2022年初，有报道称中国嫦娥四号的“玉兔二号”月球车在月球背面发现了多颗厘米级“半透明玻璃球”，此结果以“TranslucentglassglobulesontheMoon”（月球上半透明的玻璃球）为题刊登在《科学通报》2022年第4期，引起轰动。

鹊桥号（鹊桥号中继星）

玉兔二号发现多颗厘米级玻璃球

从国家航天局发布的照片看，玉兔二号拍到的这几颗珠子确实不一般，最小的直径大约1.5厘米，最大的一颗接近4厘米，最关键的是它们看上去都很圆，在阳光照射下泛出珍珠一样的光泽，非常震撼！

玻璃球应该是半透明的

透明球体能在阳光照射下折射光线，从而在阴影区形成光斑，而玉兔二号拍摄的照片中并未见到类似的光斑，因此科学家推测这些小球至少应该是“半透明”的。

透明玻璃球会折射阳光产生光斑

嫦娥四号探测器着陆在月球背面靠近南极的巨大盆地里，据分析，这个巨型盆地本身就是几十亿年前天体撞击的结果，而在盆地里又散布着数以万计大小不同的撞击坑。3年来玉兔二号小心翼翼地前行，累计才走了1公里。但在这3年时间里，玉兔二号将所到之处从地面到地下都仔仔细细地探察了个遍，通过“鹊桥号”中继卫星传送回来大量科学数据，其中就包括这些小珠子的信息。

玉兔二号搭载了多套科学设备

有朋友说这是人类首次在月球上发现玻璃球，其实这不准确，因为早在半个世纪前，美国阿波罗宇航员从月球带回许多月岩样本，其中就包括大颗粒的“玻璃球”。只不过，阿波罗的“玻璃球”没这么圆，里边充满着杂质和孔洞。

准确地说，玉兔拍摄的小珠子是迄今为止人类找到的最大最圆的玻璃球。

美国阿波罗计划带回的“玻璃”球样本

玻璃球由什么构成？它是如何产生的，又怎么散布到荒凉的月球表面？这是科学家们最关心的问题。

在地球上，玻璃很常见，我们的窗户上都安装着大片玻璃，你的手机屏幕（折叠屏除外）大概率也是一种特殊的玻璃。人造玻璃大多用石英砂、硼砂、石灰石等多种无机矿物在高温下熔融，冷却后产生透明的硅酸钠、硅酸钙等硅酸盐非晶体。

玻璃能不能天然产生？答案是很罕见，但可以。在非洲北部荒凉的利比亚沙漠中就曾经发现一种黄色的“大沙海玻璃”，这种玻璃几乎是纯二氧化硅，需要在1600℃以上才能生成，火山熔岩达不到如此高的温度。3300年前，埃及法老图坦卡蒙的工匠们就用这种玻璃雕刻了一只晶莹剔透的“圣甲虫”，做为法老胸前的配饰。

利比亚玻璃陨石与图坦卡蒙胸饰

在捷克的波西米亚地区也出产一种天然玻璃陨石，与利比亚沙漠玻璃不同，波西米亚玻璃大多呈现绿色，但同样是半透明状。

波西米亚出产大量撞击玻璃

在地质学上，所有这些玻璃物质都有一个共同的名字——撞击岩，科学家们认为这是由陨石冲击变质作用导致的结果。

在我们居住的行星周围，曾经有数以百亿计大大小小的天体，这些岩石天体都以极高的速度绕太阳飞行，当被地球引力捕获时，它们就会以各种角度撞击到地面，撞击产生极大的瞬时压力和非常高的温度。科学家认为超过5GPa（1GPa=10000个标准大气压）的压强就可能导致岩石的变质作用，非常大的天体撞击能达到75~90GPa甚至更高的瞬时压强，同时产生超过1400℃的高温，巨大的压强和高温能熔融斜长石（一类常见的硅酸盐矿物），从而生成玻璃状物质。

大天体撞击地球有可能生成撞击玻璃

地球表面能找到的天然撞击玻璃不多，主要因为地球有厚而稠密的大气层，绝大多数小的天体在撞击地面之前就被空气分子耗尽了能量，强弩之末自然无法产生很高的压强，只有极少数大天体才能制造出撞击岩——而这都发生在几千万年之前。

月球表面没有大气层，小天体与月球相遇之前不会减速，因此即便是几厘米大小的石块撞击月面，也有可能制造出玻璃珠来。

陨石撞击的数字模拟

在阿波罗宇航员带回的月壤标本和嫦娥五号返回器收集的月壤样本中，都发现了大量玻璃微珠，这些小圆珠的直径大多只有几十微米，但它们散布在月球表面几乎所有地方。说明这种东西在月球上极为常见，并不是啥稀罕的物件。

微玻璃珠在月壤里很常见

当天体高速撞击月球表面，广泛分布的斜长石矿物在高温高压下瞬间熔融，同时被强大的冲击力抛向空中。月球表面的重力只有地球的六分之一，因此熔融物质能在空中飞行比较长时间，并且在飞行的过程中冷却，玻璃珠越小、或者飞行的时间越长，冷却得越充分，它就越接近圆球的形状。

撞击的高温高压使斜长石变成玻璃体

美国阿波罗16号宇航员带回的月岩中有一颗编号为65016的绿色玻璃珠，实际上它是个4厘米大小残破的中空碗状物体，宇航员在一个20米直径的撞击坑边缘发现了它并将其带回了地球。

与其它玻璃珠不同，65016号近乎透明，它含有44.2%的二氧化硅、26.5%的氧化铝、15.3%的氧化钙，以及少量其它物质，这些物质与玻璃珠附近的月壤成分并没有太大差别。经过取样实验，科学家认为这颗小珠子产生的温度为1360℃，冷却速度为每分钟2000℃，或许是在落回月面时摔破，又或许是在之后漫长的时间里被其它微流星砸到，65016变得残缺，但依然有非常高的科学价值。

65016号玻璃球多角度照片和主要成分

厘米级大小的玻璃珠只会产生于巨大的天体撞击，一方面强大的能量熔融足够多的岩石，同时也只有足够多的能量才能将熔融物更长时间地抛到空中，从而有足够多时间凝固。所以研究玻璃球不仅能获得碰撞的时间、撞击体的化学构成、碰撞能量等数据，还能由此推测出太阳系撞击历史和月球地质变化的情况、月壤物质变化等历史信息。

以后或许能在月球上生产玻璃

玉兔找到的玻璃球以后能不能采样回来咱不知道，美国阿波罗65016号月球玻璃珠已经证明了斜长岩被撞击后形成的玻璃体具有良好的透光性，玉兔二号拍摄的玻璃球是否也具备同样的特点？由于航天局没有完全公开信息（暂时没必要）我们暂时不得而知，若果真如此，以后我们就能用最低的成本在月亮上生产玻璃窗，这对于未来的月球基地来说无疑是个好消息。

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