月球是個雞蛋，「蛋白」裡面會藏著啥？

月球不是一顆從內到外均質的「土豆」，而是有著多層內部結構的「雞蛋」，讓我們剝開「蛋殼」來看看月球的內部長什麼樣子？

跟雞蛋的「蛋殼、蛋白、蛋黃」的內部結構相似，月球也分為「月殼、月幔、月核」的內部結構。

月球的「殼、幔、核」分別是由什麼物質組成呢？

科學家們推測，月核應該含有大量鐵鎳金屬，月殼和月幔的主要成分是矽酸鹽。但是，月殼和月幔的矽酸鹽成分還是有區別的。原始月殼大部分由亮色的斜長巖組成，這是我們今天在月球上看到的亮色高地的顏色。

月球上的亮色區域主要是斜長石（斜長巖90%以上的成分是斜長石）的顏色

月殼的成分組成還好說，畢竟人們通過望遠鏡、探測器各種遙感儀器可以探測到月球表面的礦物成分，以及阿波羅登月太空人帶回月球巖石和土壤樣本……這些都能幫助天文學家們推測月殼的組成。

但是，想要知道月幔的成分就很難判斷了，因為我們不可能像研究雞蛋一樣，把雞蛋切成兩半，拿著顯微鏡慢慢做實驗；也不可能把一群科學家扔到月球上，讓他們拿著鏟子挖穿月殼去研究月幔，畢竟人類現在都還沒挖穿地球的地殼。

但也不是完全沒有辦法，重力場和月震的研究倒是可以幫上一些忙。這些觀測和分析可以粗略地「透視」地下，告訴我們月球內部分了多少層，每層有多厚，每層的平均密度是多少。

同時，對月球巖漿海洋假說的理論研究，以及對地球地幔物質的認識也能給我們提供不少參考。天文地質學家們認為：月幔和地幔相似，巖漿海洋冷卻分異的過程中最先結晶出來的物質之一就是橄欖石，因此月幔裡很可能存在橄欖石。

橄欖巖（左）中含有大量的橄欖石（右）

月球上的月海玄武巖被認為來自月幔的物質，因為相比於亮色的高地物質（斜長石）有著較高的橄欖石和輝石成分，呈現出鎂鐵質的暗黑色，這些暗黑色區域被人們稱為「月海」。

月球上的暗色區域主要是玄武巖的顏色

如果你以為這樣就發現了月幔的都是由橄欖石組成的，那就錯了。在「月海」中發現的「橄欖石」並不是月幔演化歷史早期結晶形成的「原生」橄欖石。而是後來月幔的巖漿隨著火山活動上湧到月表之後，再冷卻結晶固化形成的，而且月幔物質在上湧的過程中本身也會不斷發生演化，所以最終形成的月海玄武巖只能起到輔助推測月幔成分的作用。

月海玄武巖來自月幔的巖漿上湧，只是分析月幔物質組成的一種方式。另外，大型撞擊盆地也能提供很多線索。小行星和彗星的撞擊可以把月幔中的物質撞出來，也就是說，月球上的一些大型撞擊形成的盆地，就很有可能撞穿月殼，直接把月幔上層的原生月幔物質撞出來。

重力場觀測數據間接證實了這種可能性。2011年發射的NASA GRAIL探測器，獲得了高精度的月球全球重力場數據。

通過這些數據，我們可以估算月殼的厚度分布。結果顯示，月球上的一些大型撞擊盆地中的月殼非常薄，有些地方（莫斯科海、危海中）甚至近乎於0。這麼薄的月殼意味著當年的小行星撞擊很可能撞穿了這些地方的月殼，把上月幔物質拋射到月球表面。

GRAIL重力數據估算的月殼厚度

遙感數據也確實在月球上的大型撞擊盆地附近發現了一些富橄欖石區域，這些橄欖石就很可能來自月幔。這一發現也似乎可以和重力數據互為佐證。

直徑2500千米的南極-艾特肯盆地，是月球上最大、最古老的撞擊盆地，這意味著它也是月球上最可能挖掘出月幔物質的撞擊盆地之一。

早在1994年的克萊門汀探測器，就已經發現南極-艾特肯盆地一帶略微有點富鐵（相比於月球高地）。

克萊門汀的紫外/可見光相機和近紅外CCD相機獲取的月球表面鐵元素豐度分布

但富鐵還不意味著富橄欖石，因為天文地質學家們已經知道，南極-艾特肯盆地一帶的非玄武巖區域裡含有大量斜方輝石（Opx，也叫低鈣輝石LCP），這種輝石也是富鐵的。

再之後更精確的遙感光譜觀測，也只在這一帶的兩個撞擊地貌——薛丁格盆地和塞曼撞擊坑中發現過富橄欖石的區域，但這兩個地方都位於南極-艾特坑盆地的外圍。

日本的月亮女神號探測器在紅色正方形標記的地方明確發現了富橄欖石的光譜信號

嫦娥四號的著陸點位於南極-艾特肯盆地中，但出於著陸安全的考慮，具體的著陸區卻位於馮·卡門撞擊坑中一片平坦的玄武巖覆蓋區域。嫦娥四號著陸區一帶不僅有原本的玄武巖，還有來自芬森撞擊坑的鎂鐵質物質。

右圖這個亮線，就是來自芬森撞擊坑的濺射物的顏色

科學們猜想，可能是一顆很大的小行星撞擊月球表面帶來月球深部物質。這些物質可能原本來自上月幔，最終經由芬森撞擊坑的挖掘拋射過程飛到了嫦娥四號著陸區一帶。如果是這樣的話，很可能上月幔也會含有大量的低鈣輝石和橄欖石成分。

不過，這也並不是唯一的可能性，這些低鈣輝石和橄欖石也有可能是在後來撞擊產生的熔融物質中分異結晶出來的產物。

對於月幔物質的組成，科學家們還在馬不停蹄地探索中！