月球科研重大突破！嫦娥六號土特產發現“鐵銹”

2025年11月16日，中國航天科技集團通過官方公眾號"中國的航天"宣布了一項震撼科學界的發現——嫦娥六號從月球背面南極-艾特肯盆地帶回的樣品中，首次檢測到由大型撞擊事件形成的微米級赤鐵礦（α-Fe?O?）和磁赤鐵礦（γ-Fe?O?）晶體。這一發表在《Science Advances》上的研究成果，不僅改寫了人類對月球氧化還原環境的認知，更為解釋月球磁異?，F象提供了關鍵證據。

研究團隊通過透射電子顯微鏡（TEM）觀察到，這些直徑僅數微米的赤鐵礦晶體與隕硫鐵顆粒緊密共生。高分辨率成像顯示，氧元素（品紅色）在鐵氧化物中富集，而硫元素（青色）則集中在相鄰的隕硫鐵區域。這種特殊的空間分布關系揭示了一個顛覆性機制：當隕石以每秒數十公里的速度撞擊月表時，瞬時產生的高溫高壓環境（可達2000℃以上、10GPa以上）會形成富含自由氧的等離子體云。在這種極端條件下，原本穩定的隕硫鐵（FeS）發生脫硫反應，釋放出的鐵原子與游離氧結合，通過氣相沉積過程形成赤鐵礦晶體。

更引人注目的是，研究證實該氧化過程的中間產物——磁鐵礦（Fe?O?）和磁赤鐵礦具有強磁性。這為困擾科學家半個世紀的"月球磁異常"現象提供了合理解釋：南極-艾特肯盆地邊緣檢測到的局部強磁場，很可能就是39億年前那次史詩級撞擊留下的"磁化石"。美國布朗大學行星科學教授Carle Pieters評價稱："中國團隊用納米級證據將撞擊動力學、礦物轉化與磁場生成三者串聯，堪稱月球地質學的里程碑式發現。"

嫦娥六號選擇的南極-艾特肯盆地直徑約2500公里、深13公里，是太陽系內已知最古老的撞擊構造。其形成時釋放的能量相當于萬億噸TNT爆炸，足以使月幔物質翻涌至表面。中國科學院地質與地球物理研究所李明研究員指出："這個'宇宙傷疤'如同天然實驗室，保存著月球45億年演化史的關鍵信息。我們發現的赤鐵礦就像地質時鐘，記錄著撞擊瞬間的氧化反應參數。"

對比阿波羅計劃采集的月海玄武巖樣本，嫦娥六號樣品展現出顯著差異：前者鐵元素主要以零價金屬或二價鐵化合物存在，而南極-艾特肯盆地的樣品中首次確認三價鐵氧化物。這一發現修正了"月球極度還原"的傳統觀點，證明局部區域可通過撞擊產生強氧化環境。日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）的月球軌道探測器曾在該區域檢測到羥基信號，新研究暗示這些羥基可能是赤鐵礦形成過程中的副產物。

實現這一發現的關鍵，是我國自主研發的"納米離子探針-透射電鏡聯用系統"。該設備能在保持樣品原始狀態下，同時獲取納米級形貌、晶體結構和元素分布信息。研究團隊負責人透露："赤鐵礦顆粒比紅細胞還小20倍，傳統X射線衍射儀根本無法檢測。我們通過電子能量損失譜（EELS）捕捉到特征能量躍遷，才確認其三價鐵本質。"

值得注意的是，嫦娥六號采樣器采用"接觸式惰性氣體保護"技術，確保樣品在返回地球前未受大氣污染。德國馬普太陽系研究所分析認為，中國建立的"月球樣品超凈實驗室"已達到P4級生物安全標準，其防氧化處理措施使脆弱的空間風化特征得以完整保存。

該發現為后續探月任務指明多個突破口：

1. 重新評估月球水資源：赤鐵礦形成需要氧源，可能來自撞擊釋放的月壤羥基或彗星冰

2. 磁異常區精細測繪：規劃中的嫦娥七號將攜帶量子磁力儀，繪制盆地磁場三維結構

3. 地月系統氧循環：研究團隊正在建立數值模型，量化巨型撞擊對行星氧化狀態的長期影響

歐洲空間局科學總監Günther Hasinger表示："這項研究改變了游戲規則。未來在月球南極尋找水冰時，我們必須考慮撞擊衍生的氧化過程可能造成的化學干擾。"NASA也宣布將調整"阿爾忒彌斯"計劃的采樣策略，計劃在2026年任務中專門采集可能含赤鐵礦的撞擊濺射物。

隨著國際月球科研站（ILRS）建設的推進，中國科學家建議在后續任務中部署原位氧化檢測儀。這種設備可實時監測月表物質的價態變化，為建立完整的月球物質演化鏈條提供動態數據。正如《自然》雜志專題評論所言："從嫦娥六號樣品中讀取的'鐵銹密碼'，正在重構人類對地月系統的認知框架。"這項發現不僅拓展了行星科學的研究維度，更為未來月球基地的氧氣制備、金屬冶煉等原位資源利用技術提供了新的理論支撐。