2026-8-29日网络首发于《矿物岩石地球化学通报》

现代地质学更多是以“挑战者”角色初次站在科学舞台上的，它极大地颠覆了人类对地球年龄只有区区六千载的传统神学认知，并发展出“均变论—现代是了解过去的一把钥匙”哲学思想来合理推断漫长地球历史及生命演化进程。但与之针锋相对的“灾变论”虽自诞生之日就遭受非议，但一直似暗鱼在水，如影随形。20世纪后半叶随着对地外天体探索的深入，撞击观点盛行起来，人们开始重新审视“灾变论”的价值。Eugene M.Shoemaker无疑是撞击理论发展的“排头兵”，他本是一位传统地质学家，年轻时却突然萌发有生之年人类将登上月球的念想，专注陨石坑让他有机会触碰月球并参与阿波罗登月计划，可由于身体缘故不能亲自登上月球成为他人生最大的遗憾。在他的影响下他的妻子也由一名家庭主妇转变为一名顶流“寻星猎人”，并与他人合作共同发现了与木星相撞的Shoemaker-Levy9彗星，这使他人生事业走向巅峰。然而，在澳大利亚野外寻找陨石坑的途中因与迎面车辆相撞而当场去世，生命戛然而止，可谓生亦撞击，死亦撞击。为了弥补他不能登上月球的憾事，同事将他的一部分骨灰通过航天器带到了月球上，他也成为迄今为止唯一葬在月球上的人，从此群星环拱，长眠蟾宫。

图1 Eugene Merle Shoemaker（1928-1997）

来自https://csuitemind.com网站

Shoemaker，1928年4月28日出生于洛杉矶，母亲是一名教师，父亲则从事过农民、教练和影视场务人员等在内的多种工作。由于他的母亲喜欢城市节奏，父亲偏爱农村天地，最终双方达成一致意见：夏天一家人回到农村团聚，其他时候母亲则带着Shoemaker在城市生活。利用在布法罗附属实验学校当老师的机会，母亲将还没有到法定上学年龄的儿子提前送进了幼儿园。五年级时，更是给他报名参加了布法罗科学博物馆一门为高中生和大学生开设的地质学相关课程。这次学习经历让他大开眼界，见识了地质的魅力，明确了兴趣方向，成为一名狂热的岩石收藏者。高中时他在学校的管弦乐队演奏小提琴并擅长体操运动。暑期他找到了一份宝石加工学徒工作，享受切割、抛光矿物岩石的乐趣。这令父母一度担心他不会走进大学课堂。1944年他迈入了加州理工学院的大门，和那些即将奔赴二战战场，需要尽快接受科学技术培训的成熟学生在一起。在这样的环境下，他的抱负、进取心和探索精神得到了蓬勃发展。担任助教期间，学生们多是重返校园，年龄远大于自己的退伍军人，为了显得更为成熟老练，他留起了标志性的小胡子。仅仅3年时间他就本科毕业了，又花费1年时间在母校完成了硕士学习。

1948年，弱冠之年，Shoemaker成为美国地质调查局的一名雇员，在科罗拉多高原地质填图，寻找铀矿。二战虽然结束了，但是原子弹的威力让人类重新思考未来战争及核能源的应用，当务之急是发现更多的铀。一天清晨，风漫高原，月挂南天，抬头仰望，他突然听到内心有个声音说：“我想去那里！我想成为最早登上月球的人。我们为什么要去月球？当然是为了探索它！而谁是最适合做这种事的人？当然是地质学家！那天早上，我走上了通往月球的第一条岔路。”此后多年，这成为他内心的一个秘密！1950年作为伴郎他参加了大学室友的婚礼，并有幸结识了室友的妹妹Carolyn。此后两人通信不断，爱意缠绵，他邀请她参加野外露营旅行，她欣然接受。开车行驶在科罗拉多高原上，一路欢歌一路风景。神圣的地质课堂在野外，他给她讲解地球的形成、地貌的成因，使她这个“门外女”也感受到了地质的神奇，也感受到了Shoemaker的幽默与博学以及精湛的修车技艺。最终他们在1951年8月18日喜结连理，婚后育有三子，一儿两女。

