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比起地球来说，月球地质的演化机制，可算是真正的“简单”了。
一方面，由于月球的壳层没有板块运动机制，月球岩石圈内的任何物质，一经生成，便无法在内外之间循环。因此，大陆漂移、造山运动、岩石圈旋回等为地球带来活跃的这些地质机制，便统统与月球无缘。月球无法形成宏伟的山脉，也无法形成沉积凹陷。虽历经斗转星移，却无法沧海桑田。它的整个壳层，是无法运动的石板一块。
另一方面，风化作用、沉积作用之类能够显著改造一个岩石星球表面的“外动力地质机制”，对于月球那极其稀薄的“大气”来说，也同样过于奢侈。这导致月面的地质体不会因为风吹磨蚀日渐消亡，也不会因为水汽淋滤而改造蚀变。基本上一经生成，便可保存恒久。
既然内、外两方面的地质动力都“不给力”，那什么才是月球的主要地质行为呢？
一架望远镜便可以直观地为我们回答这个问题。在月面较亮的部分——月陆上，布满了密密麻麻的陨石坑，那是外界天体撞击月陆的印记。既然月球自己造不了山，也造不了盆地，便只能靠天外作用力来塑造地形。有时候，一些较大的陨石撞击月面，可以形成规模可观的陨击盆地。
另一方面，月球自身也可以进行相当大规模的火山喷发（这点倒是跟地球相同），流淌的岩浆汇入这些面积可观的陨击盆地，形成与月陆相对的另一种地形——月海。布满陨击坑的明亮月陆和地势平坦的暗色月海是月球的主要地形，它们代表着月球最重要的两种地质作用。除此之外，在规模和重要性上，没有其他地质作用能与这两种相比了。
月球的地质行为虽然相对简单，但它们如何塑造出这块“天外大地”，这一段历史却不可小视。有资格写在月球史中的事件，对于整个地月系统来说，都完全可以算做一个个壮伟的“主幕”了——它们不仅忠实地记录着月球自身的形成与变化，甚至在早期地球由于壳层未固化而无力留下自身演化证据的时期，也保留了一份有关地球彼时状态的宝贵信息。这些古老的里程碑式事件，大部分都发生在距今46亿到35亿年前的时间段内——这段时期是太阳系的早期发展阶段，由于天如修罗，地似炼狱，因而被形象地称为“冥古宙”。
月球大事件的第一幕，无疑是“盖亚”与“忒伊亚”的“分娩”（参见《行星撕裂的惨剧，地球或许也经历过》）。46亿年前，一颗火星大小的行星“忒伊亚”与地球相撞（这是业内的主流观点，除此之外也有另一种学说，详见《地心核爆炸，月球起源又一说？》）。在这个被称为“深大冲击”的事件中，两颗行星的核心融合，地幔与地壳的碎屑被抛入太空中，在地球的引力圈内形成一个由巨量碎屑构成的环带。由于初始速度不同，碎屑之间频繁碰撞、焊结。越来越多的碎屑如滚雪球般凝聚起来，在地球的潮汐力下逐渐形成椭球状，构成月球的雏形。
碎屑之间的融合充斥着无法想象的暴力。巨大的动能在碰撞的瞬间转换为内能，足以融化岩块，使新生月球完全成为了一片岩浆的海洋。彼时的整个月球，简直是一锅由Mg2+、Fe2+、Ca2+、Al3+和硅氧四面体（[SiO4]4-）混成的高温浓汤。如果站在当时的地球上仰望苍穹，将看到一轮异常明亮的赤月高悬夜空。由于岩浆本身会发光，其亮度或将数十倍于今日。但是，这光景持续不了多长。在冰冷孤独的宇宙中，滚烫的岩浆终归会凝结为寂静的岩石。
于是，时间的坐标便移向了月球史的第二幕，熔岩月球的固化过程——大结晶。
滚烫的混沌中一点点露出凝固的端倪。起初，无数微小的晶核在炽热的“原汤”中漂浮、游动，由于整个岩浆体系热流不均衡，它们生成又融化、融化又生成，演绎着炽热洪流中微不足道的涨落。然而，随着温度持续整体下降，晶核的比例越来越多。到了某个临界点之后，数以兆亿计的硅氧四面体和阳离子们，像是突然收到了某个中枢的统一指令，瞬间开始以大规模的方式改变原有随机分布的行为。它们以整齐划一的结构排列起来，伸出雏晶的枝丫，展开壮丽的分形。最终，在岩浆中凝结为一块块高度有序的离子矩阵。我们将这种有序排列的离子阵列称为矿物，意即“自然界的晶体”。
岩浆中矿物结晶的顺序，遵循着所谓的“鲍温序列”。最初，橄榄石[Ol，（Mg，Fe）2SiO4]和斜方辉石[Opx，（Mg，Fe）SiO3]会优先从岩浆中体系中结晶出来。它们的大规模结晶，将大量的镁和铁从岩浆中消耗出去。同时，由于密度比岩浆大，它们晶出后便沉入星球的深处，结果使得上层剩余岩浆中钙和铝的浓度越来越高，最终使岩浆演化为极富铝、钙、硅的浓浆。鲍温序列中的下一种矿物——斜长石（An，CaAl2Si2O8，钙的铝硅酸盐）——便于接下来开始大规模晶出。由于密度比较小，他们浮在整个月球的上表层，相互熔结，构成坚固的白色斜长岩。
在不到一亿年的时光内，斜长岩的结晶完成，使得炽热的月表岩浆海，完全固结为坚实的月陆，只剩下岩浆中那些为数不多的、不易参与大结晶的元素，如钾（K）、磷（P）及其他一些稀土元素（REE， Rare Earth Element）等，被浓缩至最后的一个小小岩浆湖里，倒也富集了起来。它们在这个岩浆湖里自己凝结，形成月面上一处异常独特的地质构造——克里普（K-REE-P）地体。
