我國月球科學研究近日取得一項里程碑式進展。科研團隊通過對嫦娥六號任務采集的月背南極-艾特肯盆地樣品進行系統分析,首次發現微米級赤鐵礦與磁赤鐵礦晶體,為月球氧化反應機制提供了全新解釋,同時為該區域磁異常現象的成因提供了直接證據。相關成果已發表于國際權威期刊《科學進展》。
研究團隊發現,月球表面存在與地球截然不同的氧化過程。傳統認知中,月球因缺乏大氣層和水體,整體處于還原性環境,難以形成高價態鐵氧化物。然而此次在月背樣品中檢測到的赤鐵礦(α-Fe?O?)和磁赤鐵礦(γ-Fe?O?),其晶體結構與形成機制均與地球環境下的鐵銹存在本質差異。科研人員通過透射電子顯微鏡觀測到,這些微米級晶體呈現出獨特的高角度環形暗場特征,部分顆粒與隕硫鐵礦物形成接觸界面。
進一步分析表明,月球赤鐵礦的形成與大型撞擊事件密切相關。當直徑數十公里級的天體撞擊月表時,瞬間產生的高溫高壓環境會形成高氧逸度氣相,促使隕硫鐵等礦物發生脫硫反應。鐵元素在這種極端氧化條件下通過氣相沉積過程,逐步結晶形成赤鐵礦顆粒。研究特別指出,該反應鏈中的磁鐵礦和磁赤鐵礦中間產物具有強磁性,可能是南極-艾特肯盆地邊緣觀測到磁異常現象的物質基礎。
此次研究的突破性發現得益于嫦娥六號任務的特殊采樣位置。作為太陽系已知最大的撞擊盆地,南極-艾特肯盆地形成于約42億年前,其規模遠超月球其他區域。2024年執行的采樣任務精準獲取了盆地內部深層物質,這些保存完好的原始樣品為追溯月球早期演化歷史提供了關鍵線索。科研團隊通過對比不同區域樣品特征,證實即使在超還原背景下,特定地質事件仍能觸發局部氧化反應,這一發現修正了傳統月球環境模型。
該成果不僅刷新了對月球物質循環的認知,更為理解類地天體表面演化提供了新視角。研究團隊透露,后續將結合多波段遙感數據與實驗室模擬實驗,進一步探究撞擊能量與氧化產物之間的量化關系,為構建更精確的月球地質演化模型奠定基礎。