1950年，Shoemaker开始在普林斯顿大学攻读博士，师从未来板块构造开拓者Harry Hess，论文内容是研究科罗拉多高原与犹他州边界的盐构造。正当他满心期望带着新娘去到普林斯顿大学完成博士论文时，美国地质调查局让他全权负责科罗拉多高原的找铀任务。他不想错过这样的大好机会，便答应了下来。他带着新娘一起出野外，好似蜜月在延续。他们很少搭帐篷，就睡在星空下。新郎充满热情的教学使得新娘也开始感知地层的细微差别，构造的形态错动……人生本来就是一段不断求识认知的过程，让许多原本不引人注目的事物变得栩栩如生有意义起来。野外工作区距离著名的亚利桑那州Meteor Crater不远。工作之余，他们想去参观一番。因为天色已晚，他们又要赶路，只在坑边呆了几分钟。然而就是这短短几分钟，造就了一世情缘，决定了Shoemaker的生涯方向，也改变了人类对太阳系运行规律的理解。

图2 亚利桑那州Meteor Crater陨石坑

来自https://www.planetary.org网站

Meteor Crater最早发现于1891年，美国地质调查局首席地质学家Karl Gilbert调查后推断其为火山蒸汽爆炸成因。1902年采矿工程师出身的Daniel Barringer坚信这是一个陨石撞击坑，一颗富含铁镍的巨型陨石就埋在坑底。为此他成立了公司，进行了大量钻探，最终几近破产，却一无所获。尽管商业上彻底失败，但在科学上却取得了突破。在钻探过程中，他发现了岩层倒转等地质特征，这为陨石撞击提供了有力支撑，但“火山说”依然是主流。参观Meteor Crater两年后，一篇探讨其成因的文章再次吸引了Shoemaker的目光。他分析了文章作者送给他的泡沫状硅质玻璃，赫然发现就是附近砂岩熔融的产物，形成温度比最热的熔岩流还高几百度。Meteor Crater不可能是火山成因，也不会是盐丘坍塌，是陨石撞击吗？1956年，Shoemaker被派往内华达州核试验场，负责绘制核爆形成的凹坑地图。他敏锐地发现，这些由瞬间巨大能量炸出的坑洞，与Meteor Crater有着惊人的相似之处。因为工作缘故，他一直没有时间撰写博士论文，普林斯顿大学地质系已经几次催促，他决定转换题目研究Meteor Crater，并最终在1959年提交了论文。这可能是普林斯顿大学地质系历史上最简短的博士论文之一，但恰恰也是这篇论文成为陨石坑研究领域的开山之作。1960年他与美籍华裔地质学家赵景德（Edward Chao）合作一起在Meteor Crater发现了高温高压矿物——柯石英的存在，从而为其撞击成因提供了确凿无疑的证据，并一时之间引发了全球陨石坑研究热潮。

结束了月球上存在大量凹坑，这些凹坑到底是火山口还是陨石坑一直存有异议。要想证实唯有证据，开展月球影像测量是一种有效方式。他将想法小心翼翼告诉了美国地质调查局领导，这是他对妻子外的第一个人倾诉他对月球的梦想。领导并没有嘲笑他，而是给他介绍了一些同样对月球感兴趣的人。但他认识到他们只是对月球地形感兴趣，而他更关注月球地质。1957年10月4日，苏联成功发射了第一颗人造地球卫星Sputnik（俄语“旅伴”之意），这是人类首次将人造物体送入太空，标志着太空探索新纪元的开始。此事件在美国引起轩然大波，认为自己在科技和军事上已落后于苏联。为扭转局面，美国于1958年成立了国家航空航天局（NASA），全面投身太空竞赛。

科罗拉多高原找铀任务后，Shoemaker加入了美国地质调查局Menlo Park分部,开始全身心投入月球填图任务。依靠以前地面望远镜拍摄的照片，他和团队通力合作，建立起来了月球填图基本框架，并于1960年2月提交了首张地质图，后来的填图工作更是扩展到从地球可见月球正面大部分区域。他提出：如果一个陨石坑的喷射物覆盖于另一个陨石坑之上，那么被覆盖的陨石坑更古老，从而可用喷出的覆盖物判断陨石坑的相对年龄。另外他还注意到大陨石坑周围的小陨石坑是大陨石坑的喷射物落到月球表面形成的次生陨石坑。1962年他与别人撰文确立了月球地质年代轮廓，将地质学方法原理应用到地外天体上，从而成功从天文学家那里“偷走”了天体，交到了地质学家手里。

