國(guó)家航天局聯(lián)合山東大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院等科研機(jī)構(gòu)宣布了一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)：科研團(tuán)隊(duì)在嫦娥六號(hào)從月球背面南極-艾特肯盆地采集的月壤樣品中，首次檢測(cè)到微米級(jí)的晶質(zhì)赤鐵礦（α-Fe?O?）和磁赤鐵礦（γ-Fe?O?）晶體。相關(guān)研究成果已發(fā)表于國(guó)際權(quán)威期刊《Science Advances》，這一發(fā)現(xiàn)不僅挑戰(zhàn)了人類對(duì)月球“超還原環(huán)境”的傳統(tǒng)認(rèn)知，也為破解月球磁異常成因、重構(gòu)月球演化歷史提供了關(guān)鍵實(shí)證。

此次發(fā)現(xiàn)的突破性意義，源于采樣地點(diǎn)的特殊性。月球背面南極-艾特肯盆地是太陽(yáng)系中已知最大、最古老的撞擊盆地，直徑超過(guò)2500公里，深度達(dá)13公里，其形成可追溯至約40億年前的一次巨型天體撞擊。由于月球始終以同一面朝向地球，月背長(zhǎng)期處于“通信盲區(qū)”，此前人類探測(cè)器僅能實(shí)現(xiàn)飛越探測(cè)。直到嫦娥四號(hào)實(shí)現(xiàn)月背軟著陸、嫦娥六號(hào)完成月背采樣返回，這一“地質(zhì)寶庫(kù)”才真正向人類敞開(kāi)大門。2024年，嫦娥六號(hào)任務(wù)成功帶回約2公斤月背樣品，這些來(lái)自盆地內(nèi)部“年輕”地質(zhì)單元的樣本，為研究月球演化后期提供了關(guān)鍵信息。

科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)透射電子顯微鏡等高精度設(shè)備對(duì)樣品進(jìn)行微觀分析時(shí)，意外發(fā)現(xiàn)了赤鐵礦與磁赤鐵礦的晶體顆粒。這兩種礦物均屬于高價(jià)鐵氧化物，而月球表面因缺乏大氣和液態(tài)水，長(zhǎng)期被認(rèn)為處于“超還原環(huán)境”，難以形成高價(jià)態(tài)氧化物。此前，人類也從未在月球樣品中發(fā)現(xiàn)原生赤鐵礦的明確證據(jù)，這一發(fā)現(xiàn)因此被視為“顛覆性成果”。

進(jìn)一步研究表明，月球赤鐵礦的形成機(jī)制與地球“鐵銹”截然不同。科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)礦物學(xué)分析與熱力學(xué)模擬，還原了這一“極端環(huán)境下的氧化反應(yīng)”過(guò)程：當(dāng)大型天體撞擊月球時(shí)，瞬間產(chǎn)生的高溫高壓會(huì)打破月球表面的“還原平衡”，撞擊體攜帶的氧化性物質(zhì)與月球巖石中的微量氧元素被激活，形成短暫但強(qiáng)氧化性的“局部空間”。在此環(huán)境中，月球巖石中的隕硫鐵（FeS）等低價(jià)鐵礦物會(huì)經(jīng)歷劇烈的“脫硫氧化反應(yīng)”，先形成磁鐵礦（Fe?O?）和磁赤鐵礦（γ-Fe?O?），隨后部分磁赤鐵礦進(jìn)一步氧化、結(jié)晶，最終形成穩(wěn)定的晶質(zhì)赤鐵礦（α-Fe?O?）。這一過(guò)程僅持續(xù)數(shù)秒至數(shù)分鐘，且無(wú)需液態(tài)水參與，解釋了月球整體還原環(huán)境中為何能局部形成高價(jià)鐵氧化物。

盡管赤鐵礦的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了“月球是否具備煉鋼條件”的討論，但科學(xué)分析表明，這一設(shè)想仍面臨多重現(xiàn)實(shí)障礙。此次發(fā)現(xiàn)的赤鐵礦為微米級(jí)顆粒，且分散在月壤中，含量極低，不具備工業(yè)開(kāi)采價(jià)值。煉鋼需要持續(xù)的高溫、還原劑和穩(wěn)定的氧氣供應(yīng)，而月球表面缺乏這些基礎(chǔ)條件，即使人工創(chuàng)造環(huán)境，其成本也遠(yuǎn)超地球煉鋼。不過(guò)，這一發(fā)現(xiàn)仍具有潛在應(yīng)用價(jià)值：未來(lái)若在月球建立基地，赤鐵礦可通過(guò)高溫分解獲取氧氣，為深空探測(cè)提供資源支持，這比從地球運(yùn)輸氧氣更具經(jīng)濟(jì)性。