科學(xué)家在嫦娥六號(hào)從月球背面帶回的月壤樣本中，發(fā)現(xiàn)了微米級(jí)的赤鐵礦和磁赤鐵礦晶體，這一發(fā)現(xiàn)為月球表面存在氧化過(guò)程提供了直接證據(jù)，顛覆了傳統(tǒng)認(rèn)知中月球干燥無(wú)氧的環(huán)境特征，也為月球磁異常現(xiàn)象的成因研究開(kāi)辟了新方向。

地球上的鐵銹形成依賴(lài)氧氣與水分，而月球長(zhǎng)期被認(rèn)為缺乏氧化環(huán)境。太陽(yáng)風(fēng)攜帶的氫原子具有強(qiáng)還原性，使得月球表面物質(zhì)以金屬鐵或二價(jià)鐵形式存在。此前研究雖通過(guò)遙感數(shù)據(jù)推測(cè)月球高緯度區(qū)域可能存在赤鐵礦，并在嫦娥五號(hào)樣本中發(fā)現(xiàn)微量三價(jià)鐵痕跡，但始終未找到結(jié)晶完整的全三價(jià)鐵礦物證據(jù)。這一空白直至嫦娥六號(hào)任務(wù)才被填補(bǔ)。

嫦娥六號(hào)著陸的南極—艾特肯盆地是月球最古老、規(guī)模最大的撞擊坑，其形成過(guò)程可能擊穿月殼，暴露月球深部物質(zhì)。聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)電子顯微鏡、拉曼光譜等技術(shù)分析月壤樣本，發(fā)現(xiàn)直徑僅幾微米的赤鐵礦顆粒附著于隕硫鐵表面，并被撞擊形成的富硅玻璃包裹。這些鐵氧化物呈現(xiàn)疊層結(jié)構(gòu)，經(jīng)成分鑒定確認(rèn)為純鐵氧晶體，不含其他雜質(zhì)元素。

研究團(tuán)隊(duì)重構(gòu)了鐵銹的形成過(guò)程：數(shù)十億年前，小行星撞擊月球背面產(chǎn)生超過(guò)3000℃的高溫，瞬間氣化表面礦物形成局部富氧氣體云。云團(tuán)邊緣區(qū)域，隕硫鐵中的硫元素逃逸，游離的鐵原子與氧結(jié)合生成氧化鐵。隨著溫度下降，氧化鐵像霜凍般沉積，最終形成赤鐵礦晶體。這一過(guò)程表明，大型撞擊事件可創(chuàng)造局部強(qiáng)氧化環(huán)境，成為月球表面化學(xué)多樣性的重要驅(qū)動(dòng)因素。

該發(fā)現(xiàn)同時(shí)為月球磁異常現(xiàn)象提供了新解釋。月球表面存在磁場(chǎng)強(qiáng)度顯著高于平均值的區(qū)域，如風(fēng)暴洋西部的賴(lài)納伽馬漩渦。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，這些異常源于月球早期全球磁場(chǎng)的化石記錄，但遙感數(shù)據(jù)顯示當(dāng)前月球磁場(chǎng)極弱，僅局部區(qū)域存在數(shù)百納特斯拉的磁場(chǎng)。新研究指出，隕硫鐵氧化過(guò)程中會(huì)生成磁鐵礦等載磁礦物，大型撞擊可在氧含量較低的區(qū)域產(chǎn)生磁性物質(zhì)，這為磁異常成因提供了除內(nèi)部“磁發(fā)電機(jī)”理論外的新可能。

月球氧化過(guò)程的研究具有實(shí)際意義。載人探月任務(wù)需利用原位資源生產(chǎn)氧氣，識(shí)別月表氧源可減少地球物資運(yùn)輸需求。赤鐵礦等氧化物的發(fā)現(xiàn)，為月球氧資源開(kāi)發(fā)提供了新的科學(xué)依據(jù)。隨著探月工程深入，對(duì)磁異常區(qū)的實(shí)地探測(cè)與樣本分析，有望進(jìn)一步厘清月球演化歷程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化機(jī)制。