《月亮的繽紛色彩》——《華爾街日報》

插圖：托馬斯·瓦倫塔物理學家海倫·切爾斯基探索日常現象背後的複雜科學。閲讀更多專欄請點擊此處。

本週，當我追蹤美國宇航局獵户座飛船繞月飛行的進展時，不禁思考：地球這位神秘夥伴究竟是什麼顏色？NASA的阿爾忒彌斯計劃旨在自1972年阿波羅17號離開後首次將人類送回月球，並最終建立永久性月球基地。當人類真正駐留時，月球探險家們腳下會看到怎樣的景象？月亮在天空中看似潔白，但阿波羅任務帶回的月岩樣本卻呈深灰色。“藍月亮"並非真正藍色，雖然月亮偶爾會泛藍光，但更常見的是呈現紅色或奶油色。這究竟是怎麼回事？

我們可以通過測量物體反射的光量來判斷其明暗程度。新雪能反射80%的入射光，綠草約25%，而木炭僅4%。儘管看起來明亮，月球其實只反射12%的太陽光，其暗度與瀝青路面相當，是太陽系中最暗的天體之一。它在夜空中顯得潔白，是因為被漆黑天幕包圍，人類大腦會自動將場景中最亮的物體解讀為白色（這種現象稱為"格爾布效應”，網絡上有生動演示）。因此"銀月"實際接近黑色，只是我們的大腦拒絕承認這個事實。

然而，我們對月球的感知存在微妙差異。阿波羅任務拍攝的照片混合了彩色與黑白圖像，但只有當畫面中出現宇航員、旗幟或登月艙等參照物時，人們才能真正分辨其區別。美國宇航局將月球表面描述為"帶褐調的灰色"，這種形容或許不夠引人遐想。月球地質構造的複雜程度遠超想象，但可大致分為兩類：構成大部分表面的淺色"高地"，以及暗色的"月海"（早期天文學家以拉丁語"海洋"命名，實則乾燥無水的區域）。這種基礎對比用肉眼即可辨識。

近距離觀察時，所有月岩都呈現深淺不一的深灰色調，其差異源於鐵和鈦含量的不同。當視野中只有灰色時，細微差別反而更易察覺。阿波羅17號任務中，宇航員哈里森·施密特宣佈自己站在"橙色土壤"上時，令地面控制中心的同事大為驚訝——那其實是佈滿橙色火山玻璃珠的灰色土壤。另一些岩石則帶着極細微的綠藍調，這些若隱若現的色彩背後，藏着等待人們細細解讀的月球故事。

在地球表面，這些精妙差異卻無從得見。我們複雜的星球大氣如同濾鏡般主導着觀測效果。大氣中的微粒會選擇性散射某些色光，導致我們誤以為是月球本身變色，實則是觀測宇宙的窗口被染上了色彩。這種現象在月亮低垂天際時尤為明顯，月光需穿越更厚的大氣層，光譜中藍端的短波光線被大量散射，使得月球與夕陽同理呈現出粉橙色調。對地球居民而言，品味月球的色彩本質上是提醒我們更應珍視頭頂這片大氣。

2022年8月11日，一輪橙色調的"超級月亮"從英國利物浦上空升起。圖片來源：彼得·伯恩/蓋蒂圖片社我曾在北極高緯度荒原工作過，那裏的一切似乎都是白色的。我可以證實，當最鮮豔的色彩消失時，微妙的顏色會變得更加明顯。因此，當首批重返月球的宇航員眺望荒涼的月表時，或許應該特別留意灰色表面上那些精緻的色調。一旦人類用他們五顏六色的物品填滿這片景觀，那些微妙的色彩可能就會永遠消失在背景中。

本文發表於2022年12月3日印刷版，標題為《看見月球的繽紛色彩》。