月球上火山的存在时间可能比我们想象的要早得多

如今，月球布满尘土、陨石坑，且基本处于静止状态，但它却有着一段迷人的地质历史。普遍接受的理论认为，月球是由一颗原行星与地球之间的灾难性撞击形成的，数千年来，岩浆海洋一直覆盖着它。岩浆海洋最终冷却成月球地壳，但火山活动持续了数百万年。

火山活动究竟持续了多久一直是个谜。然而，9 月 5 日发表在《科学》杂志上的一篇新论文表明，火山活动持续的时间比之前的证据要长得多。这项研究检查了 2020 年 12 月登陆月球的嫦娥五号任务收集的火山玻璃珠，发现它们形成于大约 1.2 亿年前。这项研究表明了这类研究是多么艰苦：它涉及对 3000 个微小的玻璃珠进行一系列测试，寻找它们之间的细微差别，以确定其中哪些是由火山活动形成的。

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玻璃的形成是一种复杂的现象，但其关键机制是，当某种物质被加热到超过其熔点，然后凝固成一种缺乏规则原子结构的非晶态固体时，玻璃就会形成。火山岩浆当然可以提供足够的热量来熔化月球风化层，因此玻璃可能是火山活动的明显迹象。然而，火山活动并不是唯一能产生这种温度的过程。陨石等物体与月球表面相撞也能产生这种温度，因此，为了从嫦娥五号的玻璃珠中获得有关月球火山活动的任何信息，研究人员首先必须确定这些珠子中哪些（如果有的话）是由火山热量产生的。

第一步是检查珠子的氧化镁 (MgO) 含量以及氧化镁与氧化铝 (Al ₂ O ₃ ) 的比例。对阿波罗 16 号任务采集的样本进行检查后发现，火山玻璃的氧化镁含量相对较高，氧化镁与_氧化铝的比例也相对较高_。只有 13 颗珠子符合这些标准。

然而，该论文还指出，这种方法并非万无一失：“阿波罗样本中先前发现的撞击玻璃中，约有 3% 也具有与火山起源相符的比率。” 随后，作者开始研究玻璃中的镍 (Ni) 含量：撞击产生的玻璃“由于撞击物材料的加入”，Ni 含量相对较高，而 Ni 火山玻璃的含量与 MgO 含量相关。

除去镍含量过高的珠子后，研究人员进行了更多测试，这次是检查玻璃中硫同位素的成分。完成后，他们只剩下三片不起眼的玻璃，每片直径不到一毫米，来自大约 3,000 片初始样本。

尽管如此，这三颗珠子可能会颠覆我们对月球火山活动历史的理解。研究人员通过铀铅测年法对它们进行了测年，发现它们大约有 1.2 亿年的历史，这意味着 1.2 亿年前月球上就有火山活动。考虑到之前的证据（包括对嫦娥五号材料的其他研究）只证实了月球上的火山活动一直持续到大约 20 亿年前，这一结果在解答问题的同时，也引发了许多问题。

论文推测，产生玻璃珠的火山活动可能是由“放射性加热，产生局部热异常，引发月球地幔部分熔化”引起的。然而，他们得出结论，最终“尚不清楚月球如何在如此晚期的阶段仍保持火山活动”。看来，我们最近的邻居将在未来一段时间内保留一些秘密。