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科技日?qǐng)?bào)記者 趙漢斌
記者27日從中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所了解到，針對(duì)嫦娥五號(hào)表取月壤粉末中的硫化物顆粒，該所李陽研究團(tuán)隊(duì)近期展開原位微區(qū)分析，首次證實(shí)月壤中存在撞擊成因亞微米級(jí)磁鐵礦。相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際期刊《自然·通訊》上。
磁鐵礦通常涉及古磁場(chǎng)以及地外生命等重大科學(xué)問題，因此在行星科學(xué)領(lǐng)域備受學(xué)者關(guān)注。嫦娥五號(hào)任務(wù)成功地從年輕月海玄武巖單元返回了1.731千克月壤物質(zhì)，盡管樣品分析結(jié)果表明幾乎所有的嫦娥五號(hào)月壤都是來自當(dāng)?shù)匚镔|(zhì)，但仍有少部分月壤顆粒是來自于大型撞擊坑的濺射物，月壤中也極大可能保留了月表撞擊過程的初始反應(yīng)信息。
嫦娥五號(hào)月壤中含磁鐵礦的球形隕硫鐵顆粒。中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所供圖
研究團(tuán)隊(duì)通過掃描電鏡和透射電鏡觀察，在嫦娥五號(hào)細(xì)粒月壤中發(fā)現(xiàn)了約2微米直徑的球形鐵硫化物顆粒，其內(nèi)部普遍具有溶氧的特征并含有大量的亞微米級(jí)磁鐵礦和純金屬鐵顆粒，而嵌入在球形鐵硫化物顆粒中的鐵氧化物顆粒，被確定為亞微米級(jí)的磁鐵礦晶體。此外，硅酸鹽的氣化、氧的溶解以及磁鐵礦與金屬鐵顆粒相的平衡析出等這些典型特征，暗示了嫦娥五號(hào)月壤中溶氧鐵硫化物顆粒是月表的大型撞擊事件的產(chǎn)物。
研究表明，月球表面硫化物在撞擊過程中會(huì)發(fā)生復(fù)雜的氣液反應(yīng)，使得溶解進(jìn)入硫化物的零價(jià)鐵通過共析反應(yīng)，生成亞微米級(jí)的磁鐵礦以及單質(zhì)金屬鐵。
自阿波羅飛船時(shí)代以來，人們對(duì)于月球上的鐵磁性礦物的認(rèn)識(shí)以金屬鐵為主。前人的研究只建立了大型撞擊濺射物與月表磁異常之間相關(guān)性，并沒有關(guān)注撞擊過程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。此項(xiàng)研究在前人基礎(chǔ)上，提供了月表另一個(gè)重要的鐵磁性礦物-磁鐵礦，并有效建立了鐵磁性礦物的形成與撞擊事件之間的關(guān)聯(lián)，因而具有重要意義，不僅為學(xué)術(shù)界關(guān)于月壤中可能廣泛存在原生磁鐵礦的猜想提供了直接證據(jù)，同時(shí)也為月球表面磁異常等重大科學(xué)問題的解釋提供了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與理論支撐。
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