月球上也能煉鋼了？嫦娥六號月壤樣品中發現赤鐵礦，是被撞出來的

2025年11月16日，央視新聞等媒體報道稱：國家航天局聯合山東大學、中國科學院等科研機構正式發布嫦娥六號月球探測任務的重大科研成果：通過對2024年嫦娥六號從月球背面南極-艾特肯盆地采回的月壤樣品進行精細分析，科研團隊首次在月球樣品中發現微米級的晶質赤鐵礦（α-Fe?O?）和磁赤鐵礦（γ-Fe?O?）晶體。

相關論文已登上國際綜合性期刊《Science Advances》，這一發現顛覆了人類對月球“超還原環境”的傳統認知，為破解月球磁異常成因、重構月球演化歷史提供了關鍵樣品實證，也讓“月球是否具備類似地球的氧化條件”這一科學命題有了全新答案。

事件背景：從月背“無人區”到科學突破的起點

要理解此次赤鐵礦發現的重大意義，首先需聚焦嫦娥六號的采樣地點——月球背面南極-艾特肯盆地。作為太陽系巖石質天體中已知最大、最古老的撞擊盆地，其直徑超2500公里，深度達13公里，形成于約40億年前的一次巨型天體撞擊事件。

由于月球始終以同一面朝向地球，月背長期處于“通信盲區”，此前人類探測器僅能實現飛越探測，直到嫦娥四號實現月背軟著陸、嫦娥六號完成月背采樣返回，才為人類打開了研究這一“地質寶庫”的大門。

2024年嫦娥六號任務成功將約2公斤月背樣品帶回地球，這些樣品來自盆地內部的“年輕”地質單元（形成時間晚于盆地主體），保留了盆地演化后期的關鍵地質信息。

科研團隊通過透射電子顯微鏡等高精度設備對樣品進行微觀分析時，意外發現了赤鐵礦與磁赤鐵礦的晶體顆粒——這兩種礦物均屬于高價鐵氧化物，而月球表面因缺乏大氣和液態水，長期被認為處于“超還原環境”，即缺乏氧氣，難以形成高價態氧化物，而此前也從未在月球樣品中發現原生赤鐵礦的明確證據。

深度解析：月球赤鐵礦的“非典型”成因

此次發現的核心突破，在于揭示了月球赤鐵礦獨特的形成機制——它并非像地球“鐵銹”那樣依賴水和氧氣，而是與月球歷史上的大型撞擊事件直接相關。結合礦物學分析與熱力學模擬，科研團隊還原了這一“極端環境下的氧化反應”過程，大致如下：

（一）撞擊事件創造“瞬時氧化環境”

當大型天體撞擊月球表面時，會產生數千萬攝氏度的高溫和極高壓力，瞬間將撞擊區域的巖石、礦物氣化，形成富含多種元素的“氣相環境”。關鍵在于，這種極端撞擊會打破月球表面原有的“還原平衡”——撞擊體攜帶的氧化性物質（如某些含氧化合物）、月球巖石中隱藏的微量氧元素，在高溫高壓下被激活，使氣相環境的“氧逸度”（衡量環境氧化能力的指標）大幅提升，形成短暫但強氧化性的“局部空間”。

（二）鐵元素的“氧化-還原”鏈條

月球巖石中普遍存在隕硫鐵（FeS）等低價鐵礦物，在撞擊形成的高氧逸度氣相環境中，這些礦物會發生劇烈的“脫硫氧化反應”：首先，隕硫鐵中的鐵元素被釋放并與激活的氧結合，先形成具有磁性的磁鐵礦（Fe?O?）和磁赤鐵礦（γ-Fe?O?）——這兩種礦物正是此次發現的“中間產物”；隨著撞擊后環境溫度逐漸降低，部分磁赤鐵礦進一步氧化、結晶，最終形成穩定的晶質赤鐵礦（α-Fe?O?）顆粒，其粒徑僅為微米級，需通過高分辨率電子顯微鏡才能觀察到。

