在他们两个小时的月球行走即将结束时，宇航员尼尔·阿姆斯特朗和埃德温·奥尔德林用了20分钟匆忙收集了大约48磅的月球岩石和尘埃。
24万英里以下，留在地球的研究人员等待着一个即将实现的梦想：有机会对月球样本进行所有已知的化学、地质、物理和生物学测试。
在六次阿波罗任务中——其中第一次任务本周迎来了50周年纪念——宇航员从月球上收集了842磅的沙子、尘埃、岩石和岩芯样本。
它们是不同寻常的纪念品，但从1969年到1972年收集的阿波罗样本是一份不断馈赠的科学礼物。半个多世纪以来，它们揭示了月球、地球和内太阳系历史的秘密，同时也激发并推动了在工程、天体生物学和医学领域具有应用价值的技术发展。
卡内基科学研究所的地质化学家理查德·卡尔森说：“当你拿到样本时，你就可以进行一系列的实验室实验。“你可以分析样本中的每一颗颗粒，并从中获取大量信息。”
在第一次阿波罗任务之前的几年里，月球地质学或多或少处于停滞状态，仅限于基于远距离观测的假设。“除了现有的实验数据解释导致许多模糊不清之外，无法得出任何结论，”一份1967年的美国地质调查局报告指出。
纽约美国自然历史博物馆的地质学家兼馆长登顿·埃贝尔说，带回地球的月球碎片改变了这一切。该博物馆收藏有三块月球岩石。
“月球是一块罗塞塔石碑，”埃贝尔说。“这些岩石不断地揭示出新的秘密。”
以下是我们从11万个单独编目的阿波罗地质样本中了解到的一些信息。
月球不是由奶酪组成的，但它的岩石表面已经融化了好几次。
1609年，伽利略将他的望远镜指向月球，并以比之前任何人都高20倍的放大倍率观察它，从而开启了月球科学。他看到的与当时我们认为是完美的球体相去甚远。相反，伽利略观察到一个表面斑驳、布满山脉和山谷。
此后几个世纪，科学家们一直在猜测月球崎岖的地表预示着它的起源。一些人推测，月球像地球一样，曾经经历过强烈的火山活动，将它变成了一个“过度烹饪的煤渣”，在此过程中形成了月球的陨石坑。”另一些人则认为我们的卫星是一个缓慢积累质量的寒冷天体，其可见特征是陨石撞击的产物。而最早带回的样本则表明月球起源于高温、剧烈的环境。
太空记者安东尼·杨在他的2017年著作《阿波罗月球样本采集分析与结果》中写道，分析显示阿波罗11号样本中存在四种基本岩石，其中包括两种被确定为火山岩。
杨写道，我们现在知道月球（可悲的是！）不是由奶酪组成的。相反，它是由“熔化、火山喷发和陨石撞击破碎”的岩石物质组成的。
在其早期历史中，月球是一个融化的、广阔的、深邃的岩浆海洋。大约44亿年前，漂浮到这个翻腾的海洋表面的岩石形成了月球的高地。随着时间的推移，陨石撞击了古老的漂浮地壳，塑造了山脉并形成了盆地，而喷发的月球火山产生了“橙色和翠绿色玻璃珠沉积物”。
如今，月球拥有37英里厚的地壳，被一个坚硬的层包裹着，下面是较软、粘稠的地幔。研究人员仍在确定更深处是否有一个小的、熔融的铁核。
地球和月球可能是龙凤胎（某种程度上）
通过比较月球和地球的岩石，研究人员发现月球的成分与地球地幔相似，并且这两个天体由共同元素的数量比例不同组成。
卡尔森说：“它是由与地球相同的物质构成的。”他本周在《科学》杂志上发表了一篇关于月球样本的文章。
科学家们认为，月球形成于一个火星大小的天体撞击地球，将地壳和地幔的碎片抛射出去，然后在地球轨道上聚集形成了月球。
“所以你就得到了一个表面没有一个陨石坑的月球。它基本上是从头开始的，”卡尔森说。
月球上没有生命
唉，尽管几个世纪以来人们一直想象相反的情况，但月球无法支持生命。
广泛的测试未能发现任何生命有机体、化石或本地有机化合物的痕迹。
研究人员还得出结论，月球基本上缺乏水（其岩石的形成过程涉及很少或没有水分），而它拥有的任何水都以冰的形式存在。虽然一些研究表明可能存在古老的磁场，但据我们所知，月球上目前不存在磁场。
月球表面没有丝毫老化
持续的地质活动不断改写地球的历史。天气、冰雪和雨水侵蚀岩石。大陆漂移并相互碰撞。构造板块折叠、融化、重新形成和重塑。地球诞生以来任何地质证据都已消失，因为地壳早已被回收。月球的情况则不同，它的表面相对完好无损。
“地球的整个历史都消失了。月球上还保留着第一版，”卡尔森说。“地球只剩下了一本10章书的最后五章。月球保留着前五章。”
由于月球缺乏大气层和地质活动，没有风、天气或构造运动来磨损其地貌。一切与月球接触的东西都被“木乃伊化”了——从无尽的陨石撞击到偶尔访客留下的脚印。
它最年轻的岩石几乎和地球最古老的岩石一样古老，杨写道。对月球高地的采样表明，那里的岩石已有近44亿年的历史（太阳系约有45.67亿年的历史），这使它们成为太阳历史的绝佳记录者，而太阳历史则通过太阳辐射和宇宙射线的能量粒子嵌入月球中。通过确定月球陨石坑的绝对年龄，科学家们得以对水星、金星和火星的演化制定时间表。
仍有许多东西有待发现
在休斯顿约翰逊航天中心的月球样本实验室，月球碎片仍保持着原始状态。
在那里，三层手套将原始样本与人类双手隔离开来。经研究批准的月球样本在被借出前都会在高纯度氮气下密封。为防止飓风侵袭，其储存库高耸于风暴潮海平面之上。这些以及其他许多预防措施，保护着供约100名年度访客参观的月球岩石，并允许世界各地的研究人员每年收到约500份样本。
据Space.com报道，NASA仍拥有阿波罗计划月球样本总 collection 的约85%。
今年3月，该航天局宣布，将解封从未被接触或暴露于地球大气层近半个世纪的月球碎片，让九个科学团队研究阿波罗15、16和17号任务采集的样本。
“这些样本是故意保存下来的，以便我们能够利用当今更先进、更精密的科技来回答我们以前不知道需要提出的问题，”华盛顿特区NASA行星科学部代理主任洛里·格雷兹在新闻稿中说。
埃贝尔说，其他现代样本任务——如小行星的隼鸟号或OSIRIS-REx、太阳风的创世纪号，或彗星的星尘号——都建立在我们从阿波罗探测中学习到的基础上。
他说：“我们通过研究，特别是月球岩石，学会了如何分析这些样本。”