1961年肯尼迪总统发表了著名的“登月宣言”，计划十年内把人类送上月球并安全返回，这直接确定了“阿波罗计划”的核心目标，Shoemaker的登月梦想看来有望早日实现。他先是在Menlo Park创立了天体地质学研究项目（Astrogeology Research Program），后又于1962年创立了天体地质学（astrogeology）这一新兴学科，并将研究中心转移至亚利桑那州北部小镇Flagstaff。这里具有得天独厚的天体地质学研究条件，除保存最完好的Meteor Crater撞击坑外，还有Sunset Crater火山口等广袤的火山地貌，植被稀少，地表裸露，与月球表面高度相似。再是这里海拔高，空气清新，非常适合月球观测，罗威尔天文台（Lowell Observatory）以及美国海军天文台（U.S.Naval Observatory）都坐落于此。就在他雄心勃勃，欲大展身手之际，他突然时常感觉肌肉乏力、食欲不振、体重下降、皮肤变黑、极度疲劳等症状，最终在1963年诊断为艾迪生病（Addison’s disease）。这是一种致命疾病，许多患者因此死去。但幸运地是，有一种被称为可的松（cortisone）的药品对这种疾病有奇效。服药两周后，他又变得生龙活虎起来，但这也彻底断送了他登上月球的梦想：因为他无法通过严格的身体检查。他的梦想只能是一个梦想，这有些残酷，但这就是现实！他没有沉沦下去，而是更为积极地投身他深爱的太空探索事业。

在阿波罗计划正式将宇航员送上月球之前，发射了系列徘徊者号（Ranger）和勘测者号（Surveyor）探测器。Ranger的目标是以硬着陆方式撞向月球，在坠毁前最后几分钟，尽可能传回清晰图片。前六次都因各种技术原因失败了。转机出现在Ranger7，它成功传回4300多张月面照片，分辨率远超地面望远镜。后续的Ranger8、9也大获成功，总共带回了17000多张照片。这些照片显示月面分布着密密麻麻的陨石坑，且证实月面并非像流沙一样松软，大部分区域可以承载着陆器。Surveyor的目标是实现可控软着陆，验证阿波罗飞船着陆技术可行性。7艘探测器中有5艘取得了成功，共传回87000余张照片，详细展示了着陆点周围的月面地形和岩石分布。首次对月壤进行了化学成分分析和力学特性测试，确认了月壤有足够承重力，不至让宇航员陷进去。Shoemaker是这两个项目“视频系统”研究员，视频系统指在探测器上搭载的摄像装备。在当时，用摄像机拍下月球照片并传回地球是一种全新的探索技术。他通过研究Ranger和Surveyor传回的高清图片，深刻理解了月球表面覆盖的陨石撞击形成的碎石和土壤混合物，将之命名为“regolith”（月壤）。月球轨道器（Lunar Orbiter）是阿波罗登月前最后一项关键无人探测任务，目的是为阿波罗飞船绘制一张高清月图，以确保着陆点安全。5次发射全部成功，堪称奇迹。对宇航员的选拔也极为苛刻，Shoemaker是选拔委员会主任。经过层层筛选，最终14000名候选人只有16人脱颖而出。至1967年8月，阿波罗登月所需各项条件均已具备，若离弦之箭，蓄势待发……

Shoemaker是阿波罗计划地质野外考察实验首席研究员，负责培训宇航员识别月球岩石和地质特征，设计宇航员月面科学观察方案并分析宇航员带回的样品和数据。由于宇航员穿着笨重的宇航服无法挥动地质锤，他别出心裁设计了灵巧的“雅各布杖（Jacob’staff）”，宇航员可以像拄手杖一样携带和使用它。阿波罗计划并非一帆风顺，1967年阿波罗1号在地面测试时发生火灾，造成三名宇航员不幸遇难。在动荡的1968年，阿波罗7号首次载人飞行成功。2个月后就实施了更为大胆的阿波罗8号，首次实现载人绕月飞行并安全返回。标志性的照片“地出（Earthrise）”就拍摄于这次飞行。真正振奋人心的时刻来自1969年7月16-24日的阿波罗11号，首次载人登月成功，两名宇航员在月面活动约2.5小时。阿姆斯特朗（Neil Armstrong）的“个人的一小步，人类的一大步”为独特野外地质之旅拉开了序幕。他与奥尔德林（Buzz Aldrin）使用Shoemaker团队培训的野外地质工作方法在月面注意到了玄武岩质砾石，里面含有约2%的白色矿物……成就一点儿不比后来逊色。

