当嫦娥六号从月球背面南极-艾特肯盆地携回珍贵样品时,无人预料到这些来自深空的“天外来客”会掀起月球科学研究的新篇章。近日,国家航天局、山东大学与中国科学院联合宣布的重大突破,让全球科学界瞩目——科研团队在月球样品中首次发现微米级晶质赤铁矿和磁赤铁矿晶体,不仅揭示了全新的月球氧化反应机制,更以确凿实证解开了南极-艾特肯盆地磁异常的成因之谜。
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这一发现颠覆了人类对月球的传统认知。自人类开启探月征程以来,月球始终被定义为“超还原星球”:没有大气保护、缺乏液态水,理论上难以发生氧化反应,高价态铁氧化物的存在更是无从谈起。赤铁矿作为典型的三价铁氧化物,在地球上常见于氧化环境中,被通俗称为“铁锈”,但在月球上却一直是科研界苦苦寻觅的“稀缺品”。此次山东大学联合科研团队通过微区电子显微谱学、拉曼光谱等精密技术,在3000毫克月壤样品中精准识别出赤铁矿(α-Fe₂O₃)和磁赤铁矿(γ-Fe₂O₃)的晶格结构,直接打破了“月球无强氧化物质”的科学定论。
科研团队的研究为这一“反常”发现提供了合理注解。研究表明,这些晶质赤铁矿的形成与月球历史上的大型撞击事件密切相关:当小行星等天体撞击月球表面时,会瞬间产生高温高压环境,形成局部高氧逸度气相氛围。在700~1000℃的适宜温度下,月球表面的陨硫铁发生脱硫反应,其中的铁元素在高氧环境中被快速氧化,经气相沉积过程最终形成微米级赤铁矿颗粒。这一全新的氧化反应机制,首次诠释了超还原背景下月球强氧化性物质的形成路径,为月球地质演化研究提供了全新视角。
更具科学价值的是,该发现解开了困扰科学界已久的磁异常之谜。研究指出,赤铁矿形成过程中产生的磁铁矿、磁赤铁矿等中间产物具有强磁性,极可能是南极-艾特肯盆地边缘磁异常的矿物载体。作为太阳系已知最大、最古老的撞击盆地,南极-艾特肯盆地的磁异常现象曾让科学家百思不解,而此次样品实证直接支撑了“磁异常撞击成因”的假说,为月球磁场演化研究提供了关键线索。
这项发表于《Science Advances》的研究成果,不仅彰显了我国深空探测与行星科学研究的硬实力,更具有深远的科学意义。它证明月球的氧化还原状态远比想象中复杂,大型撞击事件作为月球演化的重要驱动力,不仅塑造了月球地貌,更催生了特殊的地质化学反应。这些微米级的矿物晶体,如同月球亿万年演化的“时间胶囊”,记录着天体撞击的剧烈瞬间与化学变化的微妙过程。
从嫦娥五号带回月壤到嫦娥六号探索月背,中国探月工程始终以扎实的科学发现推动人类认知边界。此次赤铁矿的发现,为后续月球科学研究搭建了新的框架,也为未来深空探测任务指明了方向。随着更多月球样品的深入分析,相信月球还将向我们展露更多奥秘,而中国科研团队必将在探索宇宙的征程中,书写更多属于人类的科学奇迹。
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