当400多年前伽利略发明了望远镜并用它来观测月球时，他发现月球上有许多暗黑色的区域，自然而然地认为月球和地球一样，也有陆地和海洋，而暗黑色的区域是月球上的海洋（简称月海），浅白色的区域是月球上的陆地（简称月陆）。暗黑色的区域连成一片，占据了月球正面的大部分区域，中国古人把这些区域想像成月球有一颗桂花树（月桂），并演化成吴刚伐桂的神话传说。

通过地面望远镜对月球的光谱观测发现，填满月海的是暗黑色的玄武岩岩浆，而不是海水。科学家认为，这些岩浆是由于小天体撞击月球，砸穿了薄薄的月壳，导致埋藏在月球深部的岩浆上涌，流入低洼的撞击盆地，冷却后形成了大片平坦的月海。

我们知道，由于地球与月球之间的相互作用，月球在刚刚形成时就被潮汐锁定，即始终以同一面朝向地球，称为正面，而另一面始终背向地球，称为背面。从地球上只能观测到月球的正面，上述关于月海形成原因的解释无疑足够了。但一旦探月卫星飞到月球背面，问题就来了，我们发现，月球上一共有大大小小的22个月海，其中19个分布在正面，只有3个小型月海分布在背面（图1）。

为什么绝大多数月海都分布在月球正面，而背面的月海很少呢？是什么原因导致了这一现象呢？

大约46亿年前，一颗火星大小的天体“忒亚”撞击原始地球，撞击后的碎片和溅射物聚集在绕地球的轨道上，并慢慢吸积在一起，形成了月球和地球。如同我们在黑夜时感觉照地面的月光十分明亮一样，地球白天时照射月球表面，这种反照对月球的影响将更加显著。月球和地球在刚刚形成时都是完全熔融的天体，随后逐渐冷却固化。当时地球的温度超过2500摄氏度，所以一直向外大量辐射热量，其中一部分传输给月球。导致月球朝向地球的一面（正面）长期保持熔融状态，而背面却逐渐冷却。这样一来，月球背面与正面就出现了温差，这一温差对月壳的形成具有重要影响。

和热的盐水在冷却过程中逐渐析出氯化钠晶体（盐粒）相似，炙热的岩浆开始冷却时，不同化学组成的矿物结晶析出的顺序也是有先后的。最先结晶析出的是铝和钙等难挥发性的元素，它们与硅酸盐结合，形成了密度较低的斜长石，并上浮到月球表层，形成了月壳。由于月球背面冷却的时间更早，因此背面月壳斜长岩应该更纯，斜长石含量更高，月壳厚度也更大。

最新研究显示，月球正面与背面的月壳厚度存在很大差异（图2），正是这一差异导致背面的月海比正面少得多（2014年6月《天体物理学杂志通讯》）。据推测，在月球刚刚开始冷却的时候，月壳还只是覆盖月球表面的薄薄的一层。如同初冬河面上的冰层，虽然表面结冰了，但薄冰之下依然暗流汹涌。当时，月球的内部尚未完全固结，而遭受大型撞击的频率比现在高得多。由于正面的月壳较薄，月壳容易被撞击月球的小天体砸穿，流出的大量岩浆填入低洼的撞击盆地，形成大面积的月海。而当同样大小的天体撞击到月球背面时，由于背面的月壳很厚，岩浆埋藏得更深，撞击作用难以穿透月壳，也就无法使岩浆溢流形成月海了。而如今，月球内部基本上已经完全冷却，不可能再有大规模的岩浆流出，因此，月球正面月海多而背面少的既定事实已经不可能再改变了。

你认为月球正面和背面还有那些不同呢？