雨海所在位置的地圖

騰訊太空訊 在夜晚我們欣賞月亮時，會看到月面左上方有一大片遼闊的暗色區(qū)域，這里是月球上僅次于風暴洋的第二大月?！坝旰！?，2013年底，中國的嫦娥三號就降落在雨海北部靠近虹灣的地區(qū)。

雨海地形圖

月海是月球上大塊黑色的玄武巖平原，而雨海被認為是一顆非常巨大的天體撞擊產(chǎn)生的巨形隕石坑。大約在38億年前，有一顆直徑超過240公里（兩倍北京到天津的距離）的小行星撞擊了月球，形成了今天的雨海。科學家對這次撞擊事件規(guī)模的最新研究論文，發(fā)表在了《自然》雜志上。

雨海地區(qū)這些與主朝向不同的溝槽，其形成原因此前一直是個謎團。新的研究證實，它們的成因有助算出撞擊形成雨海的天體大小。

該研究認為發(fā)生在月球雨海紀的這次撞擊，其撞擊天體的大小是此前預估的兩倍大，質(zhì)量也是之前預估的十倍，大到足以被歸為原行星（胚胎行星）。這也是首次依據(jù)在月球上發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)特征來估算該撞擊天體的大小。此前的估算基于計算機建立的模型，認為其直徑只有80千米大小。

這一研究成果有助于解釋雨海周圍一些令人費解的地質(zhì)特征，并對理解月球、火星與水星上尺寸相似的撞擊盆地的形成過程提供了參考，這三顆星球上有不少來自太陽系早期其他原行星撞擊形成的大型撞擊坑。

雨海南部俯瞰圖：近處是皮西亞斯環(huán)形山(直徑20公里)，哥白尼環(huán)形山(93公里)位于喀爾巴仟山脈的后方(靠近頂部)。(阿波羅17號拍攝，美國宇航局。)

雨海的“雕塑”

雨海地區(qū)跨度近1200公里，面積非常遼闊，而雨海周圍圍繞著不少能夠被地球上小型望遠鏡觀測到的大型溝槽和裂縫。它們是在撞擊時，熔巖從火山口噴出形成的，這些地貌堪稱雨海的“雕塑”。此外還有雨海中心低洼處向外的輻射條紋，猶如車輪上的輻條，它們主要集中在雨海的東南部。這些地質(zhì)證據(jù)說明當時的撞擊從西北方向而來，撞擊角度也不是垂直的，而是傾斜的。除了中心向外發(fā)散的輻射紋之外，還有一些與之朝向不同的溝槽，形成它們的撞擊似乎來自西北，與原行星沖撞的軌跡相同。這些溝槽此前是一個未解之謎，沒人知道它們是怎么形成的。

對此，美國宇航局艾姆斯研究中心利用槍進行了超高速撞擊的射擊試驗，這一實驗能夠證實這些怪異溝槽的形成過程，它們很可能是撞擊初期，被月面剪斷的原行星碎塊形成的，這些碎塊形成的溝槽有助于估算這顆原行星的大小。

實驗室模擬的雨海撞擊過程，可以看到兩側的溝槽與中心的撞擊軌跡并不一致，這和雨海形成的地質(zhì)特征類似。

來自實驗室的證明

實驗中槍射擊的彈丸初速度可達2.6萬千米/時，同時沖擊板和高速攝像機記錄著彈道動力學。在低角度的沖撞試驗中，撞擊物體會在最初接觸后被撕裂開解體，而最初的撞擊點位于最后形成的撞擊坑后方，同時撞擊體的主體在解體前會高速從撞擊點開始掘開月面。

與之不同的是，形成那些怪異溝槽的碎塊并不是朝著最后形成的撞擊坑方向，并且這些碎塊是在撞擊初始點形成的。實驗室也證明，這些碎塊形成的溝槽并不朝向最后的彈坑。桑迪亞國家實驗室以此建立的模型隨后也證明月球上大尺度的撞擊也會形成相似效果。

也因為這些碎塊沖擊形成的溝槽，科學家們能夠找到雨海地區(qū)當時最初的撞擊點。同時也因為這些解體碎塊可能來自撞擊天體的兩側，因此借助這些溝槽的軌跡可以估算出撞擊天體的大小。經(jīng)過計算，得到該撞擊天體直徑在250公里左右，足以被歸為原行星。一些科學家認為這是該天體大小較為保守的估計，它的直徑很可能達到300公里。

由雨海的溝槽等地貌描繪、撞擊時散落的撞擊天體碎塊軌跡，其中一些朝向甚至是平行的，圖中文字標注阿波羅六次任務的著陸點。

“消失的巨人”與后期重轟炸期

科學家用類似方法估算了月球上其他幾個撞擊盆地的撞擊天體大小，比如遠在月球背面的莫斯科海與東方海，被認為分別是直徑在100和110千米的天體撞擊形成的，比之前估算的稍大。

在月球與其他天體上還有規(guī)模更大的撞擊盆地，科學家們相信在太陽系早期，類似形成雨海的原行星在太陽系內(nèi)是普遍存在的。月球和其他星球上的大撞擊坑是這些“消失的巨人”們曾經(jīng)存在的證據(jù)。

這項研究也有其他顯著影響，比如撞擊后幸存的碎片會散落到月球各處，并與月壤慢慢混合在一起，這也解釋了為什么阿波羅16號帶回來的月球樣品有如此高比例的隕石，因為它的著陸地點就在雨海。

此外，如此多的大型撞擊事件也證明在太陽系早期，有一個被稱為“后期重轟炸期”的時期，從40億年前一直持續(xù)到38億年前，月球與水星上的大部分隕石坑都是這一時期形成的。科學家們建立的模型也暗示，造成撞擊雨海的天體會有成千的碎塊在撞擊時逃脫月球引力，進入太空繞太陽運行，并反復穿越地球與月球軌道，造成后續(xù)持續(xù)的小型撞擊，這些小碎塊直徑甚至能有一到兩公里，足以在月球表面形成20公里直徑的撞擊坑。

科學家們認為，月球上仍有很多太陽系早期秘密的線索，它布滿隕石坑、傷痕累累的表面可以告訴我們很多38億年前的故事。