就在阿波罗11号载人登月成功后几个月，Shoemaker决心离开阿波罗项目。这令许多人感到惊愕，实际上这一决定早有征兆。在Shoemaker心目中，阿波罗计划的最终目的不是简单把人类送上月球，而是进行月球科学探索。但在项目执行过程中，执行人员多次想把地质踢开。为此他据理力争，经常争得面红耳赤，身心疲惫。他一度对阿波罗计划产生了怀疑：载人航天可能沦为一种象征性表演，而丧失了真正科学探索价值。那些宇航员更像乘客，甚至有人说“坐着的标本”。除了安装设备、按下按钮、汇报读数，对任务实际价值和科学贡献极其有限。我们为什么要把人送上月球？不是看旗帜飘荡、步履昂扬，而是去探索发现，做机器无法完成的工作。他积极训练宇航员地质知识，目的就是让他们去到月球上更为科学地探索。尽管做了一些科学尝试，但离他心目中的构想距离尚远。阿波罗计划失去了一位经验丰富的指导者，但他的影响一直徘徊在侧。后续的阿波罗计划增加了更多科学探索内容，特别是阿波罗15-17号携带了月球车，使得宇航员可以停留更久，走得更远。诚然阿波罗计划在工程、组织上取得了巨大成功，但在科学探索的延续性和人类太空文明的进程上，却留下了一个巨大遗憾。

Shoemaker回到了母校加州理工学院执掌地质与行星科学系。他的到来无疑让该系有了更多期待，期望在他的带领下开疆拓土、蓬勃发展。但实践证明，Shoemaker并不是一个很好的管理者，常常显得热情有余，能力不足。他更喜欢专注于单一事物，对细枝末节往往缺乏耐心。一项重大研究经费因为他的粗心差点泡了汤，一些同事颇有微词。但他对学生、对教学却有着自己的独到见解。他认为在课堂上讲讲课，在实验室里做做实验，再走马观花式的到野外转两圈已经吸引不了学生的注意力。要把课堂尽量搬到野外，大自然才是最好的老师，学生才能获得更好的知识体验。3年后，他辞去了系主任，转身投入他更感兴趣的科学研究，特别是在古地磁领域成绩卓著。虽然人类很早就知道磁性，但是磁性测量却是近来的事情。在板块构造理论构建过程中，磁性测量更是发挥了举足轻重的作用。面对这一新兴领域，Shoemaker分别在加州理工学院与美国地质调查局Fagstaff基地建立了两家古地磁实验室，研究他一生为之痴迷的科罗拉多高原上的岩石地层。他将磁性测年反推到了古生代，赢得瞩目成绩的同时也引起同行的质疑。双方各执一词，互不相让，甚至带有恶意讽刺挖苦。争论本来就是科学中的一部分，只有争论科学才能取得进步，漠视其实是一种无声的伤害。

虽然Shoemaker对阿波罗计划不重视科学有些失望，但也给了他重新深入思考小行星与彗星的契机。这些小行星与彗星其轨道、其量、其质、其形若何？他离开了月亮，奔向了无边的黑夜，搜寻那些有朝一日可能会与地球相撞的小行星与彗星的身影。近地小行星有三类，分别是阿莫尔型（Amors）、阿波罗型（Apollos）与阿登型（Atens）。其中阿莫尔型不会穿越地球轨道，但会靠近，而阿波罗型与阿登型则会穿越地球轨道。Shoemaker遇到了兴趣相投的Eleanor Helin，双方一拍即合，决定联合开展研究。加州理工学院运营的帕洛玛山天文台（Palomar Observatory）为他们开展调查提供了得天独厚的条件。帕洛玛山天文台拥有一台18英寸的Schmidt广角、大视场望远镜，非常适合巡天观测。1973年项目正式启动，初期设备故障频发，汗水与泪水交织，而收获却寥寥。但坚持就是胜利，项目运行五年，他们总共发现了12颗近地小行星，虽数量不多，已超过去百年之和。

