臺北市立天文科學教育館

中國科學院地球化學研究所團隊分析了嫦娥五號探測器於2020年12月帶回地球的月球土壤，發現了磁鐵礦（magnetite）的礦物顆粒，這種礦物在月球泥土樣本中很少見。雖然阿波羅登月任務已經過去了半個世紀，但仍有未解之謎，例如其表面異常的磁場分布。因此，深入了解月球磁鐵礦的形成機制和分佈特徵，可以為解釋月球異常強磁場的成因提供一個新的視角。

磁鐵礦是一種強磁性鐵礦石，存在於類似熔滴的微小球形硫化鐵顆粒中，進一步的熱力學模型表示，這些磁鐵礦是月球表面受到巨大撞擊的結果。對於行星科學家來說，磁鐵礦的存在至關重要，它可追朔磁場歷史，以及發現潛在的生命跡象，這是對任何行星或月球來說兩個最重要的研究議題。與地球土壤不同，月球風化層極少，在來自於太陽的質子不斷轟擊之下，月球土壤擁有過量的電子，這使得鐵更難與氧氣配對形成礦石。但並不表示它一定不會發生，以前就曾在月球塵埃中發現微小的磁鐵礦顆粒，但先前研究認為磁鐵礦是在相對較低的溫度下形成，而非像此次新研究認為是天體撞擊月球表面所產生的高壓、高溫條件下形成的。研究人員表示硫化鐵顆粒的形態特徵和氧的分佈，說明了是在大型撞擊事件中所發生的氣熔相（gas–melt phase）反應。

先前的研究，認為隕石可能在撞擊時將鐵磁材料注入月球表面，這些拋射物至少可以解釋撞擊地點附近的一些磁場異常現象。而新研究更進了一步，發現這些撞擊的猛烈程度也可能將物質轉化為微小的磁鐵礦，使它們成為「月球表面鐵磁物質的重要來源」。換句話說，這些發現顯示這種礦物在月球表面的分佈更為廣泛，而這增強了我們對月球演化的理解。研究該團隊認為，以月球表面當前的磁化強度，再加上這些礦物的存在，將有助於解釋大型天體的撞擊如何導致月球磁場的形成。相關研究成果將發表於《Nature Communications》期刊上。（編譯／趙瑞青）

圖說：月球表面。圖片來源：Stocktrek/Getty Images

資料來源：science alert