虽然月球自己已经完成了壳层的凝固，但太阳系其他成员离老实地安顿下来还早得很。距今38亿年前，太阳系的两大巨人——木星和土星，仍处于轨道的调整期。由于轨道不稳定而发生的可怕共振，无数的小行星带和柯伊伯带天体被荡进太阳系内侧轨道。不计其数的小行星如同狂乱的流弹般射入太阳系内侧，对内部的一切实施无差别的密集轰击，地球、月球，金星等无一幸免。
正是这个灾难般的事件，在月球那新生的斜长岩月陆上留下了密集的陨石坑。而地球的表面，由于当时尚处在熔融态，这些残酷的伤口没有保存下来。只有月面上那些至今清晰可辨的冰冷陨坑，无声地诉说着38亿年前的灰色往事——那被称为“后期重轰炸”的陨星灾难，便是月球编年史的第三幕。
38亿年前的后期重轰炸结束之后，月球度过了3亿年较平稳时光。到了距今35亿年前左右，月球进入了岩浆的高频喷发期。在后期重轰炸中形成的大型陨击盆地，被地底涌出的岩浆充填、灌入。这些来自地底深处的岩浆，与大结晶时期构成月陆斜长岩的表层岩浆不同。它们可能是由早期结晶的辉石-橄榄石重熔而成的岩浆，贫硅铝而富镁铁。因此，它们的凝结产物不再是明亮的斜长岩，而是色调灰暗的玄武岩。大面积充入陨击坑的岩浆完全凝固成黑色的玄武岩，便成为了今日在地球上肉眼可见的大片暗色地形——月海。 嫦娥3号即将着陆、玉兔号即将踏足的月面虹湾区，便是在月球史的第四幕——月海形成期期间形成的。
据科学家研究表明，玄武岩的最后一次喷发大概发生于距今10亿年前，月海形成期的结束，代表着月球历史上大事件期的落幕。之后，月球的地质构造便基本定型了。后来的时光里，除了偶尔撞入的小行星会在月面上掀起新的零星小坑之外，再也没有波澜壮阔的大事件能够彻底改写这颗卫星的历史了。这颗被潮汐力锁死的卫星，永远用一面朝着地球，用死寂般的稳定，远观着地球上那些翻天覆地的演化：大陆聚而复散，大洋开而复合，山岳隆而复平，生命萌生、爆发、灭绝、演进……
这一观就是十亿年——直到生命及它们的造物亲自踏足而至。对于这颗古老卫星的历史来说，那些奇怪的仪器、陌生的车辙，不过是须臾之中一丝微不足道的动静罢了。然而，这丝微不足道的动静中，却转动着地球生命真正走出家园、迈向宇宙的希望。
谁知道未来的那一天，会不会是月球历史的新章呢。（来源：果壳网，2013-12-13）
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一、工程简介2004年，中国正式开展月球探测工程，并命名为“嫦娥工程”。探月工程分为“绕”“落”“回”3个阶段。第一期绕月工程将在2007年发射探月卫星“嫦娥一号”，对月球表面环境、地貌、地形、地质构造与物理场进行探测。2007年10月24日18时05分，“嫦娥一号”成功发射升空，在圆满完成各项使命后，于2009年按预定计划受控撞月。第二期工程时间定为2007年至2010年，目标是研制和发射航天器，以软着陆的方式降落在月球上进行探测。具体方案是用安全降落在月面上的巡视车、自动机器人探测着陆区岩石与矿物成分，测定着陆点的热流和周围环境，进行高分辨率摄影和月岩的现场探测或采样分析，为以后建立月球基地的选址提供月面的化学与物理参数。2010年10月1日18时57分59秒“嫦娥二号”顺利发射，也已圆满并超额完成各项既定任务。第三期工程时间定在2011至2020年，目标是月面巡视勘察与采样返回。其中前期主要是研制和发射新型软着陆月球巡视车，对着陆区进行巡视勘察。后期即2015年以后，研制和发射小型采样返回舱、月表钻岩机、月表采样器、机器人操作臂等，采集关键性样品返回地球，对着陆区进行考察，为下一步载人登月探测、建立月球前哨站的选址提供数据资料。此段工程的结束将使中国航天技术迈上一个新的台阶。嫦娥三号探测器已于2013年12月2日凌晨1：30分在四川省西昌卫星发射中心发射。二、工程意义发射人造地球卫星、载人航天和深空探测是人类航天活动的三大领域。重返月球，开发月球资源，建立月球基地已成为世界航天活动的必然趋势和竞争热点。开展月球探测工作是我国迈出航天深空探测第一步的重大举措。实现月球探测将是我国航天深空探测零的突破。月球已成为未来航天大国争夺战略资源的焦点。月球具有可供人类开发和利用的各种独特资源，月球上特有的矿产和能源，是对地球资源的重要补充和储备，将对人类社会的可持续发展产生深远影响。 三、回顾：中国探月事业四十年从1962年开始，中国探月事业已走过40多年的艰难历程。1957年，前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星。次年5月，毛泽东主席提出“我们也要搞人造卫星”。1978年，一块1克重的月岩样品作为美方礼物赠送给国家主席华国锋。