月球是地球最忠實的夥伴，一直以來默默地守望和保護著我們所在的地球。由於距離地球較近，在萬有引力作用下，月球被地球牢牢地「潮汐鎖定」了，永遠只是一面朝向地球，因此在地球上我們看到的正面是不發生變化的。在上世紀50年代末，前蘇聯就曾經發射探測器進入月球軌道並拍攝了月球背面的照片。我國於2018年底發射的嫦娥四號探測器實現了首次在月球背面軟著陸，隨後玉兔2號月球車在月球背面持續開展監測研究，為我們深入了解月球背面地表形態和月球發展演化提供了豐富的第一手資料。通過公開的照片，大家可以發現月球正面和背面的形態呈現出非常明顯的差異，這究竟是什麼回事呢？
月球兩面的主要差異
我們目前所能了解到月球正面和背面的差異，主要集中在外觀形態和月殼厚度上。
從外觀形態上看，月球背面的環形山密密麻麻，大小不一，有的環形山中還套疊著小型環形山，地勢高低起伏劇烈，層巒疊嶂，經常有高山、高原和溝壑，擁有許多高達2000米左右的高峰。而月球的正面，就是我們可以通過望遠鏡直接觀察到的部分，則平緩許多，不但環形山的數量很少，而且幾乎沒有很大的地勢起伏反差，很多區域呈現凹陷的狀態，從地球上觀察這些區域的反射光線亮度相對於其它區域要弱，表現出陰暗的狀態，科學家們將之形容為「月海」。通過對比，在月球的背面就很少有這種大區域的月海。
從月殼厚度來看，令科學家驚奇的是，不但月球背面高山和溝壑縱橫密布，而且月球的最長軸和最短軸都延伸到月球的背面。根據對月球地表月殼的厚度進行分析，月殼正面的厚度平均為50公裡左右，而在背面的平均值高達75公裡左右，背面月殼的平均厚度要比正面足足多出一半。
月球為地球「擋槍」可以解釋得通這種差異嗎？
在太陽系中，能夠影響地球安全的潛在因素之一就是地外的小天體撞擊，這些小型天體的來源，一方面來源於火星和木星之間的小行星帶，另一方面來源於海王星軌道之外的柯伊伯帶。在引力擾動和相互撞擊的作用下，有些小天體就會脫離原來的運行軌道，其中一部分向著地球的方向奔襲。
大家都知道，月球作為地球的衛星，在阻擋這些對地球安全造成威脅的小天體方面發揮了重要作用，而月球被地球潮汐鎖定，其背面完全暴露在對外的宇宙空間中，這些小天體是不是全部砸向月球背面了呢？
實際不然，因為隨著月球圍繞地球的周期性轉動，月球在一個月的時間裡，會有一半的時間處於地球和小行星來源地帶之間，也會有另一半的時間處於地球和金星的軌道之間。對於前一種情況，那麼月球的背面受到小行星撞擊的機率要遠大於正面，其中正面只有一小部分會在這個時間暴露在撞擊區域。
而對於後面一種情況，雖然中間隔著地球，但是由於地球和月球之間仍然存在著較廣的空間，即使地球的體積要比月球大的多，在這半個月時間內，能夠完全阻擋住小行星向月球進發的比例，理論上也僅有幾天的時間，其實時間部分小行星也是完全可以墜向月球正面的邊緣。另外，正是地月之間廣闊的空間存在，那些能夠逃脫地球引力束縛的小行星，在地球引力「收聚」作用以及月球引力的綜合影響下，也有一定機率通過38萬公裡的空間撞向月球的正面。
通過科學家的測算，在地球遮擋的影響下，月球背面和正面，受到小行星撞擊的比例關係大約為6：5。因此，在這種看似顯而易見的「月球檔槍」作用下，實際上對月球正面和背面環形山數量的影響不是特別大，根本不會出現兩面環形山數量這麼大的對比差異，而且這個小行星撞擊也解釋不了背面地勢劇烈起伏和正面月海的形成。
月球正面和背面的差異為月球起源說提供了證據
通過科學家們的監測分析，月球和地球表面的巖層組成成分非常相似，因此提出了月球和地球同源說的觀點，即早在距今45-46億年地球形成的初期，地球還是一個巨大的炙熱星體，表面巖漿密布，而在地球的公轉軌道之內還有另外一顆圍繞太陽運動的巨大行星，這顆行星與地球發生了劇烈的碰撞，主體部分與地球結合在了一起，而隨著巨大的撞擊，地球的一部分包括那顆行星的一部分物質被拋灑到宇宙中，並且在新形成地球的引力作用下，這些碎片和濺射物質聚集在繞地運行的軌道上，最後在引力作用下又慢慢地聚合在一起，組合成了地球的衛星。這個假說，既能解釋為何地球和月球的巖層組分的極大相似性，又可以解釋月壤中鉀、磷和鎢-182等稀土元素含量遠高於地球的原因，即這部分物質來源於那顆撞擊地球的行星。
在這種假說條件下，月球剛形成時的表面將和地球一樣，都基本上是處於完全熔融的高溫狀態，表面溫度都會大於2000攝氏度以上，由於地球的體積較大、內核活躍程度較高，而且有原始大氣層的保護，因此溫度較低較慢。當月球逐漸因地球的引力而被潮汐鎖定之後，面向地球的一面，會持續受到地球的高溫輻射影響，長期處於熔融狀態，直至地球冷卻。而背向地球的一面，則受到地球熱輻射的影響程度小得多，巖漿物質要比正面凝結速度快得多。
而對於兩面隕石坑數量的差異，在這種月球形成說的框架下也可以得到很好地解釋。月球正面之所以隕石坑數量較少，主要原因在於其冷卻速度較慢，在早期未冷卻時隕石直接砸向巖漿中，而在表面冷卻之後，由於形成的固態月殼較薄，隕石極易穿透月殼進入內部，同時巖漿又會透過撞擊坑流出，在地勢平坦和低洼處均勻性流動，逐漸形成了月海的外觀。而在背面，由於巖漿冷卻速度較快，一方面在巖漿來不及均勻流動分布時就有的逐步凝結，形成了高山和溝壑，另一方面由於月殼較厚，隕石撞擊擊穿不了已經固化的月殼，從而隕石坑的數量要明顯高於正面。
因此，月球正面和背面不同的外觀形態，主要原因我想還是與月球的形成與演化過程密不可分的，而月球來源於地球與其它大質量行量撞擊的假說，從一定程度上可以很好地解釋月球兩面隕石坑以及地勢起伏方面的巨大差異，而這個差異從某種意義上來說也為月球的撞擊起源說提供了論據支撐。