月球上奇怪的磁异常终于得到了解释

中国科学院地球化学研究所团队分析了嫦娥五号探测器于2020年12月带回地球的月球土壤，发现了磁铁矿（magnetite）的矿物颗粒，这种矿物在月球泥土样本中很少见。 虽然阿波罗登月任务已经过去了半个世纪，但仍有未解之谜，例如其表面异常的磁场分布。 因此，深入了解月球磁铁矿的形成机制和分布特征，可以为解释月球异常强磁场的成因提供一个新的视角。

磁铁矿是一种强磁性铁矿石，存在于类似熔滴的微小球形硫化铁颗粒中，进一步的热力学模型表示，这些磁铁矿是月球表面受到巨大撞击的结果。 对于行星科学家来说，磁铁矿的存在至关重要，它可追朔磁场历史，以及发现潜在的生命迹象，这是对任何行星或月球来说两个最重要的研究议题。 与地球土壤不同，月球风化层极少，在来自于太阳的质子不断轰击之下，月球土壤拥有过量的电子，这使得铁更难与氧气配对形成矿石。 但并不表示它一定不会发生，以前就曾在月球尘埃中发现微小的磁铁矿颗粒，但先前研究认为磁铁矿是在相对较低的温度下形成，而非像此次新研究认为是天体撞击月球表面所产生的高压、高温条件下形成的。 研究人员表示硫化铁颗粒的形态特征和氧的分布，说明了是在大型撞击事件中所发生的气熔相（gas–melt phase）反应。

先前的研究，认为陨石可能在撞击时将铁磁材料注入月球表面，这些抛射物至少可以解释撞击地点附近的一些磁场异常现象。 而新研究更进了一步，发现这些撞击的猛烈程度也可能将物质转化为微小的磁铁矿，使它们成为月球表面铁磁物质的重要来源。 换句话说，这些发现显示这种矿物在月球表面的分布更为广泛，而这增强了我们对月球演化的理解。 研究该团队认为，以月球表面当前的磁化强度，再加上这些矿物的存在，将有助于解释大型天体的撞击如何导致月球磁场的形成。 相关研究成果将发表于《Nature Communications》期刊上。 （编译/赵瑞青）

图说：月球表面。 图片来源：Stocktrek/Getty Images

资料来源：science alert

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