你知道，月球也会“生锈”吗？
为解释月球“生锈”的机制，山东大学空间科学与技术学院凌宗成教授描绘出这样一幅生动而壮观的图景：
嫦娥六号样品中发现的铁氧化物成因示意图（国家航天局供图）
数十亿年前，一颗小行星猛烈撞击月球背面，撞击瞬间产生了超过3000℃的极高温度，将月球表面硅酸盐矿物、氧化物矿物等瞬间气化，并形成一个短暂的、局部富氧的气体云团。在这个气体云团边缘区域，高温使陨硫铁矿物中的硫元素逃逸，重获“自由”的铁原子和气体云团中的氧在高温下结合形成氧化铁。随着气体云团逐渐冷却，这些氧化铁像水蒸气凝结成霜一样，缓慢沉积形成赤铁矿晶体，即通常所说的铁锈。
凌宗成的“猜想”，源自近期我国科学家在嫦娥六号月球样品中找到了月球“生锈”的证据——微米级赤铁矿和磁赤铁矿晶体，这彻底改变了我们对月球干燥无氧的认知。
嫦娥六号月球样品（国家航天局供图）
为什么要研究月球会不会“生锈”呢？
凌宗成解释，在宇宙中，一个天体的表面环境是易“氧化”还是易“还原”，深刻影响着其地质演化过程。过往，来自月球岩石样品的分析显示，铁元素在月球岩石矿物中主要以金属铁或二价铁形式存在，难以被氧化生成铁锈。
但月球矿物绘图仪的绕月观测数据暗示，月球高纬度区域可能广泛分布着赤铁矿；在研究嫦娥五号月球样品时，我国科学家在撞击形成的玻璃中发现了微小的磁铁矿和极少量三价铁撞击玻璃的痕迹……这些线索似乎表明，月球局部区域可能存在人类未知的氧化过程。
此前，科学家认为月球“生锈”可能是地球上层大气中的氧被“吹”到月球表面，与月壤中的含铁矿物发生氧化反应产生了铁锈。但根据离子能量推算，地球风中的氧离子对月球含铁矿物的穿透深度通常低于100纳米，所以微米尺度赤铁矿相的形成，并不能归因于地球风对含铁矿物的辐照。
凌宗成表示，此次的新发现表明，月球表面在特定条件下能够形成高度氧化的矿物。而大型撞击事件就像宇宙中强大的“太空化学反应器”，能够触发局部强氧化环境的关键机制，是月球“氧化”以及月球表面化学多样性的原因之一。
（光明日报全媒体记者詹媛 张晓华）
来源：光明日报全媒体记者詹媛 张晓华
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