国家航天局联合山东大学、中国科学院等科研团队，通过分析嫦娥六号从月球背面南极-艾特肯盆地带回的月壤样品，首次在月球样本中检测到微米级晶质赤铁矿（α-Fe₂O₃）与磁赤铁矿（γ-Fe₂O₃）晶体。相关研究成果发表于国际期刊《Science Advances》，这一发现不仅改写了人类对月球“超还原环境”的固有认知，更为破解月球磁异常成因、重构月球演化历史提供了关键实证。
南极-艾特肯盆地作为太阳系中已知最大、最古老的撞击盆地，直径超过2500公里，深度达13公里，其形成可追溯至约40亿年前的一次巨型天体撞击。由于月球始终以同一面朝向地球，月背长期处于“通信盲区”，此前人类探测器仅能进行飞越探测。直至嫦娥四号实现月背软着陆、嫦娥六号完成采样返回，这一“地质宝库”才真正向人类敞开。2024年，嫦娥六号从盆地内部“年轻”地质单元采集约2公斤样品，这些形成时间晚于盆地主体的物质，保留了演化后期的关键信息。
科研团队利用透射电子显微镜等高精度设备对样品展开微观分析时，意外发现了赤铁矿与磁赤铁矿晶体。这两种高价铁氧化物的存在挑战了传统认知——月球表面因缺乏大气和液态水，长期被认为处于“超还原环境”，难以形成高价态氧化物，此前也从未在月球样本中发现原生赤铁矿的明确证据。研究团队通过矿物学分析与热力学模拟，还原了这一“极端环境下的氧化反应”过程：大型天体撞击产生的高温高压瞬间打破月球表面的还原平衡，撞击体携带的氧化性物质与月球岩石中的微量氧元素被激活，形成短暂但强氧化性的“局部空间”，促使低价铁矿物（如陨硫铁）脱硫氧化，最终生成磁铁矿、磁赤铁矿等中间产物，并进一步结晶为稳定的晶质赤铁矿。
尽管月球赤铁矿与地球铁锈的化学成分相同，但成因截然不同。地球铁锈的形成依赖大气中的氧气和液态水，属于常温常压下的缓慢氧化过程；而月球赤铁矿是极端撞击的产物，依赖瞬时高温高压创造的氧化条件，反应过程仅持续数秒至数分钟，且无需液态水参与。这一“非典型”机制解释了为何在整体还原环境中，月球局部仍能形成高价铁氧化物。
月球背面作为“科学探测的富矿”，其研究价值已得到进一步验证。后续任务可聚焦盆地不同区域，通过多地点采样构建更完整的氧化反应空间分布图谱。这一研究也为火星、小行星等其他天体的氧化环境研究提供了“月球样本”，助力人类探索太阳系内天体的共性与差异。