图3 近地小行星类型

来自https://explainingthefuture.com/resources_from_space.html，有修改

1980年，三个孩子已长大成人，离开了家门。Carolyn一时变得无所适从，急于寻找一份工作，能引起她的兴趣，值得投入无尽的时间和精力并激发她的思考。Shoemaker建议她尝试一下小行星搜寻。只用了短短两年时间，Carolyn就熟悉了观星流程，能够熟练使用望远镜，只是对她这个习惯早起的人要一直待在望远镜旁度过慢慢长夜是一种痛苦的煎熬。与此同时，Shoemaker与Helin渐生嫌隙，最终分道扬镳，各从事自己的项目。夫妻合作，齐力断金，在经过一段困难的时期后，事业渐入佳境。配合立体显微镜，再加上Carolyn对微小事物的敏感直觉天分，许多小行星和彗星被发现，她成为新时代的“彗星猎手”。此前这一荣誉属于德国天文学家卡洛琳•赫歇尔（Caroline Herschel，1750-1848），她是历史上第一位以科学工作为职业并获得报酬的女性，幼年因伤寒和天花导致身材矮小（约1.3米），脸有疤痕，1786-1797年间，她利用一台小型望远镜共发现了8颗彗星。Shoemaker-Levy9（简称SL9）彗星的发现将这项事业推向了高潮，成为Shoemaker职业生涯最华丽的篇章。1993年3月23日晚，夫妻二人与天文爱好者大卫•列维（David Levy，也是Shoemaker的传记作者）像往常一样，使用18英寸望远镜搜寻近地天体。当时天气条件并不理想，层云遮蔽了天空，但他们还是透过“云洞”于木星附近发现了一个模糊的、异常的天体。Carolyn在比对观测底片时注意到它的形状很奇特，“看起来像一颗压扁的彗星”。3月27日，这一发现通过国际天文学联合会的通告正式公布。随着观测的深入，这颗彗星展现出了前所未有的奇特之处：它并非一颗完整彗星，而是由约21块碎片组成的“珍珠链”状天体，长度达到惊人的16万公里以上，可绕地球四圈。研究表明，这颗彗星原本绕太阳运行，但其轨道与木星相近，偶然掠过木星时，被木星强大引力捕获，成为了一颗环绕木星公转的“彗星型卫星”。这是人类首次发现这样的天体。进一步的轨道回溯揭开了它奇特形态的成因，并带来了一个惊人的预测：在1992年7月7日前后，这颗彗星曾运行到距木星表面仅约4万千米的位置，大大小于两者的“洛希极限距离”（约20万千米），木星强大的潮汐力将结构松散的彗核撕裂成了众多碎片，随后，这些慧核之间的距离越拉越远，最终伸展为直线状，从而成就了这一大奇观。更出人意料地是，这颗彗星将于1994年7月撞向木星。最终撞击如期而至，从7月16日一直持续到22日，科学家们通过天文望远镜，看到木星表面升腾起宽阔的尘云，高温气体直冲至1000千米的高度，并在木星上留下了如地球般大小的撞击痕迹。大自然用自己独有的方式来验证或否定凡人想法，但很少像1994年夏天的这场木星烟火，如此惊人地证实一个人的工作是如此正确无误（指Shoemaker推断SL9的成因）。

图4 Shoemaker-Levy9彗星

来自http://www.americaspace.com网站

1997年7月，夫妇二人在澳大利亚考察撞击坑的路上遭遇车祸，Shoemaker 当场身亡，Carolyn身负重伤。为了纪念这位伟大的科学家，1998年1月美国宇航局将Shoemaker的少许骨灰装载在了月球勘探者号探测器上，飞向月球。1999年7月，探测器完成工作任务，按地面指令撞击月球南极点附近，自行坠毁的同时也完成了最后一个使命——让Shoemaker永远留在月球上。与他一同被留在月球上的还有一段《罗密欧与朱丽叶》中的名句（And, when he shall die……如下）。2020年著名金属乐队Nightwish（夜愿）创作了一首感人肺腑的歌曲——《Shoemaker》（哔哩哔哩网站），得到世人广泛赞誉。这首歌不仅记录了一位科学家的生平，更是对人类探索精神的致敬。

