國家航天局聯合山東大學、中國科學院等科研機構，近日公布了一項關于嫦娥六號月球探測任務的重大科研成果。科研團隊通過對2024年從月球背面南極-艾特肯盆地采集的月壤樣品進行精細分析，首次在月球樣品中發現了微米級的晶質赤鐵礦（α-Fe?O?）和磁赤鐵礦（γ-Fe?O?）晶體。這一發現不僅顛覆了人類對月球“超還原環境”的傳統認知，也為破解月球磁異常成因和重構月球演化歷史提供了關鍵實證。

南極-艾特肯盆地是太陽系巖石質天體中已知最大、最古老的撞擊盆地，直徑超過2500公里，深度達13公里，形成于約40億年前的一次巨型天體撞擊事件。由于月球始終以同一面朝向地球，月背長期處于“通信盲區”，此前人類探測器僅能實現飛越探測。直到嫦娥四號實現月背軟著陸、嫦娥六號完成月背采樣返回，人類才得以打開這一“地質寶庫”的大門。2024年，嫦娥六號任務成功將約2公斤月背樣品帶回地球，這些樣品來自盆地內部的“年輕”地質單元，保留了盆地演化后期的關鍵信息。

科研團隊利用透射電子顯微鏡等高精度設備對樣品進行微觀分析時，意外發現了赤鐵礦與磁赤鐵礦的晶體顆粒。這兩種礦物均屬于高價鐵氧化物，而月球表面因缺乏大氣和液態水，長期被認為處于“超還原環境”，難以形成高價態氧化物。此前，也從未在月球樣品中發現原生赤鐵礦的明確證據。

進一步研究顯示，月球赤鐵礦的形成機制與地球“鐵銹”截然不同。它并非依賴水和氧氣，而是與月球歷史上的大型撞擊事件直接相關。當大型天體撞擊月球表面時，會產生數千萬攝氏度的高溫和極高壓力，瞬間將撞擊區域的巖石、礦物氣化，形成富含多種元素的“氣相環境”。這種極端撞擊會打破月球表面原有的“還原平衡”，使氣相環境的“氧逸度”大幅提升，形成短暫但強氧化性的“局部空間”。

月球巖石中普遍存在隕硫鐵（FeS）等低價鐵礦物，在撞擊形成的高氧逸度氣相環境中，這些礦物會發生劇烈的“脫硫氧化反應”。首先，隕硫鐵中的鐵元素被釋放并與激活的氧結合，形成具有磁性的磁鐵礦（Fe?O?）和磁赤鐵礦（γ-Fe?O?）。隨著撞擊后環境溫度逐漸降低，部分磁赤鐵礦進一步氧化、結晶，最終形成穩定的晶質赤鐵礦（α-Fe?O?）顆粒。這些顆粒粒徑僅為微米級，需通過高分辨率電子顯微鏡才能觀察到。

其次，這一發現重構了月球氧化還原歷史。傳統觀點認為，月球自形成以來始終處于“超還原環境”，但此次在月背樣品中發現赤鐵礦，證明月球表面存在“局部氧化事件”。大型撞擊可周期性地為月球創造氧化條件，使低價鐵礦物轉化為高價氧化物。這種“還原-氧化交替”的過程可能貫穿月球40億年的演化史，為研究月球內部物質循環、大氣演化提供了新視角。

盡管有人好奇“月球是否具備煉鋼條件”，但從科學角度看，這一設想仍面臨多重現實障礙。此次發現的赤鐵礦為微米級顆粒，且分散在月壤中，含量極低，不具備工業開采價值。煉鋼需要持續的高溫、還原劑和穩定的氧氣供應，而月球表面缺乏這些基礎條件。即使人工創造環境，其成本也遠超地球煉鋼。不過，這一發現仍具有潛在應用價值：未來若在月球建立基地，赤鐵礦可作為“天然氧源”——通過高溫分解獲取氧氣，為深空探測提供資源支持。