科学家最近在嫦娥六号从月球背面带回的月球土壤中发现了月球“铁锈”（微米大小的赤铁矿和磁赤铁矿晶体）的证据。如你所知，这不是普通的铁锈。它彻底改变了我们对月球干旱缺氧的认识。它还为长期以来困扰科学界的月球磁异常原因提供了新的解释。月球古老的“核心岩石”记录着地质奥秘。在地球上，铁制品暴露在潮湿的空气中会生锈。本质上，金属铁原子与氧原子相遇形成氧化铁。相比之下，地球上的铁矿石通常以氧化铁的形式存在。冶炼过程导致氧化铁失去氧原子，产生金属铁。简而言之，网络反应是原子获得或失去电子的化学反应。在太空中，天体表面环境是否容易氧化或还原，对地质演化影响很大。名词以月球为例，氧化还原反应是隐藏在月球土壤中的一本“化学日记”，记录了月球自形成以来所经历的动态的内部和外部地质过程。通过分析月球矿物的氧化还原态，我们可以推断月球形成和早期演化过程中发生的物质转变过程，为解释月球地质和环境演化历史提供重要线索。这项研究具有重要的实际意义。迄今为止，国内外载人探月任务都引入了原地资源利用的概念。研究月球表面发生的氧化还原反应，有助于识别月球表面可用的氧气来源，减少宇航员在月球表面活动过程中产氧物质的向上压力，可以有效延长宇航员在月球上的工作时间。纳尔表面。长期以来，科学界普遍认为月球是一颗不呼吸的行星。与有大气层保护的地球不同，月球直接暴露在太阳风中，而太阳风中的氢具有很强的还原力，使得月球表面环境非常还原。对月球岩浆形成的岩石样品的分析也表明，铁主要以金属铁或二价铁的形式存在于月球岩石矿物中，具有氧化性和不易氧化性。 “月亮缩小”的想法根深蒂固，但一些科学家根据证据中的线索瞥见了新的答案。例如月球矿物图。 PER的月球观测数据表明，赤铁矿可能广泛分布在月球高纬度地区。中国科学家在研究嫦娥五号月球样本时，在撞击形成的玻璃中发现了微量磁铁矿和少量三价铁撞击玻璃的痕迹……这些线索似乎表明月球的局部区域可能存在人类未知的氧化过程。然而，遥感数据和对月球周围环境的局部分析仅提供了间接线索。科学家们从未在月球样本中发现完全结晶的铁矿物（例如赤铁矿）确实确凿的直接证据。如果没有这些物理证据，我们就无法回答精确的问题：高度氧化的矿物是否可以在月球上自然形成。如果是这样，这个过程是如何发生的？嫦娥六号任务为解决这一问题提供了契机。嫦娥六号着陆地位于月球南极的艾特肯盆地，是月球上最大、最古老的撞击坑，也是太阳系中最大的撞击坑。其中一口井。形成盆地的撞击不仅穿透月壳，从月球深处甚至月幔中挖掘出物质，而且还引发了完全不同的物质变形过程，具体取决于影响的大小。通过这里采样，你可以得到月球最古老、最特殊的“历史核心”。这对于了解月球的形成和早期演化非常宝贵，也为发现月球氧化过程打开了一个独特的窗口。一粒月球尘埃揭开了月球“锈”的神秘面纱。此前，科学家利用卫星遥感数据和实验室模拟测试认为，月球“铁锈”可能是由于地球高层大气中的氧气“吹”到月球表面，与月壤中的含铁矿物质发生反应，产生铁锈所致。然而，根据离子能量计算，地球风中的氧离子对月球含铁矿物的渗透深度通常小于100纳米，因此微米级赤铁矿相的形成不能归因于地球风对含铁矿物的照射。这次，我和山东大学组成的联合团队中国科学院地球化学研究所和云南大学对Am-6月球背面样本的详细研究，最终为月球氧化提供了重要的物理证据，解开了月球氧化之谜。利用电子显微镜等技术，联合团队发现月壤中赤铁矿颗粒的直径只有人类头发直径的十分之几。它们覆盖矿物硫陨石的表面，并完全封闭在通过冲击形成的富硅玻璃中。研究人员利用扫描电子显微镜观察这些矿物的微形貌，发现氧化铁呈现出清晰的层状结构。