對中國嫦娥六號月球土壤樣本的一項新分析揭示了一個科學家未曾預料會在月球上發(fā)現(xiàn)的物質(zhì) —— 微小的鐵銹顆粒。研究團隊在樣本中識別出微米級的赤鐵礦和磁赤鐵礦晶體，二者均為鐵的氧化物。

迄今為止，月球一直被認為缺乏鐵氧化所需的氧氣條件，因此這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了關(guān)于月球表面化學的長期觀點，并可能有助于解釋在多個區(qū)域探測到的神秘磁異?，F(xiàn)象。

這項經(jīng)過同行評審的研究成果發(fā)表于《科學進展》期刊，來自一個由山東大學牽頭，中國科學院地球化學研究所和云南大學參與支持的研究團隊。該團隊在嫦娥六號樣本中識別出微米級的赤鐵礦和磁赤鐵礦晶體 —— 這一發(fā)現(xiàn)表明，先前未知的表面過程可能已在數(shù)十億年間持續(xù)塑造著月球。

發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)數(shù)十年固有認知

數(shù)十年來，科學家們認為月球缺乏鐵氧化所需的條件，使得其表面幾乎不存在鐵的氧化物。盡管阿波羅任務(wù)曾探測到一些含三價鐵的物質(zhì)，如磁鐵礦和氫氧化鐵，但該發(fā)現(xiàn)很快被否定。1971年的一項里程碑式研究認為，這些化合物無法在月球表面穩(wěn)定存在，很可能是樣本返回地球后受到污染的結(jié)果。據(jù)報道，這一觀點塑造了半個多世紀的科學思維，強化了月球是一個干燥、強還原環(huán)境，鐵沒有自然生銹途徑的看法。

近年來，隨著遙感數(shù)據(jù)和月球樣本表明鐵氧化在月球上可能比以往認為的更常見，這一假設(shè)開始動搖。自2020年起，月球礦物測繪儀的觀測顯示，在高緯度地區(qū)廣泛存在赤鐵礦（一種高度氧化的礦物）。隨后在2022年，對嫦娥五號樣本的先進顯微分析揭示了納米級磁鐵礦的蹤跡，為月球表面可以發(fā)生氧化過程增添了更多證據(jù)。

樣本表明鐵銹是月球地質(zhì)固有組成部分

通過研究去年六月返回的嫦娥六號樣本，中國科學家首次識別出微米級的赤鐵礦顆粒，證明這些鐵的氧化物是月球地質(zhì)的天然組成部分。為理解三價鐵如何在月球上形成，研究人員檢驗了數(shù)種可能機制，并排除了其他一些可能性。

他們發(fā)現(xiàn)，氧化的鐵礦物主要出現(xiàn)在月球土壤角礫巖中 —— 這些巖石是由隕石撞擊的極端高溫和壓力將碎片熔合而成 —— 而在未經(jīng)擾動的古老火山巖碎片中則沒有此類礦物。研究人員認為，赤鐵礦顆粒是由巨大的撞擊事件產(chǎn)生的，例如那些在月球遠側(cè)形成了南極-艾特肯盆地和阿波羅環(huán)形山的撞擊。

嫦娥六號的著陸點所在地 —— 南極-艾特肯盆地，是太陽系中最古老、最大的撞擊盆地之一；它經(jīng)歷了多次重大碰撞，且未受后期火山熔巖流的影響，使其成為保存遠古撞擊成因礦物的理想地點。

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