中國科研團隊首次發現月球“鐵銹”

大型撞擊點燃“氧氣焊槍”，月球演化研究實現重大突破

11月16日，國家航天局公布，我國科研團隊近日通過分析嫦娥六號從月球背面南極-艾特肯盆地采回的樣品，首次發現大型撞擊事件成因的微米級赤鐵礦和磁赤鐵礦晶體。這一發現不僅顛覆了“月球高度還原”的傳統認知，更為困擾科學界數十年的月球磁異常成因提供了樣品實證，是月球演化研究中的重大突破。

赤鐵礦，俗稱“鐵銹”，是地球上常見的三價鐵氧化物。但在沒有大氣保護、無液態水的月球表面環境下，其形成曾被認為是“不可能的任務”。山東大學空間科學與技術學院副院長凌宗成教授解釋道：“月球過去一直被科學界視作高度還原環境，缺少氧化作用的關鍵證據，特別是赤鐵礦等高價態鐵氧化物。但這次我們發現了三價鐵礦物，說明月球局部區域曾發生強氧化反應。”

本次研究發現了月球也會“生銹”，且與地球上的“鐵銹”并非“一個模子刻出來的”。雖然月球赤鐵礦的成分和地球上一樣都是三氧化二鐵，成因卻存在明顯差異，研究團隊提出，本次研究的赤鐵礦的形成與月球歷史上的大型撞擊事件密切相關。“就像在真空環境中突然點燃了一把‘氧氣焊槍’——撞擊瞬間的高溫高壓使月表礦物汽化，形成短暫的高氧逸度環境，使隕硫鐵等礦物發生脫硫反應，釋放出的鐵離子被迅速氧化，最終冷凝沉積為微米級晶質赤鐵礦和磁赤鐵礦。”凌宗成形象地比喻這一過程。

月球表面長期存在的局部磁場異常現象一直是行星科學領域的謎題。盡管通過遙感探測早已確認了月球表面存在磁異常區域，但其具體成因和礦物載體始終未能明確。“這一反應的中間產物為具有磁性的磁赤鐵礦和磁鐵礦，極可能是南極-艾特肯盆地邊緣磁異常的礦物載體，這是首次用樣品實證為其成因提供直接線索。”凌宗成表示，這一發現不僅為理解月球磁場異常提供了新的視角，也為月球資源原位利用提供了新的科學依據，“但目前樣本量極小，尚需更多探測任務驗證”。

2024年，嫦娥六號成功從月球背面南極-艾特肯盆地采回樣品，為本次科學發現創造了前提。嫦娥六號著陸的南極-艾特肯盆地，是太陽系巖石質天體上已知最大、最古老的撞擊盆地，其形成時的撞擊規模遠超月球其他區域，為探索特殊地質過程提供了獨特場景。

此次研究由山東大學牽頭主導，聯合中國科學院地球化學研究所、云南大學等多家單位共同完成，得到國家航天局月球樣品的支持。“我們負責樣品物理性質分析、光譜測試等基礎性工作，前期篩選了上千條數據，才鎖定光譜異常信號。”凌宗成介紹，發現異常后，山東大學主動聯系合作單位，充分發揮各自在光譜分析和微區地球化學分析等方面的專業優勢，經過一年多協同攻關，最終確認了三價鐵礦物的存在。

面對微米級別的研究樣本，研究團隊聯用微區電子顯微譜學、電子能量損失譜技術、拉曼光譜技術，確認月球原生赤鐵礦顆粒的晶格結構以及獨特的產狀特征。該成果已發表在國際學術期刊《科學進展》上，團隊17位作者中，山東大學研究人員占12位，包括多名研究生、青年教師和實驗技術人員。“我們將沿用這種在實戰中培養人才的模式，進一步加強行星科學學科建設，鼓勵學生參與國家深空探測任務，在重大工程中錘煉青年人的專業能力和創新精神，為我國深空探測事業培養更多優秀人才。”凌宗成說。

（大眾新聞記者 苑文颯）