待他魂归高天

And, when he shall die

化做繁星万千

Take him and cut him out in little stars

引得苍穹璀璨

And he will make the face of heaven so fine

深沉夜幕依恋

That all the world will be in love with night

不再骄阳艳羡

And pay no worship to the garish sun

图5 “月球勘探者”号探测器将Shoemaker骨灰携带到月球

（艺术构想）

来自https://makingnewworlds.substack.com网站

人生一世，其意何在？从Shoemaker身上可窥一二。年轻时他像我们初入社会时一样努力工作，绘制地图，寻找铀矿。但这并非他心之所向，偶然之间，他有了初登月球梦想，那更像是痴人说梦，黄粱笑谈。但他深藏心间，坚信不疑，偶然看到陨石坑，他证实为撞击成因，进而延伸到月球。太空时代来临，给他施展才能提供了难得的机会。他参与了众多太空项目，特别是阿波罗登月计划，培训宇航员，将科学带入工程。正当他登月梦想就要实现之际，一场疾病如暴雨不期而至，夺走了他的月亮。他没有气馁，而是以另一种姿态迎风而立。至此他已做得足够好，但他并没有知足，而是回归母校，进而又有了磁性测量与巡天寻找近地小行星计划，还抽出时间深入澳大利亚等地寻找陨石坑……他有激情有梦想，充满好奇与兴趣，满腹探索与冒险，并脚踏实地，不知疲倦。他那温暖、闪烁的人情味，那始终如一的慷慨胸襟，那治学上的诚实坦率，那望着伴侣时眼中的浪漫与爱意，以及他对生活永不倦怠的热忱将永远感染世人。他是天体地质学的创始人，行星地质学的奠基者，他把人类的情感喷洒于宇宙万物之上，他虽已远去，却化作了夜空中永恒的星光，继续指引着所有仰望星空的人。岁月不饶人，星光不等人，唯有将时间精力投入自己所挚爱的事业，勇往直前，大爱无疆，才能永葆青春，风情常驻。

……

他在摇篮里躺着，对母亲微笑，

一手拿着锤子，一手握着石块，

夜深时分，你会听到他低唱，

我只是去往月亮，恰好路过这个地方，

……

歌曲回荡，余音绕九天三世而不绝，愿他在群星间永世安眠。

后记 去年读《historical geology》，恐龙灭绝——“小行星撞击说”映入眼帘。我很想把这个“学说”的来龙去脉搞清楚，便购买了Walter Alvarez的书籍，里面提到Shoemaker。我近几年对从地质学横跨到其他学科且取得辉煌成就的科学家感兴趣，也对天文学兴趣浓厚，因为我认为它代表了人类未来。Shoemaker无疑符合我的阅读标准。我花了几百元买来了他的传记，前前后后读了4-5个月，常常感动的热泪盈眶。也在思考一个问题：一个人的兴趣如何变成一个人的事业并在时代的浪潮中极大程度发挥。人类的情感是维系社会进步的纽带，一个人身躯会老去，但精神一直年轻。所以19岁的人和90岁的人交谈没有任何问题，翻阅历史我们总也能找到心神相通的人。一时之间我满脑子都是Shoemaker的身影，看着自己的英雄，心中感觉丝丝温暖，即使他已不在人世，归道多时，他的音容笑貌，丰功伟绩一直如在眼前。人生三杯酒，兴趣、冒险与探索；人生三道菜，独立、自由与情爱。有酒有菜，就是最好的人生。需要说明的是，最后那段歌词并非Nightwish的《Shoemaker》，而是Shoemaker在USGS退休时，一位地质学家创作的《Just Passing By on My Way to the Moon》中的一段。

主要参考文献

1.David H.Levy.2002.Shoemaker—the man who made an impact. Princeton University Press

2.Susan W.Kieffer.2015.Biographical memoir—Eugene M.Shoemaker 1928-1997. National Academy of Sciences

3.Satyaloke Chattopadhyay.2021.The man born on the Earth, buried on the Moon. Science Reporter

4.Carolyn S.Shomaker.1999.Ups and downs in planetary science. Annu. Rev.Earth Planet.Sci.1-17

5.Mary G.Chapman.2001. Eugene M.Shoemaker and the Integration of Earth and Sky. GSA Today.20-21

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