admin 科学家最近在嫦娥六号从月球背面带回的月球土壤中发现了月球“铁锈”（微米大小的赤铁矿和磁赤铁矿晶体）的证据。如你所知，这不是普通的铁锈。它彻底改变了我们对月球干旱缺氧的认识。它还为长期以来困扰科学界的月球磁异常原因提供了新的解释。月球古老的“核心岩石”记录着地质奥秘。在地球上，铁制品暴露在潮湿的空气中会生锈。本质上，金属铁原子与氧原子相遇形成氧化铁。相比之下，地球上的铁矿石通常以氧化铁的形式存在。冶炼过程导致氧化铁失去氧原子，产生金属铁。简而言之，网络反应是原子获得或失去电子的化学反应。在太空中，天体表面环境是否容易氧化或还原，对地质演化影响很大。名词以月球为例，氧化还原反应是隐藏在月球土壤中的一本“化学日记”，记录了月球自形成以来所经历的动态的内部和外部地质过程。通过分析月球矿物的氧化还原态，我们可以推断月球形成和早期演化过程中发生的物质转变过程，为解释月球地质和环境演化历史提供重要线索。这项研究具有重要的实际意义。迄今为止，国内外载人探月任务都引入了原地资源利用的概念。研究月球表面发生的氧化还原反应，有助于识别月球表面可用的氧气来源，减少宇航员在月球表面活动过程中产氧物质的向上压力，可以有效延长宇航员在月球上的工作时间。纳尔表面。长期以来，科学界普遍认为月球是一颗不呼吸的行星。与有大气层保护的地球不同，月球直接暴露在太阳风中，而太阳风中的氢具有很强的还原力，使得月球表面环境非常还原。对月球岩浆形成的岩石样品的分析也表明，铁主要以金属铁或二价铁的形式存在于月球岩石矿物中，具有氧化性和不易氧化性。 “月亮缩小”的想法根深蒂固，但一些科学家根据证据的线索瞥见了新的答案。例如，矿物图波尔卡点.byによる月の観测データは、赤鉄鉱が月の高纬度に広く分布している可能性があることを示中国の科学家たちは、嫦娥五号の月のサンプルを研究しているときに、冲突によってされたガラスの中に、小さな磁鉄鉱とごく微型の第二鉄がガラスに冲突した痕迹を発见した…これらの手がかりは、月の局所领域に人间には知られていない酸化プロセsuがある可能性があることを示しているようだ。然而，遥感数据和对月球周围环境的局部分析仅提供间接信息。决定的かつ十分に结晶した直接证拠を発见できたことがありません。この物理的证拠がなければ、高度に酸化された鉱物が月にに形成自然される可能性があるのかという正确な质问に答えることはできません。もしそうなら、このプロセsuはどのようにして起こるのでしょうか? 嫦娥6号ミsshonは、この问题を解决する机会を提供します。が着陆した月の南极エイトケン盆地は、月上で最大かつ最古老的冲突kureーターであり、太阳系最大的冲突kureーターである。其中之一盆地を形成した冲突现象は、月の地壳を迫切し、深月や月のマントルからさえも物质を掘り出して飞び散っただけでなく、冲突规模の强さによって全く异なる物质の変形プロセsuを引き起こした可能性がある。通过这里尝试，你可以获得月球上最古老、最特殊的“历史核心”。 .があり、また、月の酸化プロセを発见するためのユuniークな窓も开きます。一粒月球尘埃揭开了月球“锈”的神秘面纱。 、月の「锖び」は、地球の上层大気中の酸素が月の表面に「吹き飞ばされ」、月の土壌にある鉄含有鉱物と反応して锖びが生じることが原因である可能性があると考えていた。しかし、イオンエネルギーの计算に基づくと、地球の风に含まれる酸素イオンの月の鉄含有鉱物への浸透深さは通常为100ナノメートル未満であるため、ミクロンケールのヘマタイト相の形成が地球の风による鉄含有鉱物への烟雾に起因するとは考えられない。此次，由山东大学、中科院地球化学研究所、云南大学组成的联合团队对嫦娥六号月球背面样本进行了详细研究，最终发现了月球氧化的重要物证。n 并解开了月球氧化之谜。利用电子显微镜等技术，联合团队发现月壤中赤铁矿颗粒的直径只有人类头发直径的十分之几。它们覆盖矿物硫陨石的表面，并完全封闭在通过冲击形成的富硅玻璃中。