当阿波罗宇航员在月球上意外发现闪烁的橙色珠粒时，他们并未意识到自己正凝视着剧烈火山活动的远古遗迹。这些微小却迷人的玻璃球体形成于数十亿年前，炽热的火山喷发将熔融液滴抛向空中，在太空中瞬间冷凝固化。如今，科学家运用1970年代尚不存在的先进仪器，以前所未有的精度对这些珠粒展开分析。这项研究为月球动态地质史开启了一个非凡窗口，揭示了火山喷发模式的演变过程，以及月球曾有的地质条件如何反映出当今地球上的爆炸性事件。
这些直径均小于1毫米的玻璃珠，形成于约33亿至36亿年前当时尚年轻的卫星表面火山喷发期间。「它们是我们拥有的最令人惊叹的地外样本之一，」圣路易斯华盛顿大学艺术与科学学院物理学副教授瑞安·奥格里奥尔表示，该大学保存着大量返回地球的月球样本。「这些微小玻璃珠是月球内部原始状态的完美封装体。」
通过运用阿波罗宇航员首次带回月球样本时尚未普及的多种显微分析技术，奥格里奥尔与研究团队得以细致观察月球玻璃珠表面的微观矿物沉积。这项针对古老月球遗迹的开创性研究发表于《伊卡洛斯》期刊，由布朗大学的托马斯·威廉姆斯、斯蒂芬·帕尔曼和阿尔贝托·萨尔主导。
研究部分依托于华盛顿大学的NanoSIMS 50设备——该仪器利用高能离子束分解微量物质样本进行分析。数十年来，华盛顿大学研究人员运用此装置研究行星际尘埃粒子、陨石中的前太阳系颗粒以及太阳系其他微小碎片。
研究整合了多机构技术手段——包括原子探针层析技术、扫描电子显微镜、透射电子显微镜及能量色散X射线光谱——以深入解析玻璃珠表面。「这些样本已保存五十年，如今我们终于拥有彻底解析它们的技术，」奥格里奥尔指出，「其中许多仪器在玻璃珠最初采集时是难以想象的。」
据奥格里奥尔阐释，每颗玻璃珠都承载着月球历史的独特印记。当月球火山将内部物质喷射至表面时，熔岩滴在月球周围的寒冷真空中瞬间凝固，形成这些珠体——有些呈亮橙色，有些为光泽黑色。「这些玻璃珠的存在本身表明月球曾发生爆发式喷发，类似当今夏威夷可见的熔岩喷泉现象。」由于起源特殊，这些玻璃珠的颜色、形态和化学成分与地球任何物质皆不相同。
玻璃珠表面的微量矿物可能与地球大气中的氧气及其他成分发生反应。为避免此情况，研究人员从样本深层提取玻璃珠，并在分析全程隔绝空气接触。「即便采用先进技术，这些测量仍极具挑战性，」奥格里奥尔强调。
玻璃珠表面的矿物（包括硫化锌）及同位素组成，成为探测35亿年前月球火山喷发期间不同压力、温度及化学环境的探针。对橙黑两色月球玻璃珠的分析揭示：火山喷发模式随时间推移发生变化。「这如同阅读古代月球火山学家的研究日志，」奥格里奥尔如是描述。