《月亮的缤纷色彩》——《华尔街日报》

插图：托马斯·瓦伦塔物理学家海伦·切尔斯基探索日常现象背后的复杂科学。阅读更多专栏请点击此处。

本周，当我追踪美国宇航局猎户座飞船绕月飞行的进展时，不禁思考：地球这位神秘伙伴究竟是什么颜色？NASA的阿尔忒弥斯计划旨在自1972年阿波罗17号离开后首次将人类送回月球，并最终建立永久性月球基地。当人类真正驻留时，月球探险家们脚下会看到怎样的景象？月亮在天空中看似洁白，但阿波罗任务带回的月岩样本却呈深灰色。“蓝月亮"并非真正蓝色，虽然月亮偶尔会泛蓝光，但更常见的是呈现红色或奶油色。这究竟是怎么回事？

我们可以通过测量物体反射的光量来判断其明暗程度。新雪能反射80%的入射光，绿草约25%，而木炭仅4%。尽管看起来明亮，月球其实只反射12%的太阳光，其暗度与沥青路面相当，是太阳系中最暗的天体之一。它在夜空中显得洁白，是因为被漆黑天幕包围，人类大脑会自动将场景中最亮的物体解读为白色（这种现象称为"格尔布效应”，网络上有生动演示）。因此"银月"实际接近黑色，只是我们的大脑拒绝承认这个事实。

然而，我们对月球的感知存在微妙差异。阿波罗任务拍摄的照片混合了彩色与黑白图像，但只有当画面中出现宇航员、旗帜或登月舱等参照物时，人们才能真正分辨其区别。美国宇航局将月球表面描述为"带褐调的灰色"，这种形容或许不够引人遐想。月球地质构造的复杂程度远超想象，但可大致分为两类：构成大部分表面的浅色"高地"，以及暗色的"月海"（早期天文学家以拉丁语"海洋"命名，实则干燥无水的区域）。这种基础对比用肉眼即可辨识。

近距离观察时，所有月岩都呈现深浅不一的深灰色调，其差异源于铁和钛含量的不同。当视野中只有灰色时，细微差别反而更易察觉。阿波罗17号任务中，宇航员哈里森·施密特宣布自己站在"橙色土壤"上时，令地面控制中心的同事大为惊讶——那其实是布满橙色火山玻璃珠的灰色土壤。另一些岩石则带着极细微的绿蓝调，这些若隐若现的色彩背后，藏着等待人们细细解读的月球故事。

在地球表面，这些精妙差异却无从得见。我们复杂的星球大气如同滤镜般主导着观测效果。大气中的微粒会选择性散射某些色光，导致我们误以为是月球本身变色，实则是观测宇宙的窗口被染上了色彩。这种现象在月亮低垂天际时尤为明显，月光需穿越更厚的大气层，光谱中蓝端的短波光线被大量散射，使得月球与夕阳同理呈现出粉橙色调。对地球居民而言，品味月球的色彩本质上是提醒我们更应珍视头顶这片大气。

2022年8月11日，一轮橙色调的"超级月亮"从英国利物浦上空升起。图片来源：彼得·伯恩/盖蒂图片社我曾在北极高纬度荒原工作过，那里的一切似乎都是白色的。我可以证实，当最鲜艳的色彩消失时，微妙的颜色会变得更加明显。因此，当首批重返月球的宇航员眺望荒凉的月表时，或许应该特别留意灰色表面上那些精致的色调。一旦人类用他们五颜六色的物品填满这片景观，那些微妙的色彩可能就会永远消失在背景中。

本文发表于2022年12月3日印刷版，标题为《看见月球的缤纷色彩》。