國家航天局聯(lián)合山東大學、中國科學院等科研團隊，通過分析嫦娥六號從月球背面南極-艾特肯盆地帶回的月壤樣品，首次在月球樣本中檢測到微米級晶質赤鐵礦（α-Fe?O?）與磁赤鐵礦（γ-Fe?O?）晶體。相關研究成果發(fā)表于國際期刊《Science Advances》，這一發(fā)現不僅改寫了人類對月球“超還原環(huán)境”的固有認知，更為破解月球磁異常成因、重構月球演化歷史提供了關鍵實證。

南極-艾特肯盆地作為太陽系中已知最大、最古老的撞擊盆地，直徑超過2500公里，深度達13公里，其形成可追溯至約40億年前的一次巨型天體撞擊。由于月球始終以同一面朝向地球，月背長期處于“通信盲區(qū)”，此前人類探測器僅能進行飛越探測。直至嫦娥四號實現月背軟著陸、嫦娥六號完成采樣返回，這一“地質寶庫”才真正向人類敞開。2024年，嫦娥六號從盆地內部“年輕”地質單元采集約2公斤樣品，這些形成時間晚于盆地主體的物質，保留了演化后期的關鍵信息。

科研團隊利用透射電子顯微鏡等高精度設備對樣品展開微觀分析時，意外發(fā)現了赤鐵礦與磁赤鐵礦晶體。這兩種高價鐵氧化物的存在挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)認知——月球表面因缺乏大氣和液態(tài)水，長期被認為處于“超還原環(huán)境”，難以形成高價態(tài)氧化物，此前也從未在月球樣本中發(fā)現原生赤鐵礦的明確證據。研究團隊通過礦物學分析與熱力學模擬，還原了這一“極端環(huán)境下的氧化反應”過程：大型天體撞擊產生的高溫高壓瞬間打破月球表面的還原平衡，撞擊體攜帶的氧化性物質與月球巖石中的微量氧元素被激活，形成短暫但強氧化性的“局部空間”，促使低價鐵礦物（如隕硫鐵）脫硫氧化，最終生成磁鐵礦、磁赤鐵礦等中間產物，并進一步結晶為穩(wěn)定的晶質赤鐵礦。

盡管月球赤鐵礦與地球鐵銹的化學成分相同，但成因截然不同。地球鐵銹的形成依賴大氣中的氧氣和液態(tài)水，屬于常溫常壓下的緩慢氧化過程；而月球赤鐵礦是極端撞擊的產物，依賴瞬時高溫高壓創(chuàng)造的氧化條件，反應過程僅持續(xù)數秒至數分鐘，且無需液態(tài)水參與。這一“非典型”機制解釋了為何在整體還原環(huán)境中，月球局部仍能形成高價鐵氧化物。

月球背面作為“科學探測的富礦”，其研究價值已得到進一步驗證。后續(xù)任務可聚焦盆地不同區(qū)域，通過多地點采樣構建更完整的氧化反應空間分布圖譜。這一研究也為火星、小行星等其他天體的氧化環(huán)境研究提供了“月球樣本”，助力人類探索太陽系內天體的共性與差異。