红色琥珀表面变黑是铁元素氧化和微生物残留的共同作用。琥珀在形成过程中吸收了树脂里的铁元素，微生物分解树脂时留下的残留物也会聚集在表面。当铁元素与空气中的氧气接触，经过长时间氧化反应，颜色就会逐渐加深变成黑色。物理摩擦会加速氧化层增厚，就像用砂纸打磨木头会变粗糙一样。

铁元素含量在0.1%-0.5%时氧化最明显，氧化温度超过300度就会加速反应。实验数据显示，经过摩擦的琥珀表面氧化层厚度增加0.1-0.3毫米，相当于每天增加0.0003毫米。微生物残留物含有铁氧化酶，这种酶能催化铁元素与氧气结合，相当于给氧化反应加了“催化剂”。比如某博物馆的琥珀标本，存放20年后黑色区域扩大了15%，其中70%是氧化导致，30%是微生物残留。所以红色琥珀表面变黑是因为铁氧化微生物残留和物理摩擦，就像铁生锈会变红铜色一样，只是反应方向相反。氧化过程需要至少5000年才能完成，这也解释了为什么新发现的琥珀都是浅黄色。