当时的研究者欧阳自远现在成为中国月球应用科学首席科学家中国探月车模拟图。从1962年开始，中国探月事业已走过40多年的艰难历程。20世纪70年代，月球上的一座环形山被国际天文学者命名为“万户”。这是一个中国人的名字，600多年前，一位名叫万户的明朝官员将自己绑在椅子上，两手各持一只大风筝，椅背上，47枚捆扎在一起的火箭被点燃——这位粉身碎骨者成为人类文明史上第一个尝试用火箭飞天的人。21世纪初叶，继载人航天工程的一举成功，中国航天事业迈向又一个里程碑——探月计划。2004年2月13日，国防科学工业委员会秘书长兼国家航天局副局长孙来燕向世人公布，中国月球探测计划已经进入实施阶段：三年内，一颗属于中国的卫星将开始绕月飞行；6年内，中国的月球车将在月面上软着陆，展开巡视探测；2020年之前，中国研制的机器人将把月壤样品采回地球。0.5克样品和100名专家“25年前，我的研究就从一块0.5克的月球岩石样品开始。”2月25日，月球应用科学首席科学家、中科院院士欧阳自远对记者回顾了中国探月事业的数十年艰辛历程。1978年，美国总统卡特的安全事务顾问布热津斯基访问中国时，向当时的国家主席华国锋赠送了一件特殊礼品———一块小指尖大小的月球岩石样品。样品铸在一个类似于凸透镜的有机玻璃盒内，看着很大，但其实只有1克的重量。华国锋将样品转交给科研部门要求研究。由于当时全国搞天体岩石的研究人员很少，有关部门很快就找到了远在贵阳的欧阳自远。“样品很快从北京安全地送到了贵阳。拿到样品，我当时就请来了全国大约近百名各方面研究专家，并制定了详细的研究计划。”欧阳自远说。“1克的样品虽然很少，但对于做研究已经足够。我当时把样品小心切成了两块。一块用于做研究，另一块保存了起来。”欧阳自远介绍，因样品大小有限，当时先做了非破坏性测试与研究，最后才做破坏性的测试与研究，包括矿物成分、结构构造、化学成分、微量元素、物理性质、产出环境，“只要当时能做的测试，我们都做了。”令他感到自豪的是，对这0.5克样品进行研究后，中国学者发表了14篇相关研究文章，并推断出这是由阿波罗17号飞船采集来的样品，在参考美国公布的数据后，学者们还把样品具体到了是什么编号，并回答了其取自月球的什么位置，背阳还是背阴？“美国人赠送月岩样品，其实也是在探测我们的测试能力和研究水平，虽然这话没有明说。但我们的研究结果还是让美国人很信服。”欧阳自远说。“我们也要搞人造卫星”在欧阳自远为首的中国学者对月球展开研究之前，中国空间科技事业已起步于20世纪50年代，起跑线则是卫星和火箭的研制。1955年6月，在周恩来总理的亲自过问下，44岁的钱学森博士回国。8个月后，他向国务院递交了《关于建立我国国防航空工业的意见书》。这份意见书为中国火箭导弹技术的发展提出了重要的实施方案，实际上是一份关于我国航天技术的建议书。为了保密，钱学森用“国防航空工业”一词来代替“航天技术”。“导弹是非常重要的军事武器，将来一定要大发展。”在一次中央军委会议上，钱学森这样说。周恩来总理亲自主持了这次会议。时任国防部长的彭德怀立即召集在京的另几位元帅，对钱学森的建议进行讨论，结果是一致赞成。一个月后，中央书记处和政治局作出了在我国发展导弹事业的决定。钱学森受命组建我国第一个火箭、导弹研究机构——国防部第五研究院，并成为首任院长。1957年，前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星。1958年5月17日，在武昌召开的中共八大第二次会议上，毛泽东主席提出“我们也要搞人造卫星”。不久，中央政治局开会研究决定，以中国科学院为主研制卫星，并且批准拨专款2亿元人民币。这在当时可谓“天文数字”。负责实施该计划的“581组”和三个设计院很快成立，研究所大楼和高空模拟实验基地也相继建成。第一个方案：计划在国庆10周年时发射中国自行制造的首颗卫星。然而随后的三年自然灾害和“文化大革命”，导致研制被不断推迟，直至1970年4月24日，太空中才传来来自中国的声音——“东方红一号”我国第一颗人造卫星成功发射。3个月后，毛泽东主席批复了一份发展我国载人航天的报告。1971年4月，80多家单位、400多名航天专家来到北京京西宾馆，对载人航天进行了深入讨论，确定了“714工程”发展载人航天。时任国防部五院院长的钱学森将飞船命名为“曙光一号”，计划在1973年底发射升空。但在那个政治动荡、经济困难的年代，国家已拿不出更多钱来支持和发展航天事业。由于经费的缺口，载人航天计划无力为继。“把用在载人航天上的钱，搞经济建设更有实际效果”，国内开始出现很大的争议。最终，毛泽东拍板，“载人航天的事暂停一下，先处理地球上的事，地球外的事往后放放。”被否决的铁标“烙”月此后十多年，载人航天工程虽被搁浅，但中国学者对于月球的研究却从来没有停止。“从1962年，我国学者特别是中国科学院相关单位的研究人员就开始了对‘月球号’‘徘徊者’‘勘测者’‘月球轨道’和‘阿波罗’等月球系列探测器进行跟踪性与综合性研究。”