中國科研團隊首次發(fā)現(xiàn)月球“鐵銹”

大型撞擊點燃“氧氣焊槍”，月球演化研究實現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)不僅顛覆了“月球高度還原”的傳統(tǒng)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(tài)水的月球表面環(huán)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(huán)境，缺少氧化作用的關鍵證據，特別是赤鐵礦等高價態(tài)鐵氧化物。但這次我們發(fā)現(xiàn)了三價鐵礦物，說明月球局部區(qū)域曾發(fā)生強氧化反應?！?/p>

本次研究發(fā)現(xiàn)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(huán)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(huán)境，使隕硫鐵等礦物發(fā)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?！绷枳诔尚蜗蟮乇扔鬟@一過程。

月球表面長期存在的局部磁場異?，F(xiàn)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(qū)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?！绷枳诔杀硎?，這一發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)創(chuàng)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(guī)模遠超月球其他區(qū)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(lián)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?！拔覀冐撠煒悠肺锢硇再|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?！绷枳诔山榻B，發(fā)現(xiàn)異常后，山東大學主動聯(lián)系合作單位，充分發(fā)揮各自在光譜分析和微區(qū)地球化學分析等方面的專業(yè)優(yōu)勢，經過一年多協(xié)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(lián)用微區(qū)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(fā)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?！拔覀儗⒀赜眠@種在實戰(zhàn)中培養(yǎng)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(yè)能力和創(chuàng)新精神，為我國深空探測事業(yè)培養(yǎng)更多優(yōu)秀人才?！绷枳诔烧f。

（大眾新聞記者 苑文颯）