我国科研团队在月球科学研究领域取得一项重大突破。通过对嫦娥六号从月球背面南极-艾特肯盆地采集的样品进行分析,研究人员首次发现了由大型撞击事件形成的微米级赤铁矿(α-Fe₂O₃)和磁赤铁矿(γ-Fe₂O₃)晶体。这一发现不仅揭示了月球表面全新的氧化反应机制,还为解释南极-艾特肯盆地边缘磁异常的成因提供了直接证据。
与地球环境截然不同,月球表面缺乏大气层保护且几乎不含水分,长期被认为处于"还原环境"。传统观点认为,这种条件下难以形成高价态铁氧化物,例如赤铁矿。山东大学空间科学与技术学院副院长凌宗成教授解释,地球上的铁在富含水和氧气的环境中容易氧化生锈,而月球的极端环境却为氧化反应提供了另一种可能路径。
研究团队发现,月球赤铁矿的形成与历史上的大型撞击事件密切相关。当陨石以极高速度撞击月球表面时,会瞬间产生高氧逸度气相环境。在这种极端条件下,陨硫铁等含铁矿物发生脱硫反应,铁元素被氧化后通过气相沉积过程形成微米级晶质赤铁矿颗粒。这一过程产生的中间产物——具有磁性的磁铁矿和磁赤铁矿,恰好可以解释南极-艾特肯盆地边缘观测到的磁异常现象。
透射电子显微镜观测显示,赤铁矿晶粒呈现独特的高角度环形暗场像特征。研究还通过特征元素分布图,清晰展示了铁氧化物颗粒(氧元素呈品红色)与陨硫铁颗粒(硫元素呈青色)的接触关系,为理解月球物质演化提供了微观证据。这些发现表明,即使在超还原背景下,月球表面仍能通过特殊地质过程形成强氧化性物质。
作为太阳系中已知最大、最古老的撞击盆地,南极-艾特肯盆地的形成规模远超月球其他区域。2024年嫦娥六号任务成功从该区域内部采集样品,为这项突破性研究奠定了基础。科研人员指出,这项成果不仅改写了月球氧化还原状态的传统认知,更为研究太阳系天体撞击历史提供了关键样本。