研究人员利用拉曼光谱、电子能量损失光谱和X射线能谱等三种高精度化学成分分析仪，证实这些晶体由铁和氧组成，不含其他元素。合并 v 的结果通过提供主要铁元素的元素、晶体结构和价态等多方面信息，联合团队最终确定嫦娥六号月球背面样品中存在结晶良好的微米级赤铁矿和磁赤铁矿。那么，新发现的氧化物是如何产生的呢？根据赤铁矿样品的外观和成分特征，联合团队描绘了一幅生动的、全新的图景。原来，数十亿年前，一颗小行星与月球背面相撞。撞击瞬间产生了超过3000摄氏度的极高温度，瞬间蒸发了月球表面的硅酸盐和氧化物矿物，并局部形成了短暂的富含氧气的气体云。在这个气体云边缘的区域，高温释放出矿物troil.ita中的硫元素，而气体云中的“游离”铁原子和氧在高温下结合形成铁在氧化物上。随着气体云逐渐冷却，这些铁氧化物慢慢沉积在赤铁矿晶体上，就像水蒸气凝结成霜一样。这一新发现表明，月球表面并不是一个绝对还原的环境，在某些条件下，可以形成高度氧化的矿物质。这也让我们了解到，大规模撞击就像太空中强大的“宇宙化学反应堆”，可以引发环境中重要的局部强氧化机制，是月球“氧化”和月球表面化学多样性的原因之一。这些异常现象为解决月球磁性问题提供了线索。这一新发现解释了为什么月球会“生锈”。除了回答这个问题之外，它还为了解月球的另一个谜团：月球的磁异常提供了重要线索。月球磁异常是月球表面某些局部区域磁场强度异常的特殊现象。明显高于周边平均水平。这种现象在月球表面广泛分布，与月球高地、海洋等重要地质特征没有明显的对应关系。其最迷人的现象之一是“月球涡旋”，位于月球海洋点西部的伽马涡旋就是一个很好的例子。当通过望远镜观察时，它只是一个明亮的旋转点，很像点缀在月球表面的陨石坑。不过，月面高程数据显示，这一地区的地形并不起伏，而是一片平坦的“平原”。目前的科学解释是，月球的地层由于太阳风的长期影响而变得越来越暗，并且月球涡旋下方存在强磁异常区域。它产生的微磁层可以偏转太阳风粒子，保护该地区的月球土壤免受太阳风辐射，使其保持明亮的状态。t 外观。值得注意的是，嫦娥四号观测到月球背面存在弱磁层。 20世纪70年代，科学家通过分析月球岩石样本发现，月球曾经拥有强大的全球磁场。大约42.5亿至35.6亿年前，月球偶极子磁场强度达到数十微特斯拉，甚至可能超过了当前地球磁场强度（约30微特斯拉）。然而，月球遥感探测结果却得出了“完全不同的实体”的结论。这意味着月球目前不仅缺乏像地球那样的全球偶极子磁场，而且大多数局部磁场都小于1纳特斯拉。但与地球相比，当地的磁场相对较弱，例如在南极洲艾特肯盆地的北端，磁场强度可达数百纳特斯拉。为什么月球的磁场如此不寻常？以前的科学家们认为，在月球历史的早期，月球内部可能存在一个活跃的“磁发生器”，它像地球熔化的外核一样快速移动，以产生全球磁场。月球磁异常是月球古代磁场的化石记录，是古代磁场磁化并冷却熔岩后形成的。然而，这项研究表明，铜。然后硫铁矿转化为赤铁矿，它是一种中间产物。这表明有必要形成磁铁矿。与磁赤铁矿一样，它是一种可以将磁铁运送到月球表面的矿物。这一发现对于磁异常的形成和演化具有重要意义。研究表明，当发生大的撞击时，最终温度低、氧含量低的区域会因氧化反应不充分而产生磁性矿物。这为未来研究月球磁异常打开了新的大门。这意味着索姆磁异常可能并非全部源自月球内古老的“磁发生器”，而可能是由撞击过程中产生的磁性矿物造成的。这一新发现不仅加深了我们对月球物质成分复杂性的认识，而且为研究月球南极艾特肯盆地形成过程中发生的物质转变和磁化过程提供了重要的证据样本。未来，随着我国探月工程的推进，通过对磁异常区域的原位探测，测量、采样结果或实验室模拟将能够更深入地揭示月球磁异常的成因和变化过程，破解更多月球演化密码。