如果你将玻璃暴露在开放环境中数亿年——没有空气，也没有流水——它会发生什么？我们可以通过研究月球上天然存在的玻璃来找到这些问题的答案。月球可能缺乏在地球上通常会风化岩石或矿物质的特征，但这并不意味着这颗卫星完全是惰性的。科学家们知道，长期的辐射暴露会在月球表面留下痕迹。现在，一项新的研究表明，亿万年的辐射照射似乎会使月球玻璃变硬，这是由一个团队在《科学进展》杂志上发表的研究得出的。
月球似乎并不是寻找玻璃的明显场所。但微小的玻璃球充斥着月球风化层——覆盖月球表面的岩石碎屑和其他松散物质。流星体不断轰击这些物质，将其熔化成微小的液滴。当熔化的风化层冷却下来时，就会凝固成玻璃。
玻璃不仅仅是一块填充窗户的易碎透明板。科学家们认为，玻璃是由液体快速冷却而形成的，其原子未能形成确定的结构。因此，一些科学家认为玻璃是其自身独立的物质状态。
而且，即使在月球上，玻璃也不会在亿万年内保持不变。尽管月球没有明显的大气层，也没有像地球那样风化岩石的流水，但月球表面受到我们地球大气层通常会过滤掉的东西的影响：辐射。有些辐射来自太阳；有些则作为宇宙射线从更远的地方到达。无论如何，经过亿万年的辐射照射，其影响会累积。
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地质学家长期以来一直对辐射如何影响月球土壤感兴趣。“这方面的研究已经进行了20年，”亚利桑那州立大学的空间材料科学家Rhonda Stroud说，她没有参与这项研究。Rhonda Stroud曾是该领域的研究者。
这项工作的大部分内容是取月球土壤的仿制品，称为模拟物，然后将其暴露在辐射下。但是，Stroud说，通过研究大量的材料很难了解单个粒子是如何反应的。“任何一个微小的尘埃颗粒或亚毫米级的玻璃球都可能拥有它自己的年龄，”她说。“东西会被掩埋，风化层会翻动。”
幸运的是，我们有来自月球任务带回地球的实际月球玻璃样本。最近，我们可以感谢嫦娥五号月球着陆器，它于2020年11月从中国起飞，不到一个月后带回了3.81磅的纪念品。嫦娥五号着陆点并未经历太多撞击，因此带回的玻璃量也相对较少。
尽管如此，科学家们还是从嫦娥五号的收获中筛选出了五颗特别的玻璃颗粒，每颗的宽度都与人类的头发差不多。他们用透射电子显微镜检查了每颗颗粒，以便观察其结构。他们还将一个微小的探针压在每颗颗粒上，以测试颗粒在受力时的反应。
随后，研究人员通过将样本加热到1100华氏度以上直至熔化，保持一分钟，然后使其冷却，来“修复”这些样本。他们对这些“年轻化”的样本重复了相同的显微镜和压力测试，从而能够估计出这些颗粒在月球上亿万年辐射照射之前是什么样子的。
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他们发现了一个工程师称之为杨氏模量的特性的巨大变化，杨氏模量衡量了材料需要多少力才能使其在一定长度内发生变形。如果研究人员修复后的样本有任何指示作用，那么长期的辐射照射使玻璃的杨氏模量增加了高达70%。更微妙的是，辐射似乎也使一些颗粒变硬。
这些发现可以帮助科学家弄清楚玻璃在其他星球的土壤中是如何表现的。研究团队认为，这也可能有助于我们理解我们在地球上制造的玻璃的行为。
事实上，该论文的作者认为，月球玻璃本身可能很快就会有用。在他们的设想中，月球居民可能会从月球风化层中筛出玻璃珠，并将它们转化为可用于车辆或栖息地的玻璃。
但并非所有人都能清楚地看到这类研究如何转化为实际基础设施。“太阳风的辐射非常非常慢，”Stroud说。“我认为我们不需要材料能承受数十亿年的照射。”