欧阳自远院士说起那段日子，坦言“很苦闷”。“我们只能收集和研究别人公开的资料，而一些核心数据却根本拿不到。”但他同时感到很庆幸，“在跟踪研究中，我们与美国、英国、德国、俄罗斯、日本开发了不同程度的合作性研究，由此形成了一批年龄和知识结构合理的基础研究队伍，现在我们的探月研究基础都是那时积累下来的。”1986年3月，四位著名的老科学家——王大珩、王淦昌、杨嘉墀、陈芳允联名呼吁“中国要跟踪研究国外战略性高技术的发展”，邓小平同志在这份建议书上作了“此事宜速作决断，不可拖延”的批示。中央很快便组织了数百位专家就此事进行论证。之后，选取了生物技术、航天技术、信息技术、先进防御计划、自动化技术、能源技术和新材料等七个领域的15个主题项目，作为我国今后发展高技术的重点。这就是“863计划”。由于航天技术是863计划选定的第二个高技术领域，因此“863-2”至今被冠在其研究子课题编号之前。航天专家在论证该领域的研究目标时，认为我国已经具备了返回式卫星、气象卫星、资源卫星、通信卫星等各种应用卫星的研制和发射能力，但在载人航天方面仍是空白。当时的航天部组织了载人航天可靠性论证。但由于载人航天投入大，风险高，直接经济效益不明显，对于中国究竟要不要搞载人航天，专家们存在较大的分歧。这场争论一下子又进行了5年。“其实在1992年前后，国内就已有科学家提出了‘嫦娥奔月’的想法。”中国探月计划首席科学家欧阳自远院士回忆说，当时为了迎庆1997年香港回归，有人提出利用运载火箭往月球上发射一个象征中国的铁质标志，永远地将其“烙”在月球上，以此扬国威、鼓志气。这个设想当时在科学界引起了很大的争议，不过还是得到了一批学者的支持，很快便形成文字向中央打了申请报告，并计划在香港回归前完成发射任务。“这完全是从政治角度考虑的，基本上没有什么科学研究价值，而且还费钱。所以当报告打到中央后，被时任国务院总理李鹏同志否决了。”探月计划 酝酿10年“探月计划算到今天，整整酝酿了10年。”欧阳自远院士介绍说，我国真正意义上的探月构想是在1994年提出的，此后的10年间主要是在进行论证过程，而且是“那种反反复复的论证”。“首先一步，我们要论证开展探月有没有必要？是否可行？第二步，上月球干什么？做哪几件事情？于是我们制定了探月20年大规划，也就是现在国家航天局局长栾恩杰总结的‘绕、落、回’三个阶段。而科学目标是否符合国际发展潮流，是否紧密结合我国的实际？这都需要进行科学且复杂的论证过程。”欧阳自远说。谈论到这10年的酝酿，中国探月办公室刘建忠研究员告诉记者，包括欧阳自远院士在内的很多专家，除了搞研究，10年中做的最多的工作是四处游说和呼吁。“这项工作很费心，只要逮住机会，他们就会向决策者、科技界和公众阐述月球探测的重要性，灌输中国开展探月的必要性。”刘直言不讳地说，“毕竟10多亿元的科研投资不是个小数目，大家都很谨慎。不过如果没有热心科学家的这些外围努力和攻关，中国启动探月计划可能还会要推迟。”就在争论中，科学界的一些行动已在悄然地推动着中国探月计划的前进。20世纪90年代初，航天领域首席科学家闵桂荣院士提出了中国也要搞月球卫星的建议。1997年4月7日至10日，中国科学院的杨嘉墀、王大珩、陈芳允三位院士以“863”计划的名义发表了《我国月球探测技术发展的建议》。1998年，总装863航天领域办公室组织了杨嘉墀等航天专家对清华大学、中国航天科技集团五院502所、国防科大、中国科技大学的“月球车”项目申请报告进行评审，通过了由清华大学牵头的“月球探测机器人总体方案设计及关键技术分解”的立项研究，揭开了我国月球车研究的序幕。2000年5月，清华大学组织了“月球探测技术研讨会”，反响强烈。2000年10月5日在京召开的首届“世界空间周”庆祝大会上，国防科工委副主任、国家航天局局长栾恩杰作了题为《面向21世纪的中国航天》专题发言，“我国将在无人实验飞船成功飞行的基础上，实现载人航天飞行。在空间探测方面，将实现月球探测，并积极参与国际火星探测活动，使我国的空间探测技术上升到一个更高的水平。”这是中国高层首次公开表明探月决心。2000年11月22日，我国政府首次公布航天白皮书——《中国的航天》，明确了近期发展目标中包括“开展以月球探测为主的深空探测的预先研究”。7年的游说和呼吁终于有了结果。2001年，由欧阳自远院士牵头制定的“发射绕月卫星”第一期科学目标和有效载荷配置终于通过了国家评审。2001～2002年间，孙家栋院士组织全国各方面力量，对首期目标又进行了为期一年的综合论证，最后得出结论：科学目标明确、先进，技术能够实现，没有颠覆性的技术问题。2003年9月，中央最终同意并批准了这个计划。“把绕月卫星发上去，这是被逼出来的。印度已经宣布2007年发射绕月球卫星，他们的技术力量挺强，我们必须得赶到前面去，现在时间已经很紧了。”中国“双星计划”的首席科学家刘振兴院士说。（来源：人民网，2004-03-01）
