该分析发表在《科学进展》杂志上，使用一种称为二次离子质谱 (SIMS) 的技术来研究从阿波罗 15 号和 17 号任务返回的火山玻璃，这些火山玻璃被认为代表了月球上一些最原始的火山物质。该研究专门研究了硫同位素组成，它可以揭示熔岩从生成、运输和喷发过程中化学演化的细节。

“多年来，似乎分析的月球玄武岩样品的硫同位素比率变化非常有限，”布朗大学地质学教授、研究合著者阿尔贝托萨尔说。“这表明月球内部具有基本均匀的硫同位素组成。但使用现代原位分析技术，我们表明火山玻璃的同位素比率实际上具有相当广泛的范围，这些变化可以解释为月球历史早期的事件。”

感兴趣的硫特征是“重”硫 34 同位素与较轻硫 32 的比率。对月球火山样本的初步研究发现，它们一致地倾向于较重的硫 34。几乎均匀的硫同位素比率与月球样品中检测到的其他元素和同位素的巨大变化形成对比。

这项新研究观察了 67 个单独的火山玻璃样品及其熔体内含物——被困在玻璃内部晶体中的微小熔岩团。熔体包裹体在硫和其他挥发性元素在喷发期间以气体形式释放之前捕获熔岩 - 这一过程称为脱气。因此，它们提供了原始熔岩来源的原始图片。使用卡内基科学研究所的 SIMS，Saal 和他的同事、已故卡内基科学家 Eric Hauri 能够测量这些原始熔体夹杂物和玻璃中的硫同位素，并使用这些结果来校准脱气过程模型所有样品。

“一旦我们知道了脱气，我们就可以估算出产生这些熔岩的来源的原始硫同位素组成，”萨尔说。

这些计算表明，熔岩来自月球内部的不同储层，具有广泛的硫同位素比率。研究人员随后表明，在样本中检测到的数值范围可以用月球早期历史中的事件来解释。

例如，一些火山玻璃中较轻的同位素比率与早期熔融月球的铁芯分离是一致的。当铁芯与行星体中的其他物质分离时，它会带走一点硫。吸收的硫往往是较重的硫 34 同位素，剩下的岩浆富含较轻的硫 32。