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隨著人類最近再次進行繞月飛行任務探索月球背面，登月探索再次成為全球焦點。香港中文大學（中大）與美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）最近一項合作研究，為月球火山玻璃[1]的形成過程提出了全新解釋，揭示月球火山噴發對月球表面環境的影響可長達數年之久，更新了科學界過往的認知。

長期以來，科學界普遍認為月球火山玻璃是火山噴發的岩漿快速冷卻並脫氣而形成。然而，研究團隊分析阿波羅17號帶回地球的著名樣本「74220」[2]（橙色火山玻璃珠）後發現，月球火山噴發物在空中飛行時，並不會一次性流失所有氣體成分；相反，當它們落回月表並被周圍物質掩埋後，仍會在接下來的數年間，一邊緩慢冷卻，一邊持續「呼氣」釋放氣體。這項研究將有助科學界重新評估月球火山活動對月球環境的長期影響，並為研究月球內部的水資源和其他揮發性物質（如硫、氯和氟）提供嶄新路徑。研究成果日前已於國際頂尖科學期刊《自然通訊》（Nature Communications）上刊登。

打破火山玻璃珠「短暫脫氣」的傳統認知

火山玻璃珠是研究月球組成的重要關鍵。科學家普遍認為，這些細小玻璃珠來自月球深處，像時間囊一樣保留了月球內部水分和其他揮發性物質的重要信息。然而，這些玻璃珠在火山噴發和冷卻過程中，會流失部分水分及揮發物質，因此若要準確推算月球內部原本的含水量和其他元素，就必須先了解這些物質是在「何時」以及「如何」流失。

為解開謎團，研究團隊深入分析樣本「74220」中處於不同冷卻與脫氣階段[3]的火山玻璃珠。團隊結合擴散、揮發，與冷卻的電腦模型，重新建構出噴發物從月球地底噴出到完全冷卻的整個過程。

結果發現，若按照科學界傳統的假設——如果玻璃珠僅在噴發後數分鐘的飛行過程中脫氣，將無法解釋阿波羅17號樣本中極低的揮發物含量。因此，研究團隊提出嶄新觀點：玻璃珠落回月表後，很可能被火山噴發形成的其他沉積物掩埋，沉積物就像「保溫箱」一樣，令玻璃珠並未迅速冷卻，而是在接下來的數年間，持續緩慢地釋放出揮發物。

研究有助推動未來月球探索

據現今科學界理解，月球存在水資源，主要以水冰的形式集中在月球兩極的永久陰影區之中。研究團隊表示，是次研究不僅改寫了科學界對阿波羅17號樣本的詮釋，更可能改寫科學界對月球水資源的理解。團隊指，若月球火山噴發物在落回月表後仍可以長期釋放氣體，這種持續的氣體釋放對於維持月球局部、短暫的大氣層具有潛在的關鍵作用，並對月球的揮發物循環有著重要影響，甚至有助解釋月球水冰的形成機制 。

研究共同第一作者，中大地球與環境科學系詹彥教授表示：「研究顯示，月球火山噴發可能並不只是單一的短暫事件，其後續影響亦可能持續多年。這不但影響人類如何理解阿波羅樣本所記錄的月球內部訊息，也可能改變我們對月表水分和其他揮發成分如何在月球上遷移的理解。」

研究共同第一作者，美國加州大學洛杉磯分校倪鵬教授表示：「阿波羅17號火山玻璃珠一直是研究月球內部成分的重要樣本。我們的研究顯示，如果忽略這些噴發物落回月表後經歷的長期冷卻和持續脫氣過程，科學家就可能低估月球內部原本含有的揮發物數量和成分。」

團隊表示，這次研究將有助科學界重新評估月球火山活動對月表環境的長期影響，並為未來月球樣本研究、月球水資源演化、月球極區冰形成的機制，以及短暫大氣層的形成，提供嶄新的研究路徑。

研究全文，請參閱：https://www.nature.com/articles/s41467-026-69087-8

[1] 火山玻璃是岩漿快速冷卻時形成的無定形體（未結晶產物）。

[2] 阿波羅17號樣本74220是橙色的月球土壤樣本，是極其罕見的月球火山碎屑沉積物，由類似噴泉般的火山噴發（熔岩泉）所形成。

[3] 脫氣階段泛指礦物或岩石在受熱、減壓等環境下釋放內部封存氣體（如水氣、二氧化碳、硫化物）的過程。