研究人员利用扫描电子显微镜观察这些矿物的微观形貌，发现氧化铁呈现出清晰的层状结构。研究人员利用拉曼光谱、电子能量损失光谱和X射线能谱等三种高精度化学成分分析仪，证实这些晶体由铁和氧组成，不含其他元素。结合主要铁元素的元素比例、晶体结构和价态等多方面的结果，联合团队最终确定了结晶良好的微米级血红素的存在嫦娥六号月球背面样品中含有铁矿和磁赤铁矿。那么新发现的氧化物是如何产生的呢？根据赤铁矿样品的产状和成分特征，联合团队描绘出了一幅生动、全新的图画。原来，数十亿年前，一颗小行星与月球背面相撞。撞击瞬间产生了超过3000摄氏度的极高温度，瞬间蒸发了月球表面的硅酸盐和氧化物矿物，并局部形成了短暂的富含氧气的气体云。在该气体云边缘的区域，高温释放矿物硫铁矿中的硫元素，并且气体云中的“游离”铁原子和氧在高温下结合形成氧化铁。随着气体云逐渐冷却，这些铁氧化物慢慢沉积在赤铁矿晶体上，就像水蒸气凝结成霜一样。这一新发现表明月球表面并不是腹肌彻底减少环境，在某些条件下，高矿物质会形成生锈的实体。这也让我们了解到，大规模撞击就像太空中强大的“宇宙化学反应堆”，可以引发环境中重要的局部强氧化机制，是月球“氧化”和月球表面化学多样性的原因之一。这些异常现象为解决月球磁性问题提供了线索。这一新发现解释了为什么月球会“生锈”。除了回答月球磁异常是否存在的问题外，它还将为月球的另一个谜团：月球磁异常提供重要线索。月球磁异常是月球表面某些局部区域磁场强度明显高于周围平均水平的特殊现象。这种现象在月球表面广泛分布，且没有明显的对应特征。月球高地和海洋等现存的地质特征。其最迷人的现象之一是“月球涡旋”，位于月球海洋点西部的伽马涡旋就是一个很好的例子。当通过望远镜观察时，它只是一个明亮的旋转点，很像点缀在月球表面的陨石坑。不过，月面高程数据显示，这一地区的地形并不起伏，而是一片平坦的“平原”。目前的科学解释是，由于太阳风的长期影响，月球土壤变得越来越暗，月球涡旋下方存在强磁异常区域。它产生的微磁层可以偏转太阳风粒子，保护该地区的月球土壤免受太阳风辐射，使其保持明亮的外观。值得注意的是，嫦娥四号观测到月球背面存在UA弱磁层。在 20 世纪 70 年代，分析样本通过对月球岩石的研究，科学家们发现月球曾经拥有强大的全球磁场。大约42.5亿至35.6亿年前，月球偶极子磁场强度达到数十微特斯拉，甚至可能超过了当前地球磁场强度（约30微特斯拉）。然而，对月球的遥感探测结果却得出了“完全不同”的结论。这意味着月球目前不仅缺乏像地球那样的全球偶极子磁场，而且大多数局部磁场都小于1纳特斯拉。不过，与地球相比，当地的磁场相对较弱，比如在南极洲的艾特肯盆地北端，磁场强度可达数百纳特斯拉咳。为什么月球的磁场如此不寻常？此前，科学家认为，在月球历史的早期，月球内部可能存在一个活跃的“磁发电机”，它快速移动就像地球熔化的外核一样，产生全球磁场。月球磁异常是月球古代磁场的化石记录，是古代磁场磁化并冷却熔岩后形成的。然而，这项研究表明，当硫铁矿转变为赤铁矿时，中间产物表明必须形成产物磁铁矿。与磁赤铁矿一样，它是一种可以将磁铁运送到月球表面的矿物。这一发现对于磁异常的形成和演化具有重要意义。研究表明，当发生大的撞击时，最终温度低、氧含量低的地区，由于反应氧化离子不足，会产生磁性矿物。这为未来研究月球磁异常打开了新的大门。这意味着一些磁异常可能并不全部源自月球内古代的“磁发生器”，而可能是由月球上形成的磁性矿物造成的。冲击过程。这一新发现不仅加深了我们对月球物质成分复杂性的认识，而且为研究月球南极艾特肯盆地形成过程中发生的物质转变和磁化过程提供了重要证据。未来，随着中国探月工程的推进，对磁异常区域进行原位探测，测量、采样结果或实验室模拟可能会更深入地揭示月球磁异常的成因和变化过程，破译更多月球演化密码。 （作者：刘义成、陈健、林宗成分别为山东大学空间科学技术研究所博士生、助理研究员、教授）《光明报》（2025年12月11日第16页）
（编辑：何欣）