一方面，由于月球的壳层没有板块运动机制，月球岩石圈内的任何物质，一经生成，便无法在内外之间循环。因此，大陆漂移、造山运动、岩石圈旋回等为地球带来活跃的这些地质机制，便统统与月球无缘。月球无法形成宏伟的山脉，也无法形成沉积凹陷。虽历经斗转星移，却无法沧海桑田。它的整个壳层，是无法运动的石板一块。
另一方面，风化作用、沉积作用之类能够显著改造一个岩石星球表面的“外动力地质机制”，对于月球那极其稀薄的“大气”来说，也同样过于奢侈。这导致月面的地质体不会因为风吹磨蚀日渐消亡，也不会因为水汽淋滤而改造蚀变。基本上一经生成，便可保存恒久。
既然内、外两方面的地质动力都“不给力”，那什么才是月球的主要地质行为呢？
一架望远镜便可以直观地为我们回答这个问题。在月面较亮的部分——月陆上，布满了密密麻麻的陨石坑，那是外界天体撞击月陆的印记。既然月球自己造不了山，也造不了盆地，便只能靠天外作用力来塑造地形。有时候，一些较大的陨石撞击月面，可以形成规模可观的陨击盆地。
另一方面，月球自身也可以进行相当大规模的火山喷发（这点倒是跟地球相同），流淌的岩浆汇入这些面积可观的陨击盆地，形成与月陆相对的另一种地形——月海。布满陨击坑的明亮月陆和地势平坦的暗色月海是月球的主要地形，它们代表着月球最重要的两种地质作用。除此之外，在规模和重要性上，没有其他地质作用能与这两种相比了。
月球的地质行为虽然相对简单，但它们如何塑造出这块“天外大地”，这一段历史却不可小视。有资格写在月球史中的事件，对于整个地月系统来说，都完全可以算做一个个壮伟的“主幕”了——它们不仅忠实地记录着月球自身的形成与变化，甚至在早期地球由于壳层未固化而无力留下自身演化证据的时期，也保留了一份有关地球彼时状态的宝贵信息。这些古老的里程碑式事件，大部分都发生在距今46亿到35亿年前的时间段内——这段时期是太阳系的早期发展阶段，由于天如修罗，地似炼狱，因而被形象地称为“冥古宙”。
月球大事件的第一幕，无疑是“盖亚”与“忒伊亚”的“分娩”（参见《行星撕裂的惨剧，地球或许也经历过》）。46亿年前，一颗火星大小的行星“忒伊亚”与地球相撞（这是业内的主流观点，除此之外也有另一种学说，详见《地心核爆炸，月球起源又一说？》）。在这个被称为“深大冲击”的事件中，两颗行星的核心融合，地幔与地壳的碎屑被抛入太空中，在地球的引力圈内形成一个由巨量碎屑构成的环带。由于初始速度不同，碎屑之间频繁碰撞、焊结。越来越多的碎屑如滚雪球般凝聚起来，在地球的潮汐力下逐渐形成椭球状，构成月球的雏形。
碎屑之间的融合充斥着无法想象的暴力。巨大的动能在碰撞的瞬间转换为内能，足以融化岩块，使新生月球完全成为了一片岩浆的海洋。彼时的整个月球，简直是一锅由Mg2+、Fe2+、Ca2+、Al3+和硅氧四面体（[SiO4]4-）混成的高温浓汤。如果站在当时的地球上仰望苍穹，将看到一轮异常明亮的赤月高悬夜空。由于岩浆本身会发光，其亮度或将数十倍于今日。但是，这光景持续不了多长。在冰冷孤独的宇宙中，滚烫的岩浆终归会凝结为寂静的岩石。
于是，时间的坐标便移向了月球史的第二幕，熔岩月球的固化过程——大结晶。
滚烫的混沌中一点点露出凝固的端倪。起初，无数微小的晶核在炽热的“原汤”中漂浮、游动，由于整个岩浆体系热流不均衡，它们生成又融化、融化又生成，演绎着炽热洪流中微不足道的涨落。然而，随着温度持续整体下降，晶核的比例越来越多。到了某个临界点之后，数以兆亿计的硅氧四面体和阳离子们，像是突然收到了某个中枢的统一指令，瞬间开始以大规模的方式改变原有随机分布的行为。它们以整齐划一的结构排列起来，伸出雏晶的枝丫，展开壮丽的分形。最终，在岩浆中凝结为一块块高度有序的离子矩阵。我们将这种有序排列的离子阵列称为矿物，意即“自然界的晶体”。
岩浆中矿物结晶的顺序，遵循着所谓的“鲍温序列”。最初，橄榄石[Ol，（Mg，Fe）2SiO4]和斜方辉石[Opx，（Mg，Fe）SiO3]会优先从岩浆中体系中结晶出来。它们的大规模结晶，将大量的镁和铁从岩浆中消耗出去。同时，由于密度比岩浆大，它们晶出后便沉入星球的深处，结果使得上层剩余岩浆中钙和铝的浓度越来越高，最终使岩浆演化为极富铝、钙、硅的浓浆。鲍温序列中的下一种矿物——斜长石（An，CaAl2Si2O8，钙的铝硅酸盐）——便于接下来开始大规模晶出。由于密度比较小，他们浮在整个月球的上表层，相互熔结，构成坚固的白色斜长岩。
在不到一亿年的时光内，斜长岩的结晶完成，使得炽热的月表岩浆海，完全固结为坚实的月陆，只剩下岩浆中那些为数不多的、不易参与大结晶的元素，如钾（K）、磷（P）及其他一些稀土元素（REE， Rare Earth Element）等，被浓缩至最后的一个小小岩浆湖里，倒也富集了起来。它们在这个岩浆湖里自己凝结，形成月面上一处异常独特的地质构造——克里普（K-REE-P）地体。
