月球生鏽了！科學家在月球上發現了「鐵鏽」，難道月球有氧氣？

2020-09-06 歆琳科普

近來一個新的發現令所有的行星科學家感到意外，我們竟然在月球上發現了氧化鐵（Fe2O3），也就是我們在地球上常見的鐵鏽竟然出現在了月球上，而且數量還不少，這些氧化鐵廣泛存在於巖石礦物中。

這項研究發表在了《Science Advances》期刊上。

雖然月球是離我們最近的天體，我們對它的研究最多、理解也最為深刻，有時我們會覺得這顆天體對我們來說已經沒有多少秘密了，畢竟我們曾經還站在了這顆星球上。

但是現在看來一個小小的月球還包含著很多的未知等著我們去探索。以前我們認為按照月球的條件來說，是不應該存在水的。

但是事實證明月球的高緯度地區、尤其是極地區域的隕石坑中廣泛存在被凍結的水冰，這項發現為我們理解其他沒有大氣的行星是否存在水資源提供借鑑。

上圖中紅色的地方就代表了赤鐵礦的分布情況。

水的存在就讓科學家開始猜測，這些水是否會與月球上的礦物也就是巖石發生反應，於是就著手開始調查。

利用搭載在印度月船1號軌道飛行器上的月球礦物學製圖儀（M3）對月球表面的巖石進行光譜所掃描，通過分析光譜數據，卻意外發現了月球上有赤鐵礦。

我們知道美國在阿波羅任務中帶回來很多的月球巖石樣本，但是通過分析都沒有發現有氧化鐵存在的跡象。

原因是這次發現的氧化鐵基本上都存在高緯度地區，且分布比較廣泛，所有科學家說月球生鏽了。

相信你也和科學家一樣感到意外，月球為何會存在氧化鐵呢？難道月球以前有過氧氣？

我們知道鐵這種元素極易和氧氣發生反應，你看在地球上存在的鐵基本上都以Fe2O3、FeO的形式保存了起來，自然狀態下鐵原子根本無法單獨存在。

就算是人類練出來的純鐵，放著不管，它也會以Fe2O3的形式逐漸回歸自然，這是因為地球上有太多的氧氣而且還十分潮溼。

那麼月球呢？有水，但完全沒有大氣，更何況是氧氣，而這些水中的氧原子也不足以和鐵發生反應。那月球上的鐵是如何被氧化的呢？

你可能會認為，月球起源於地球，當年那顆行星和地球相撞以後把地球上大量的物質甩出了地表，並且在地球軌道上凝聚形成了月球。

而地球上本身就存在赤鐵礦，這是不是就解釋了月球赤鐵礦的來源呢？如果真是這樣的話，那麼月球上的赤鐵礦應該分布是大致均勻的，不會都集中在高緯度地區。

而且有一點更為重要的是，月球沒有磁場，常常會被太陽風粒子，其中存在大量的氦-3、以及氫的同位素轟擊。

氫撞擊氧化鐵這是一個很強的還原反應，會把氧化鐵變為鐵和水。因此在漫長的數十億年間，月球表面應該早就不存在氧化鐵了。

因此，只能說明，月球自身存在一種能夠將鐵氧化的機制。也就是說，月球上必須存在氧氣。

不過這次的發現顯示，氧化鐵基本上存在於月球面向地球的一面。所以科學家認為是地球的氧氣跑到了月球上，將月球的鐵氧化。

地球氧氣跑到月球？氧氣那麼重，大部分存在於低層大氣，從地表越往上走氧氣就越稀薄，甚至是無法呼吸，而月球距離地球38萬公裡，完全超出了地球大氣所能觸及的範圍，科學家不會是開玩笑吧。

其實並沒有，氧氣還確實能跑到月球，其實地球的大氣層越往上就會變得非常的彌散，根本就沒有一個嚴格的停止線。

一些比較輕的氣體，例如氫氣、氦氣，它們還真能脫離地球引力的束縛以單個分子的形式跑到月球。但氧氣想要自己跑過去是不可能的。它還需要藉助另外一個機制。

月球每個月都會從太陽與地球的連線一側經過，一年可能會有一兩個進入地球的陰影形成月食，如果沒有進入地球的陰影，我們就會看到滿月。

不過不管月球有沒有進入地球的陰影，它都會經過地球的磁尾。這個磁尾正是太陽風拂過地球的時候形成，而太陽風也不完全會被地球的磁場擋住，它也會撞擊到地球高層大氣的空氣分子，給它們提供動能，並且以很快的速度逃逸地球。

