月球曾經(jīng)經(jīng)歷了一段艱難時期。在它形成后的幾百萬年里，它經(jīng)歷了天文學(xué)家們稱之為“晚期重炮轟”的時期。在這段時間里——從大約4.1年到38億年以前——月球（實際上整個太陽系內(nèi)部）經(jīng)受了來自行星際碎片的無休止的炮擊。在月球上，這引發(fā)了一系列的火山爆發(fā)，使其表面形成了地獄般的景象，充滿了綿延數(shù)百英里熔巖流。
（在科學(xué)家的觀念中，月球上的Imbrium盆地在35億年前爆發(fā)了火山活動，釋放出大量的氣體云，如此之快以至于形成了一個暫時的月球大氣。）
在最近發(fā)表在《地球與行星科學(xué)快報》上的一項研究中，兩位研究者發(fā)現(xiàn)，在3到40億年前，當(dāng)原始的月球經(jīng)歷了如此劇烈的火山活動時，它噴出的氣體足以產(chǎn)生一種相對厚實的大氣層，這種大氣層持續(xù)了大約7000萬年。盡管按照月球的標(biāo)準(zhǔn)，這種大氣層非常厚，但與地球的大氣相比就相形見絀了。在其密度最高（大約35億年以前），月球的大氣層會產(chǎn)生大約1千帕的氣壓，而在地球的海平面上，我們經(jīng)歷了大約100千帕的壓力。為了計算古代月球大氣中存在的氣體數(shù)量，NASA馬歇爾太空飛行中心的研究科學(xué)家、高級研究員、月球和行星研究所(LPI)的戴維·A·克林(David A. Kring)分析了月球表面上的古代熔巖流，以及阿波羅15和17次飛行任務(wù)期間收集的月球巖石。通過檢查巖石，研究人員確定了存在何種類型的氣體，同時繪制凝固的熔巖流圖使他們能夠估計所產(chǎn)生的氣體總量。
（在科學(xué)家的概念中，月亮是在“晚期重炮轟”（上圖）期間和今天（下圖）中顯示的。）
在阿波羅巖石樣本中，研究人員發(fā)現(xiàn)了一氧化碳、氫和氧（水的成分）、硫和其他一些揮發(fā)性氣體的證據(jù)。此外，研究人員利用這些巖石來計算月球火山活動最劇烈的時期——大約是3.8年和35億年以前。這一工作戲劇性地改變了我們對月球的看法—從一個沒有空氣的巖石體變成了一個曾經(jīng)被比現(xiàn)在火星周圍更為普遍的大氣層所包圍的天體。
（月球表面的這個時間序列顯示了玄武巖——一種暗色的顆粒狀火山巖——是如何在5億年內(nèi)變化的。紅色區(qū)域顯示了火山副產(chǎn)品的新沉積物。）
盡管絕大多數(shù)的月球大氣逃脫了月球的引力而漂向太空，但有些氣體可能已經(jīng)沉入月球兩極附近冰冷、陰暗的隕石坑。如果是這樣，這些易揮發(fā)的氣體可能被封存在結(jié)冰的沉積物中，形成了空氣和燃料的儲存庫，宇航員可以將這些氣體用于未來的月球及其他任務(wù)。在這種情況下，也許月亮的艱難時刻是值得的。因為它為我們提供了能源。
