变化司空见惯 ， 它们导致氧的同位素的数量产生变化 。
结果就是 ， 氧-16与氧-18的比例因行星而异 ， 这一比例与行星形成时距离太阳的位置息息相关 。 阿波罗计划带回的岩石揭示了月球氧的同位素比例实质上与地球的比例相同 。 换而言之 ， 地球和月球一定是在距离太阳大致相同的位置形成的 。 那么 ， 这些发现对那三个相互矛盾的月球形成假说意味着什么呢？共吸积理论从一开始就陷入了困境 。
如果月球是由地球的残余物形成的 ， 那么它的平均成分应该是与地球相似的 。 诚然 ， 月球和地球的确在氧的同位素比例上相匹配 ， 但共吸积理论不能解释铁和挥发物的巨大差异 。 月球的总成分与地球完全不同 ， 它们不可能是由同一种物质形成的 。 成分差异也给俘获理论带来了无法解决的问题 。
行星运动的理论模型表明 ， 任何被捕获的星子一定是在太阳星云中形成的 ， 它和太阳的距离与地球和太阳的距离大致相当 ， 因此平均成分应该大致相同 。 但月球不是这样的 。 当然 ， 一个月球大小的物体可能在太阳星云的另一片区域形成 ， 随后进入了环地球轨道 ， 但是轨道动力学的计算机模型要求这样的月球达到相对于地球来说很高的速度 ， 这让捕获场景几乎不可能实现 。
这就只剩下了乔治·霍华德·达尔文的裂变理论 。 它能成功地解释相似的氧同位素成分（地球和月球是一个系统） ， 以及铁元素的差异（地核已经形成 ， 而形成月球的团块是地球分化出的贫铁地幔的一部分） 。
它完美地契合了这样一个事实 ， 月球总是以同一侧面向地球 ， 地球的自转和月球的轨道都围绕着地轴旋转 ， 二者是同步的 。 但一个大问题仍然存在：从月球上消失的挥发物去哪里了？物理定律同样阻碍了裂变理论的发展 。
在阿波罗登月计划期间 ， 计算机模拟行星形成的技术已经发展到一定水平 ， 理论学家可以满怀信心地研究快速自转的地球大小的岩浆球体动力学 。 简单来说 ， 裂变理论行不通 。 地球的引力太强了 ， 无法将一大块熔化的岩石向外甩入轨道 。
事实上 ， 熔融状态的地球必须以一个大到难以置信的速度 ， 约每小时一圈绕轴旋转 ， 才能抛出一个月球大小的球体 。 地月系统根本没有足够的角动量来实现这一点 。 也就是说 ， 三种流行的月球形成理论都不符合阿波罗计划后得出的数据 。 一定还有别的解释 。
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