月球上的明暗斑纹和撞击坑告诉了我们什么？
月球表面的明暗斑纹和众多撞击坑不只是一些花纹。明亮区域保存着月球古老的地壳，暗色区域则留有巨大撞击后涌出的熔岩。月球上几乎没有雨水、风和活跃的板块运动来抹去这些痕迹，因此我们今天仍能从表面读出遥远过去发生的事件。
这并不表示月球是一个完全停止变化的世界。小型太空岩石仍会撞击表面，内部在冷却和收缩时也会引发月震。古老的痕迹和今天仍在发生的微小变化同时留在一个表面上，使月球成为一份格外珍贵的记录。
为什么月球几乎总把同一面对着我们？
月球大约每27天自转一周，也几乎用同样长的时间绕地球公转一周。两个周期相同，所以月球的一个半球会一直朝向地球，这种状态叫作潮汐锁定。我们总看到同一面，并不是因为月球没有自转。
从地球看不到的月球背面同样会被阳光照亮，也会经历白天和黑夜。“暗面”这个叫法并不表示那里真的更暗。1959年，苏联的月球3号首次拍下月球背面；此后，多艘轨道飞行器详细绘制了那里撞击坑更多、地壳比正面更厚的地形。
- 约384,400公里 地球与月球之间的平均距离
- 约27天 月球的自转周期，也是它绕地球的公转周期
- 约为地球的1/6 月球表面感受到的重力
- 382千克 阿波罗宇航员带回的月球岩石和土壤
明亮区域和暗色区域为什么不同？
目前最受支持的解释认为，大约45亿年前，一个大型天体撞上早期地球，飞散的物质随后形成了月球。刚形成的月球大部分处于熔融状态。随着它逐渐冷却，较轻、较明亮的矿物上浮，形成了最早的地壳。今天布满撞击坑的明亮高地，就是这种古老地壳留下的痕迹。撞击究竟如何发生，科学家仍在通过样本和模型继续研究。
后来，巨大的撞击形成了宽阔而低洼的盆地。来自月球内部的暗色玄武岩质熔岩填满其中一些盆地，冷却后成为平原。古人觉得这些暗色区域像积水，便把它们称为“海”；但月海并不是水，而是凝固的熔岩。
月球表面之所以古老，不是因为那里什么都没有发生，而是因为几乎没有雨水和风去抹掉一次次事件留下的痕迹。
科学家怎样读出月球的时间？
一般来说，撞击坑越多的地形越古老；撞击坑较少的熔岩平原则是在更晚的时候被重新覆盖的。不过，只看照片很难知道准确年代。阿波罗的六次登月任务带回了2,196份样本，共382千克岩石和土壤。科学家在实验室测定这些样本后，才得以把照片中的地形与数字表示的年代联系起来。
这些样本今天仍在用新仪器重新分析。不过，它们全都来自月球正面赤道附近的六个地点，不能均匀代表整个月球。如果未来能从月球背面和极区带回新样本，现在的时间表可能会变得更精确，也可能有一部分需要调整。
- 望远镜和照片 比较明亮高地、暗色平原和撞击坑的分布。
- 阿波罗样本 测量岩石的成分和年龄，为照片中的地形标上实际年代。
- 阿波罗地震仪 记录肉眼看不到的月球内部，以及多种月震。
- LRO轨道飞行器 从2009年起反复测量地形、温度和成分，把早期地图与今天观察到的变化连接起来。
月球上的水存在于何处，又以什么形态存在？
月球没有海洋和河流，但也不是完全没有水。观测仪器在受到阳光照射的土壤颗粒内部或表面发现了少量水分子。月球极区还有一些很深的撞击坑，阳光长期照不到坑底。在这些极冷的永久阴影区，科学家也确认了水冰的存在。
这并不表示水在整个月球上都很丰富。水会因位置和形态不同而非常稀疏地分布。冰埋得多深、实际上有多少能够利用，目前仍在研究之中。因此，“月球上有水”这句话必须和水在什么地方、通过什么方式被发现一起理解。
阳光照射区域中发现的稀少水分子，与聚集在极区寒冷阴影里的水冰，不处在相同环境中。不能把两类观测合在一起，想象成湖泊或大片冰层。
月球今天仍在变化吗？
月球内部在漫长时间里不断冷却，并一点点收缩。地壳可容纳的面积随之变小，一块地面被推到另一块上方，形成断层和低矮的陡坡。科学家估计，月球的直径在最近数亿年里缩小了约50米，并认为月球今天可能仍在缓慢收缩。
月震并不只有一种原因。地球的引力会拉扯月球内部，昼夜之间巨大的温差会让表面岩石反复膨胀和收缩，陨石撞击也会产生震动。月球内部冷却和收缩后，断层突然移动时还会发生浅层月震。把月球照片中的古老撞击坑和较年轻的断层放在一起看，就能发现月球一面保存过去，一面仍以极慢的速度增添新的痕迹。