所以當月球經過磁尾的時候，既有非常稀少的氧原子到達月球表面。數十億年間，長此以往，再加之月球高緯度地區有水的存在，就逐漸氧化了月球表面的鐵。

那有沒有證據表明地球的氧氣被吹到了月球呢？還真有，在此之前日本的繞月軌道飛行器已經發現了地球氧氣逃逸到月球的證據。

因此，沒有錯！地球把月球上的鐵給氧化了。導致了月球「鏽跡斑斑」。

不過科學也猜測月球的背面應該也存在微量的氧化鐵，這些氧化鐵可能只是由水導致的。

這次的發現雖然不是什麼未解之謎，也不至於刷新人們的認知，但它再次告訴我們，月球還有很多的秘密我們不知道，也告訴了我們地球無時無刻都在影響著月球的演化。

科學家們也希望在未來的月球任務中，能夠將這些赤鐵礦帶回地球，進行近距離的分析研究，一是能證實這次的發現沒有錯。

而是這些赤鐵礦中的氧來自於地球，它也許還能為我們揭示地球大氣在歷史上的演化過程。

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    最近，發表在《Science Advances》期刊的一項研究證實，月球表面高緯度地區存在赤鐵礦（Fe₂O₃），這是個讓人浮想聯翩的發現，畢竟Fe₂O₃是鐵鏽的主要成分，沒有氧氣和液態水的月球，哪裡來的鐵鏽？
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  • 月球沒有液態水和氧氣，卻正在生鏽，讓科學家們大為不解
    鐵鏽，也叫氧化鐵，是鐵暴露於水和氧氣中形成的一種紅色化合物。鐵鏽在我們生活中很常見，地球上一些大峽谷的巖石也會因氧化鐵而呈現紅色。而在太陽系八大行星裡，唯有火星是顆「紅色星球」。因為火星表面含有許多氧化鐵，因此讓星球表面顏色偏橘紅色。
  • 月球上沒有氧氣為何還會「生鏽」？都是地球惹的禍
    （Fe₂O₃），這是個讓人浮想聯翩的發現，畢竟Fe₂O₃是鐵鏽的主要成分，沒有氧氣和液態水的月球，哪裡來的鐵鏽？例如，科學家已經在阿波羅登月計劃帶回的月壤樣本中發現了少量正三價鐵物質（包括Fe₂O₃和FeOOH），然而很多後續的研究認為，那些是由於被地球環境所汙染而產生的。新研究進一步證明了：月球表面確實會「生鏽」，而且這場生鏽還會繼續進行下去。
  • 月球生鏽了，這可能是地球的錯！
    據國外媒體報導，月球正微微變紅，這很可能是地球的錯。最新研究發現，地球上的大氣層可能正讓月球慢慢生鏽。鐵鏽，也叫氧化鐵，是一種紅色的化合物。當鐵暴露於水和氧氣時，鐵鏽就會產生。鐵鏽，對釘子、鐵門和大峽谷的紅色巖石，乃至火星而言，是一種常見的化學反應結果。
  • 月球生鏽了！到底什麼情況？
    我們都知道月球上沒有大氣層，不會有氧氣的。鏽是一種氧化鐵，它需要氧氣和水才能自然發生，因此您會認為月亮-一種幾乎是乾燥且完全沒有氧氣的天體-不會有任何鏽蝕。但事實證明並非我們認為的這樣。在仔細檢查後，研究的主要作者李帥發現了赤鐵礦，一種常見的氧化鐵-鐵鏽。
  • 月球生鏽了，這可能是地球的錯
    據國外媒體報導，月球正微微變紅，這很可能是地球的錯。最新研究發現，地球上的大氣層可能正讓月球慢慢生鏽。　　鐵鏽，也叫氧化鐵，是一種紅色的化合物。當鐵暴露於水和氧氣時，鐵鏽就會產生。鐵鏽，對釘子、鐵門和大峽谷的紅色巖石，乃至火星而言，是一種常見的化學反應結果。根據位於加州帕薩迪納市的美國宇航局噴氣推進實驗室（JPL）的說法，火星表面的鐵結合氧氣和水之後慢慢生鏽，為火星抹上一層紅暈，因而人們給火星取了一個暱稱，叫「紅色星球」。　　但並非所有的天體環境都適合鐵鏽的形成，尤其是我們那乾燥、無大氣保護的月球。
  • 月球表面「生鏽了」，而參與反應的氧氣和水來自哪裡呢？
    雖然我們的月球沒有空氣，但研究表明，月球表面存在化學成分為三氧化二鐵（Fe2O3）的赤鐵礦，這是一種通常需要氧氣和水才會形成的鐵鏽形式，這讓科學家感到困惑不已。圖片來源：NASA/噴氣推進實驗室/西北大學（Northwestern University）長期以來，以鐵鏽文明的是火星。火星表面上的鐵，再加上古代曾經存在過的水和氧氣，賦予了火星紅色的外表。但是，科學家最近驚訝地發現，有證據表明表面沒有空氣的月球也「生鏽」了。
  • 月球表面「生鏽了」,而參與反應的氧氣和水來自哪裡呢?
    ＂ 點擊「國家空間科學中心」關注我們吧 ＂ 雖然我們的月球沒有空氣，但研究表明，月球表面存在化學成分為三氧化二鐵（Fe2O3）的赤鐵礦，這是一種通常需要氧氣和水才會形成的鐵鏽形式，這讓科學家感到困惑不已。