數個世紀以來，與月球相關的研究一直是令人沉迷的科學議題?？梢哉J為，現代天文學的啟蒙從伽利略的觀測發現開始，這項令人驚奇的發現表明月球并不平滑。按照人們先前的想法，月亮應當是天空中的完美球體，相反的，月亮表面就像地球那樣，具有不規則的外貌特征。阿波羅號登月成功，開創了人類認識月球的新紀元，針對月球進行的科學研究正處于一個令人興奮的發展階段。用于闡明月球起源的2個關鍵信息的研究數據越來越全面，首先是新的動力學模型，這些模型不僅基于有效的計算機代碼，更基于對沖積層基礎參數的探索；其次是對月球和陸地樣本中一些特定元素進行的同位測定，這些測定的精密度也已今非昔比。

“探索月球起源的挑戰和展望”專題（圖 1）發 表 在 Philosophical Transac?tions of the Royal Society A 2014 年372 卷 2024 期，由 David J. Stevenson和Alex N. Halliday整理編輯，包含1篇前言文章，2篇討論性文章，7篇綜述文章，9篇研究論文。本期英國皇家學會推介欄目從中選取4篇文章為讀者介紹圍繞月球起源展開的各種討論。

月球同位素問題研究

普渡大學的Melosh在文中提到，近期關于地球和月球同位素成分的比較表明，不同于太陽系中人們所知的其他天體，月球——這顆地球的衛星，與地球幾乎具有相同的每一個同位素體系。然而，月球的化學成分卻與地球不同，主要表現為較低含量的揮發物和可能較高的鐵離子豐度。這些令人吃驚的結果，無法用當前關于月球起源的主流模型來輕易地解釋，如果針對這一現象人們可以進行正確解讀，有可能將提供一條關于月球形成的重要線索。目前對同位素類似結果的解釋，有假說認為存在一個與地球同位素成分相同的撞擊塊，也有人認為存在一個純冰的撞擊塊，在撞擊后完全汽化。近期的一些假說遵循一個推論，即地球-月球系統在早期的共振作用中損失了大量的角動量。同位素相似的結果，可能成為當前檢驗有關月球起源任何理論的試金石。

通過月球樣本研究來理解月球含水的起源和進化

英國開放大學兼自然歷史博物館學者 Anand 和 Barnes 等通過近期使用現代化儀器對月球采回樣本進行的持續分析，使得對月球內部含水問題的認識發生了范式化的轉移。近期對月球樣本的研究發現月球內部含水，最近在月球科學領域另一個令人興奮的發現莫過于在月球表面確切發現有水或水凍冰存在的證據，這些證據由環月探測器探測發現。綜合考慮，采回樣本和環月探測器的探測結果表明，月球正如人們之前所想象的那樣，并非一個無水的天體。新的觀察和測定結果支持了月球內部可能含水及月球表面清晰水庫的存在。此外，結合月球樣本中水量豐度和氫同位素成分綜合分析，有助于追蹤和闡明月球水庫形成的相關過程和來源。一系列的來源都有可能對月球水庫的形成起到貢獻，包括月球原初的含水、來源于隕石的水凍冰及太陽風的氫與月球土壤形成的水。近期這些研究中有2個最突出的發現，月球內部至少有一部分的水富含量可與地球上的洋中脊玄武巖源區相當，地球和月球的水可能擁有同一個來源。

探索月球：打開太陽系內部的一扇窗

倫敦大學的Crawford和曼徹斯特大學的Joy認為，月球的地質學記錄包含了太陽系內部歷史的大量檔案，包括理解地球-月球體系起源和進化的信息、巖態星球的地質學進化及局部宇宙環境。在文章中，他們提供了迄今為止探索月球的一個簡要綜述，并描述了未來的探索將如何在理解月球、地-月體系乃至太陽系上作出進一步的努力。文章認為，未來研究的進步需要有更多來自于月球表面采集回來的樣本，并使用更新的科學儀器對其進行分析。有一些科學目標可以通過機器達成，如原位的地球化學和地質物理學測定，及完好地返回目標樣本的任務。然而，從更長期來說，月球科學將極大受益于更新換代的月球表面的人工操作技術，如近期“全球探索路線圖”的實施。

巖漿海洋凍結過程中月球地幔是收縮亦或是擴張？

卡耐基華盛頓研究所Elkins-Tanton和耶魯大學的Bercovici的研究探討了月球地幔的多種行為。月球收縮功能的缺乏通常用于論證月球經歷的低溫時期有限，認為月球具有相對低溫的初始狀態。

早期的低溫狀態，進一步限制了月球巖漿海洋的深度。然而，最近的GRAIL重力測量表明，巖脈侵位于下地殼，這需要整個星球范圍內的月球擴張。從巖漿海洋的狀態開始，作者表明月球巖漿海洋的固化最有可能導致早期月球地殼的擴張，并且地殼的黏稠松弛會使收縮或膨脹這樣的早期構造特征無法得到永久記錄。引起這些由巖脈記錄下來的擴張，最有可能的進程，是新固化月球地幔在累積覆蓋過程中的融化。