地球上的山脉在数百万年内形成，月球上的山脉几乎是瞬间形成的

与地球上大多数山脉需要数百万年才能形成不同，从地质学上讲，月球上的山脉几乎是瞬间冒出来的。

地球上的山脉主要是当地壳的两个碰撞的板块抬起大量的岩石，慢慢形成隆起的地貌时形成的。数百万年来，风、水和重力侵蚀了这些隆起的部分，磨损了它们的表面，形成了我们今天熟悉的山脉。

但是月球没有板块构造，没有大气层，也没有流水。那它怎么会有几公里高的山呢？例如，月球背面的塞曼·蒙斯(Zeeman Mons)山峰与珠穆朗玛峰一样高。

答案在于月球上最明显的特征之一--陨石坑。

大多数月球陨石坑都很小，呈碗状，是小行星和彗星撞击月球表面时形成的。这种形状在陨石坑大小可达约20公里时持续存在。更大的陨石坑显示出更多的复杂性。

较大的小行星和彗星，特别是那些速度较快的小行星和彗星施加在月球表面的力可能是巨大的。在这种情况下，除了形成一个陨石坑外，撞击点及其周围的表面还会被进一步压缩。这会导致外壳融化。当熔化的地壳不能被进一步压缩时，它就会反弹回来，形成一个中心山脉。此过程在下面的GIF中可视化。

大多数月球山脉都是由这种高能量的过程形成的，从地质上讲，这个过程只需要一段可以忽略不计的时间。年轻的城市大小的阿里斯塔克斯陨石坑和86公里宽的第谷陨石坑的中心山峰高达1000多公里，就是很好的例子。

阿里斯塔丘斯陨石坑是现已取消的阿波罗17+任务的候选着陆点之一。在未来的地面任务中造访亚里斯塔丘斯或第谷，将可以凭借它们的中心山脉来研究裸露的月球内部。比这些更大的陨石坑提供了两个中心山峰。

力学原理是这样的：对于更大的陨石坑或更大能量的撞击，新形成的中心峰在凝固之前分裂成两部分。93公里宽的哥白尼陨石坑和77公里宽的国王陨石坑分别有两个截然不同的山峰，每个山峰都高达6公里以上！

除了允许科学家研究月球内部，这些地方是理解形成这些特征的碰撞机制的关键，这些特征不仅在月球上发现，而且在整个太阳系中都可以发现。

对于更大的陨石坑，两个山峰会变宽成一圈山，就像液滴在静止的水面上激起涟漪一样。月球背面312公里宽的薛定谔陨石坑是一个保存完好的例子，尽管它已经有近40亿年的历史了。

前往薛定谔的任务可以帮助解决有关月球进化的基本谜团，比如月球是否真的有一个全球岩浆海洋-这是一个与其起源有关的假说。此外，薛定谔位于月球最大的撞击坑内，也就是2500公里宽的南极-艾特肯盆地。形成这个盆地的撞击深入月球地壳，甚至可能深入到地幔。由于薛定谔形成的时间较晚，它的影响可能已经渗透得更深，提升了更多的物质，从字面上和比喻上提供了对月球内部的洞察。

地球上的奇克苏鲁布陨石坑与恐龙的灭绝有关，也被认为是一个环形陨石坑，但由于地球的活跃风化作用，它的原始形状被磨损了。因此，薛定谔提供了一个类比，以更好地理解希克苏鲁布。

对于500公里以上的陨石坑，你得到的不是一个而是多个环状山脉。月球背面930公里宽的古老的东方陨石坑号称有三个山环，其中大部分保存完好。

对薛定谔和东方的任务都可以告诉我们大型小行星和彗星过度轰炸太阳系天体的确切时间。这段剧烈撞击的时期特别重要，因为地球被认为在这段时间内获得了水。

对于一些古老的陨石坑，比如月球近侧的Imbrium，今天只能看到最外面的山环的一部分。内部的其余部分已经淹没在熔岩中，你可以看到月球上的黑暗区域。突出的弧形的阿彭尼努斯山山脉，形成了伊布利姆的东南边界，绵延600公里。

多环撞击盆地存在于太阳系的许多其他星球上，比如水星上的卡洛里斯，木星卫星木卫三上的一个未命名的盆地，土星卫星狄奥内上的伊万德盆地，等等。木星的卫星木卫四号称拥有太阳系最大的多环盆地，名为瓦尔哈拉，宽3800公里。

太阳系碰撞形成的山脉无处不在，它们一致的模式表明了共同的地质机制。月球离我们如此之近，为我们提供了一个研究行星科学中这些基本过程的机会。

月球轨道器使用遥感技术来了解月球山脉的组成。但为了更好地了解其成分、结构和来源，需要进行地面任务，特别是样品返回任务，以确定准确的年龄。为此，美国宇航局选择了上述几个地方作为现已取消的载人登月星座计划的候选着陆点。

然而，向月球山脉发送着陆和漫游任务有点工程障碍。过去的大多数地面任务都降落在黑暗的月球平原-广阔的凝固熔岩区域，为航天器着陆提供了一个相对均匀的表面。山区多岩石的性质增加了安全着陆的难度。然而，随着NASA即将到来的阿耳特弥斯任务，情况可能会发生变化。

Artemis计划的目标是在本十年内探索月球两极，包括机器人和人类。这需要开发精确着陆技术，以便在具有挑战性的极地地形上安全降落，因此也可以实现月球山脉的地面任务。但有一种类型的山脉，即使使用当今的技术，航天器也可以访问。

在过去的40亿年里，月球经历了几个截然不同的火山喷发期。在这段时间里，熔岩慢慢地从地表的开口渗出，形成了火山穹顶。这些圆顶没有撞击造成的山脉那么高，坡度也很平缓。中国第三次登月任务嫦娥五号将于2020年底发射，目标是最大的此类月球穹顶-蒙斯·吕姆克(Mons Rümker)。

70公里宽的蒙斯·吕姆克被认为是在不到20亿年前形成的。嫦娥五号任务的目标是从穹顶带回样本，并确定它的确切年龄。由于月球被用来校准太阳系中各天体之间的事件时间，这将是对最近发生的地质事件的宝贵补充。

月球上的山脉是一个奇迹，它给我们提供了进入月球内部的顶峰(双关语)，帮助我们辨别太阳系演化中的一连串事件，并提高我们对塑造无处不在的世界的物理过程的理解。

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