如今的月球布满尘埃、陨石坑，并且很大程度上是惰性的，但它却有着一段迷人的地质历史。普遍接受的理论是，月球是由一颗原行星与地球发生灾难性碰撞形成的，这使得月球表面经历了数千年的岩浆海洋。这片海洋最终冷却形成了月球地壳，但火山活动却持续了数百万年。
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以往的证据表明的要长得多。这项研究检查了嫦娥五号任务采集的火山玻璃珠。该任务于 2020 年 12 月登陆月球，研究发现这些玻璃珠大约形成于 1.2 亿年前。这项研究展示了这类研究是多么艰苦：它对 3000 颗微小的玻璃珠进行了一系列测试，仔细甄别它们之间的细微差别，以确定哪些是由火山活动产生的。
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玻璃的形成是一个复杂的过程，但在这个背景下，关键机制是当物质被加热到熔点以上，然后凝固成一种缺乏规则原子结构的非晶体固体时就会产生玻璃。火山岩浆肯定能提供足够的温度来熔化月球表层土，因此玻璃可以是火山活动的标志。然而，火山活动并不是唯一能产生这种高温的过程。像小行星撞击月球表面这样的天体也能做到这一点，因此，要从嫦娥五号的玻璃珠中获取有关月球火山活动的信息，研究人员首先必须确定这些玻璃珠（如果有的话）中有哪些是由火山热量产生的。
第一步是检查玻璃珠的氧化镁 (MgO) 含量以及 MgO 与氧化铝 (Al2O3) 的比例。对阿波罗 16 号任务采集的样本进行的检查表明，火山玻璃的 MgO 含量相对较高，并且 MgO 与 Al2O3 的比例也相对较高。只有 13 颗玻璃珠符合这些标准。
然而，该论文也指出，这种方法并非万无一失：“大约 3% 的……之前在阿波罗样本中确定的撞击玻璃也具有与火山成因一致的比例。”然后，研究人员开始检查玻璃中的镍 (Ni) 含量：撞击产生的玻璃含有相对较高的 Ni 含量，“因为其中融入了撞击物的物质”，而火山玻璃的 Ni 含量则与 MgO 含量相关。
一旦排除了镍含量过高的玻璃珠，研究人员又进行了更多测试，这次他们检查了玻璃中硫同位素的组成。测试完成后，在最初的约 3000 颗玻璃珠样本中，只剩下精确的 3 颗不起眼的玻璃碎片，每颗直径不到一毫米。
尽管如此，这 3 颗玻璃珠很可能会颠覆我们对月球火山活动历史的认识。研究人员通过一种称为铀-铅测年的方法对它们进行了测定，发现它们的年龄大约为 1.2 亿年，这意味着月球上的火山在 1.2 亿年前仍然活跃。考虑到之前的证据——包括对嫦娥五号物质的其他研究——只证实了月球上的火山活动持续到大约 20 亿年前，这一结果提出的问题与它解答的问题一样多。
该论文推测，产生这些玻璃珠的火山活动可能是由“放射性生热引起的，产生了局部热异常，从而引发了月球地幔的部分熔融”。然而，他们得出结论，最终“尚不清楚月球如何在如此晚的阶段仍然保持火山活动”。看来，我们最近的邻居仍将保留一些秘密更长一段时间。