虽然月球自己已经完成了壳层的凝固，但太阳系其他成员离老实地安顿下来还早得很。距今38亿年前，太阳系的两大巨人——木星和土星，仍处于轨道的调整期。由于轨道不稳定而发生的可怕共振，无数的小行星带和柯伊伯带天体被荡进太阳系内侧轨道。不计其数的小行星如同狂乱的流弹般射入太阳系内侧，对内部的一切实施无差别的密集轰击，地球、月球，金星等无一幸免。
正是这个灾难般的事件，在月球那新生的斜长岩月陆上留下了密集的陨石坑。而地球的表面，由于当时尚处在熔融态，这些残酷的伤口没有保存下来。只有月面上那些至今清晰可辨的冰冷陨坑，无声地诉说着38亿年前的灰色往事——那被称为“后期重轰炸”的陨星灾难，便是月球编年史的第三幕。
38亿年前的后期重轰炸结束之后，月球度过了3亿年较平稳时光。到了距今35亿年前左右，月球进入了岩浆的高频喷发期。在后期重轰炸中形成的大型陨击盆地，被地底涌出的岩浆充填、灌入。这些来自地底深处的岩浆，与大结晶时期构成月陆斜长岩的表层岩浆不同。它们可能是由早期结晶的辉石-橄榄石重熔而成的岩浆，贫硅铝而富镁铁。因此，它们的凝结产物不再是明亮的斜长岩，而是色调灰暗的玄武岩。大面积充入陨击坑的岩浆完全凝固成黑色的玄武岩，便成为了今日在地球上肉眼可见的大片暗色地形——月海。 嫦娥3号即将着陆、玉兔号即将踏足的月面虹湾区，便是在月球史的第四幕——月海形成期期间形成的。
据科学家研究表明，玄武岩的最后一次喷发大概发生于距今10亿年前，月海形成期的结束，代表着月球历史上大事件期的落幕。之后，月球的地质构造便基本定型了。后来的时光里，除了偶尔撞入的小行星会在月面上掀起新的零星小坑之外，再也没有波澜壮阔的大事件能够彻底改写这颗卫星的历史了。这颗被潮汐力锁死的卫星，永远用一面朝着地球，用死寂般的稳定，远观着地球上那些翻天覆地的演化：大陆聚而复散，大洋开而复合，山岳隆而复平，生命萌生、爆发、灭绝、演进……
这一观就是十亿年——直到生命及它们的造物亲自踏足而至。对于这颗古老卫星的历史来说，那些奇怪的仪器、陌生的车辙，不过是须臾之中一丝微不足道的动静罢了。然而，这丝微不足道的动静中，却转动着地球生命真正走出家园、迈向宇宙的希望。
谁知道未来的那一天，会不会是月球历史的新章呢。（来源：果壳网，2013-12-13）
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一、工程简介2004年，中国正式开展月球探测工程，并命名为“嫦娥工程”。探月工程分为“绕”“落”“回”3个阶段。第一期绕月工程将在2007年发射探月卫星“嫦娥一号”，对月球表面环境、地貌、地形、地质构造与物理场进行探测。2007年10月24日18时05分，“嫦娥一号”成功发射升空，在圆满完成各项使命后，于2009年按预定计划受控撞月。第二期工程时间定为2007年至2010年，目标是研制和发射航天器，以软着陆的方式降落在月球上进行探测。具体方案是用安全降落在月面上的巡视车、自动机器人探测着陆区岩石与矿物成分，测定着陆点的热流和周围环境，进行高分辨率摄影和月岩的现场探测或采样分析，为以后建立月球基地的选址提供月面的化学与物理参数。2010年10月1日18时57分59秒“嫦娥二号”顺利发射，也已圆满并超额完成各项既定任务。第三期工程时间定在2011至2020年，目标是月面巡视勘察与采样返回。其中前期主要是研制和发射新型软着陆月球巡视车，对着陆区进行巡视勘察。后期即2015年以后，研制和发射小型采样返回舱、月表钻岩机、月表采样器、机器人操作臂等，采集关键性样品返回地球，对着陆区进行考察，为下一步载人登月探测、建立月球前哨站的选址提供数据资料。此段工程的结束将使中国航天技术迈上一个新的台阶。嫦娥三号探测器已于2013年12月2日凌晨1：30分在四川省西昌卫星发射中心发射。二、工程意义发射人造地球卫星、载人航天和深空探测是人类航天活动的三大领域。重返月球，开发月球资源，建立月球基地已成为世界航天活动的必然趋势和竞争热点。开展月球探测工作是我国迈出航天深空探测第一步的重大举措。实现月球探测将是我国航天深空探测零的突破。月球已成为未来航天大国争夺战略资源的焦点。月球具有可供人类开发和利用的各种独特资源，月球上特有的矿产和能源，是对地球资源的重要补充和储备，将对人类社会的可持续发展产生深远影响。 三、回顾：中国探月事业四十年从1962年开始，中国探月事业已走过40多年的艰难历程。1957年，前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星。次年5月，毛泽东主席提出“我们也要搞人造卫星”。1978年，一块1克重的月岩样品作为美方礼物赠送给国家主席华国锋。当时的研究者欧阳自远现在成为中国月球应用科学首席科学家中国探月车模拟图。从1962年开始，中国探月事业已走过40多年的艰难历程。