我國科學家在月球研究領域取得突破性進展——通過對嫦娥六號帶回的月球背面樣品分析，首次在月壤中發現成因與大型撞擊事件相關的赤鐵礦和磁赤鐵礦。這一發現猶如在月球表面發現“鐵銹”，為理解月球表面氧化機制提供了全新視角，相關成果已發表于國際權威期刊《自然·天文學》。

2024年6月，嫦娥六號探測器成功著陸于月球背面南極-艾特肯盆地，完成人類首次月球背面采樣返回任務。該區域作為太陽系內最大的撞擊盆地之一，保存著月球早期演化的關鍵信息。盡管實際采集的1935.3克樣品略少于預期，但其科學價值遠超預期。研究團隊在分析樣品時，意外檢測到通常存在于地球氧化環境中的赤鐵礦（Fe?O?）和磁赤鐵礦（γ-Fe?O?），徹底顛覆了傳統認知中月球表面極度還原的環境特征。

為確保結論可靠性，研究團隊綜合運用掃描電子顯微鏡、電子探針微區分析及激光拉曼光譜等技術，排除地球污染可能性后確認礦物原生性。中科院地質與地球物理研究所李明研究員回憶發現過程時表示：“首次在顯微鏡下觀察到赤鐵礦晶體結構時，整個實驗室都沸騰了。經過數十次驗證，我們最終確認這些礦物形成于月球環境。”分析顯示，赤鐵礦顆粒直徑集中在1-5微米范圍，與周圍硅酸鹽礦物呈現特定空間關聯，暗示其形成于特定物理化學條件。

針對月球表面缺乏大氣保護、長期受太陽風轟擊的現狀，研究團隊提出“撞擊誘導氧化”新機制。當小行星或彗星撞擊月球時，瞬間產生的高溫高壓環境（溫度超2000℃、壓力達10GPa以上）促使鐵礦物發生相變。撞擊體攜帶的含氧物質或月壤中羥基分解產生的自由氧，在撞擊引發的瞬時電場和等離子體環境中，將水分子分解為氫離子和氧離子，為鐵氧化提供必要條件。中科院王靜教授比喻道：“這相當于在月球表面進行了天然電化學實驗，撞擊提供能量與反應物，鐵元素作為底物最終生成赤鐵礦。”

水在氧化過程中的關鍵作用成為另一重要發現。盡管月球表面極度干燥，但永久陰影區可能存在水冰，月壤礦物中也以羥基形式束縛著“結構水”。撞擊事件能釋放這些束縛水，高溫下轉化為水蒸氣后，在等離子體環境中分解產生的氧原子與鐵結合形成赤鐵礦。李明解釋：“水充當了氧氣搬運工的角色，撞擊能量則提供反應動力。”這一發現促使科學家重新評估月球水循環模式，認為水可能以更活躍的方式參與表面化學過程。據估算，直徑1公里的小行星撞擊可產生數噸水蒸氣，其中部分參與氧化反應。

赤鐵礦的時空分布為重建月球撞擊歷史提供新工具。不同時期撞擊事件形成的礦物在晶體結構和同位素組成上存在差異，系統分析可揭示月球遭受撞擊的時間序列與強度變化。初步研究表明，南極-艾特肯盆地形成期（約40億年前）可能是表面氧化反應活躍階段。更引人注目的是，部分赤鐵礦含鈦、鋁等微量元素，暗示其可能源自月球深部物質，為研究月幔組成開辟新途徑。南京大學陳勇教授指出：“這些微量元素指紋如同深部物質的化學信使，幫助我們間接了解月幔氧化還原狀態。”

研究還提出地球大氣可能影響月球表面的新假設。當地月處于特定位置時，地球磁層可將高層大氣中的氧離子加速“拋射”至月球。同位素分析顯示，部分赤鐵礦的氧同位素組成與地球大氣相似，與太陽風存在顯著差異。這一發現推動科學家將地月系統視為整體進行研究——月球表面鐵氧化物分布或記錄著地球大氣演化信息，堪稱“地球大氣檔案庫”。陳勇教授強調：“這為理解地月系統共同演化提供了全新維度。”

該成果對未來月球探測具有多重啟示。赤鐵礦作為重要鐵礦石，其月球存在為基地建設提供原材料保障；模擬撞擊過程制造氧化物的技術，可能解決月球建筑材料的本地化生產難題。科學家建議后續探測任務配備更精密的礦物分析設備，重點繪制月球表面氧化還原狀態地圖，并針對不同地質時代的撞擊坑開展系統采樣。預計2030年實施的中國載人登月任務，可將月表氧化作用研究列為重點科學目標，通過宇航員直接采樣與原位實驗獲取更可靠數據。

國際學術界對該發現給予高度評價。美國布朗大學行星地質學家卡爾·皮特斯稱其為“阿波羅計劃以來最振奮人心的月球研究突破”，歐洲空間局月球項目負責人詹姆斯·卡彭特表示將據此調整探測策略。該機制或可解釋水星、小行星等無大氣天體表面的氧化物光譜特征，為行星科學提供新理論工具。正如研究團隊總結：“宇宙的復雜性遠超想象，每個新發現都在拓展人類認知邊界。”