（三）與地球“鐵銹”的本質區別

盡管月球赤鐵礦與地球“鐵銹”的化學成分相同（均為Fe?O?），但二者成因存在根本差異：地球鐵銹的形成是“緩慢氧化過程”，依賴大氣中的氧氣和液態水，屬于地球環境常溫常壓下的化學反應；而月球赤鐵礦是“極端撞擊產物”，依賴瞬時高溫高壓創造的氧化條件，反應過程僅持續數秒至數分鐘，且無需液態水參與。這種“非典型”成因，也解釋了為何在月球整體還原環境中，能局部形成高價鐵氧化物。

科學價值：從磁異常破解到“月球煉鋼”的想象邊界

此次赤鐵礦發現的意義，遠不止“月球也會‘生銹’”這一通俗結論，其對月球科學乃至深空探測的推動作用體現在多個維度，如下：

（一）為月球磁異常提供“礦物載體”證據

長期以來，科學家通過探測器觀測，發現在月球南極-艾特肯盆地邊緣觀測到明顯的磁異常現象，但始終無法確定“磁性物質來源”。此次發現的磁鐵礦、磁赤鐵礦均屬于強磁性礦物，且恰好分布在盆地邊緣的樣品中——這意味著，大型撞擊事件形成的磁性鐵氧化物，極可能是盆地磁異常的“核心載體”。這一結論填補了月球磁學研究的空白，為構建月球磁場演化模型提供了關鍵依據。

（二）重構月球氧化還原歷史

傳統觀點認為，月球自形成以來始終處于“超還原環境”，但此次在月背樣品中發現赤鐵礦，證明月球表面存在“局部氧化事件”——即大型撞擊可周期性地為月球創造氧化條件，使低價鐵礦物轉化為高價氧化物。這種“還原-氧化交替”的過程，可能貫穿月球40億年的演化史，為研究月球內部物質循環、大氣演化（早期月球可能存在短暫稀薄大氣）提供了新視角。

（三）“月球煉鋼”的科學邊界與想象

隨著赤鐵礦的發現，有觀點好奇“月球是否具備煉鋼條件”——從科學角度看，這一設想仍面臨多重現實障礙。首先，此次發現的赤鐵礦為微米級顆粒，且分散在月壤中，含量極低，不具備工業開采價值；其次，煉鋼需要持續的高溫、還原劑（如焦炭）和穩定的氧氣供應，而月球表面缺乏這些基礎條件，即使人工創造環境，其成本也遠超地球煉鋼，所以，用它在月球上煉鋼是不現實的。

不過，這一發現仍具有潛在應用價值：未來若在月球建立基地，赤鐵礦可作為“天然氧源”——通過高溫分解赤鐵礦獲取氧氣，為深空探測提供資源支持，這比從地球運輸氧氣可能更具經濟性。

此次嫦娥六號的成果，為月球科學研究開辟了新方向。接下來，科研團隊將進一步分析赤鐵礦的同位素組成，通過氧同位素比值追溯其形成時的“氧來源”（是撞擊體攜帶還是月球本土產生）；同時，結合嫦娥六號的著陸區地質背景，還原南極-艾特肯盆地在不同歷史時期的撞擊活動頻率，為理解太陽系早期“撞擊轟炸期”的天體演化規律提供參考。

從更宏觀的視角看，此次發現再次證明月球背面是“科學探測的富礦”——后續月球探測任務可聚焦南極-艾特肯盆地的不同區域，通過多地點采樣，構建更完整的月球氧化反應空間分布圖譜；同時，這一研究也為火星、小行星等其他天體的氧化環境研究提供了“月球樣本”，助力人類探索太陽系內天體的共性與差異。

消息來源：《央視新聞》11月16日報道《嫦娥六號月球樣品中首次發現晶質赤鐵礦》