20世纪70年代，月球上的一座环形山被国际天文学者命名为“万户”。这是一个中国人的名字，600多年前，一位名叫万户的明朝官员将自己绑在椅子上，两手各持一只大风筝，椅背上，47枚捆扎在一起的火箭被点燃——这位粉身碎骨者成为人类文明史上第一个尝试用火箭飞天的人。21世纪初叶，继载人航天工程的一举成功，中国航天事业迈向又一个里程碑——探月计划。2004年2月13日，国防科学工业委员会秘书长兼国家航天局副局长孙来燕向世人公布，中国月球探测计划已经进入实施阶段：三年内，一颗属于中国的卫星将开始绕月飞行；6年内，中国的月球车将在月面上软着陆，展开巡视探测；2020年之前，中国研制的机器人将把月壤样品采回地球。0.5克样品和100名专家“25年前，我的研究就从一块0.5克的月球岩石样品开始。”2月25日，月球应用科学首席科学家、中科院院士欧阳自远对记者回顾了中国探月事业的数十年艰辛历程。1978年，美国总统卡特的安全事务顾问布热津斯基访问中国时，向当时的国家主席华国锋赠送了一件特殊礼品———一块小指尖大小的月球岩石样品。样品铸在一个类似于凸透镜的有机玻璃盒内，看着很大，但其实只有1克的重量。华国锋将样品转交给科研部门要求研究。由于当时全国搞天体岩石的研究人员很少，有关部门很快就找到了远在贵阳的欧阳自远。“样品很快从北京安全地送到了贵阳。拿到样品，我当时就请来了全国大约近百名各方面研究专家，并制定了详细的研究计划。”欧阳自远说。“1克的样品虽然很少，但对于做研究已经足够。我当时把样品小心切成了两块。一块用于做研究，另一块保存了起来。”欧阳自远介绍，因样品大小有限，当时先做了非破坏性测试与研究，最后才做破坏性的测试与研究，包括矿物成分、结构构造、化学成分、微量元素、物理性质、产出环境，“只要当时能做的测试，我们都做了。”令他感到自豪的是，对这0.5克样品进行研究后，中国学者发表了14篇相关研究文章，并推断出这是由阿波罗17号飞船采集来的样品，在参考美国公布的数据后，学者们还把样品具体到了是什么编号，并回答了其取自月球的什么位置，背阳还是背阴？“美国人赠送月岩样品，其实也是在探测我们的测试能力和研究水平，虽然这话没有明说。但我们的研究结果还是让美国人很信服。”欧阳自远说。“我们也要搞人造卫星”在欧阳自远为首的中国学者对月球展开研究之前，中国空间科技事业已起步于20世纪50年代，起跑线则是卫星和火箭的研制。1955年6月，在周恩来总理的亲自过问下，44岁的钱学森博士回国。8个月后，他向国务院递交了《关于建立我国国防航空工业的意见书》。这份意见书为中国火箭导弹技术的发展提出了重要的实施方案，实际上是一份关于我国航天技术的建议书。为了保密，钱学森用“国防航空工业”一词来代替“航天技术”。“导弹是非常重要的军事武器，将来一定要大发展。”在一次中央军委会议上，钱学森这样说。周恩来总理亲自主持了这次会议。时任国防部长的彭德怀立即召集在京的另几位元帅，对钱学森的建议进行讨论，结果是一致赞成。一个月后，中央书记处和政治局作出了在我国发展导弹事业的决定。钱学森受命组建我国第一个火箭、导弹研究机构——国防部第五研究院，并成为首任院长。1957年，前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星。1958年5月17日，在武昌召开的中共八大第二次会议上，毛泽东主席提出“我们也要搞人造卫星”。不久，中央政治局开会研究决定，以中国科学院为主研制卫星，并且批准拨专款2亿元人民币。这在当时可谓“天文数字”。负责实施该计划的“581组”和三个设计院很快成立，研究所大楼和高空模拟实验基地也相继建成。第一个方案：计划在国庆10周年时发射中国自行制造的首颗卫星。然而随后的三年自然灾害和“文化大革命”，导致研制被不断推迟，直至1970年4月24日，太空中才传来来自中国的声音——“东方红一号”我国第一颗人造卫星成功发射。3个月后，毛泽东主席批复了一份发展我国载人航天的报告。1971年4月，80多家单位、400多名航天专家来到北京京西宾馆，对载人航天进行了深入讨论，确定了“714工程”发展载人航天。时任国防部五院院长的钱学森将飞船命名为“曙光一号”，计划在1973年底发射升空。但在那个政治动荡、经济困难的年代，国家已拿不出更多钱来支持和发展航天事业。由于经费的缺口，载人航天计划无力为继。“把用在载人航天上的钱，搞经济建设更有实际效果”，国内开始出现很大的争议。最终，毛泽东拍板，“载人航天的事暂停一下，先处理地球上的事，地球外的事往后放放。”被否决的铁标“烙”月此后十多年，载人航天工程虽被搁浅，但中国学者对于月球的研究却从来没有停止。“从1962年，我国学者特别是中国科学院相关单位的研究人员就开始了对‘月球号’‘徘徊者’‘勘测者’‘月球轨道’和‘阿波罗’等月球系列探测器进行跟踪性与综合性研究。”