我國月球科學研究近日迎來重大進展。科研團隊通過對嫦娥六號任務采集的月背南極-艾特肯盆地樣品展開深入分析,首次在微米尺度上發現赤鐵礦(α-Fe2O3)與磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)晶體,這一發現為理解月球表面氧化反應機制提供了全新視角,同時為南極-艾特肯盆地邊緣磁異常現象的成因提供了關鍵礦物學證據。
研究團隊提出,這些氧化鐵礦物的形成與月球歷史上的大型撞擊事件存在直接關聯。當直徑數十公里級的天體撞擊月球表面時,瞬時釋放的巨大能量會形成局部高氧逸度環境。在此條件下,隕硫鐵等含鐵礦物中的硫元素被剝離,鐵元素則被氧化并經氣相沉積過程結晶,最終形成微米級的赤鐵礦顆粒。值得注意的是,該反應路徑中產生的磁鐵礦與磁赤鐵礦中間產物具有強磁性,可能是導致南極-艾特肯盆地邊緣觀測到磁異常現象的物質基礎。
這項發表于國際權威期刊《Science Advances》的成果,首次通過實物樣品證實了月球表面在超還原環境下仍可存在強氧化性物質。傳統認知中,月球因缺乏大氣層保護,表面長期處于高度還原狀態,但新發現表明特定地質事件可局部改變氧化還原條件。研究團隊通過精確測定礦物晶體結構與化學成分,構建了從撞擊能量釋放到氧化反應發生的完整鏈條,為重構月球表面物質演化歷史提供了重要參數。
作為太陽系已知最大、最古老的撞擊結構,南極-艾特肯盆地直徑約2500公里,其形成時的撞擊能量相當于數十億噸TNT當量。這種極端地質事件不僅重塑了月球表面形態,更通過熔融、氣化、沉積等復雜過程改變了局部物質組成。2024年嫦娥六號任務精準著陸于盆地內部,采集的1935.3克樣品為研究月球深部物質組成提供了珍貴素材。此次發現的氧化鐵礦物就存在于具有獨特礦物組合的撞擊熔融濺射物中,其晶體特征與實驗室模擬撞擊實驗產物高度吻合。
該研究突破了傳統月球科學研究的認知框架,通過微觀礦物證據與宏觀地質現象的跨尺度關聯,為理解行星表面物質演化提供了新范式。隨著對嫦娥六號樣品研究的持續深入,更多關于月球早期歷史、撞擊過程與空間風化效應的謎題有望被逐步解開。