欧阳自远院士说起那段日子，坦言“很苦闷”。“我们只能收集和研究别人公开的资料，而一些核心数据却根本拿不到。”但他同时感到很庆幸，“在跟踪研究中，我们与美国、英国、德国、俄罗斯、日本开发了不同程度的合作性研究，由此形成了一批年龄和知识结构合理的基础研究队伍，现在我们的探月研究基础都是那时积累下来的。”1986年3月，四位著名的老科学家——王大珩、王淦昌、杨嘉墀、陈芳允联名呼吁“中国要跟踪研究国外战略性高技术的发展”，邓小平同志在这份建议书上作了“此事宜速作决断，不可拖延”的批示。中央很快便组织了数百位专家就此事进行论证。之后，选取了生物技术、航天技术、信息技术、先进防御计划、自动化技术、能源技术和新材料等七个领域的15个主题项目，作为我国今后发展高技术的重点。这就是“863计划”。由于航天技术是863计划选定的第二个高技术领域，因此“863-2”至今被冠在其研究子课题编号之前。航天专家在论证该领域的研究目标时，认为我国已经具备了返回式卫星、气象卫星、资源卫星、通信卫星等各种应用卫星的研制和发射能力，但在载人航天方面仍是空白。当时的航天部组织了载人航天可靠性论证。但由于载人航天投入大，风险高，直接经济效益不明显，对于中国究竟要不要搞载人航天，专家们存在较大的分歧。这场争论一下子又进行了5年。“其实在1992年前后，国内就已有科学家提出了‘嫦娥奔月’的想法。”中国探月计划首席科学家欧阳自远院士回忆说，当时为了迎庆1997年香港回归，有人提出利用运载火箭往月球上发射一个象征中国的铁质标志，永远地将其“烙”在月球上，以此扬国威、鼓志气。这个设想当时在科学界引起了很大的争议，不过还是得到了一批学者的支持，很快便形成文字向中央打了申请报告，并计划在香港回归前完成发射任务。“这完全是从政治角度考虑的，基本上没有什么科学研究价值，而且还费钱。所以当报告打到中央后，被时任国务院总理李鹏同志否决了。”探月计划 酝酿10年“探月计划算到今天，整整酝酿了10年。”欧阳自远院士介绍说，我国真正意义上的探月构想是在1994年提出的，此后的10年间主要是在进行论证过程，而且是“那种反反复复的论证”。“首先一步，我们要论证开展探月有没有必要？是否可行？第二步，上月球干什么？做哪几件事情？于是我们制定了探月20年大规划，也就是现在国家航天局局长栾恩杰总结的‘绕、落、回’三个阶段。而科学目标是否符合国际发展潮流，是否紧密结合我国的实际？这都需要进行科学且复杂的论证过程。”欧阳自远说。谈论到这10年的酝酿，中国探月办公室刘建忠研究员告诉记者，包括欧阳自远院士在内的很多专家，除了搞研究，10年中做的最多的工作是四处游说和呼吁。“这项工作很费心，只要逮住机会，他们就会向决策者、科技界和公众阐述月球探测的重要性，灌输中国开展探月的必要性。”刘直言不讳地说，“毕竟10多亿元的科研投资不是个小数目，大家都很谨慎。不过如果没有热心科学家的这些外围努力和攻关，中国启动探月计划可能还会要推迟。”就在争论中，科学界的一些行动已在悄然地推动着中国探月计划的前进。20世纪90年代初，航天领域首席科学家闵桂荣院士提出了中国也要搞月球卫星的建议。1997年4月7日至10日，中国科学院的杨嘉墀、王大珩、陈芳允三位院士以“863”计划的名义发表了《我国月球探测技术发展的建议》。1998年，总装863航天领域办公室组织了杨嘉墀等航天专家对清华大学、中国航天科技集团五院502所、国防科大、中国科技大学的“月球车”项目申请报告进行评审，通过了由清华大学牵头的“月球探测机器人总体方案设计及关键技术分解”的立项研究，揭开了我国月球车研究的序幕。2000年5月，清华大学组织了“月球探测技术研讨会”，反响强烈。2000年10月5日在京召开的首届“世界空间周”庆祝大会上，国防科工委副主任、国家航天局局长栾恩杰作了题为《面向21世纪的中国航天》专题发言，“我国将在无人实验飞船成功飞行的基础上，实现载人航天飞行。在空间探测方面，将实现月球探测，并积极参与国际火星探测活动，使我国的空间探测技术上升到一个更高的水平。”这是中国高层首次公开表明探月决心。2000年11月22日，我国政府首次公布航天白皮书——《中国的航天》，明确了近期发展目标中包括“开展以月球探测为主的深空探测的预先研究”。7年的游说和呼吁终于有了结果。2001年，由欧阳自远院士牵头制定的“发射绕月卫星”第一期科学目标和有效载荷配置终于通过了国家评审。2001～2002年间，孙家栋院士组织全国各方面力量，对首期目标又进行了为期一年的综合论证，最后得出结论：科学目标明确、先进，技术能够实现，没有颠覆性的技术问题。2003年9月，中央最终同意并批准了这个计划。“把绕月卫星发上去，这是被逼出来的。印度已经宣布2007年发射绕月球卫星，他们的技术力量挺强，我们必须得赶到前面去，现在时间已经很紧了。”中国“双星计划”的首席科学家刘振兴院士说。（来源：人民网，2004-03-01）