地球氧氣腐蝕：月球高緯度地區發現鐵氧化礦物——赤鐵礦

2020-09-21 科普百分百

地球氧氣腐蝕：月球高緯度地區發現鐵氧化礦物——赤鐵礦

（神秘的地球uux.cn報導）據中國科學報（馮維維）：讓許多行星科學家吃驚的是，月球高緯度地區發現了鐵氧化礦物——赤鐵礦。

據Science Daily網站報導，鐵與氧高度反應，形成地球上常見的紅色鏽。然而，月球表面和內部實際上是缺乏氧氣的，所以原始的金屬鐵在月球上普遍存在，而高氧化鐵還沒有在阿波羅任務返回的樣品中得到確認。此外，太陽風中的氫會撞擊月球表面，這與氧化作用相反。因此，在月球上發現高氧化的含鐵礦物，如赤鐵礦，是一個意想不到的結果。

「我們的假設是，月球赤鐵礦是由地球上層大氣中的氧氣氧化形成的，在過去的幾十億年裡，當月球處於地球的磁尾中時，這些氧氣被太陽風持續吹到月球表面。」該研究作者、美國夏威夷大學地球物理與行星研究所（HIGP）助理研究員李帥（音譯）說。他和合作者的研究成果近日發表在《科學進展》上。

在開展這項研究時，李帥與HIGP教授Paul Lucey以及美國航空航天局噴氣推進實驗室等機構的合作者，分析了月球礦物學製圖儀（M3）獲得的高光譜反射率數據。M3是由噴氣推進實驗室為印度的「月船一號」任務設計的。

這項新研究受到李帥2018年在月球極地發現水冰的啟發。「當我檢查極地的M3數據時，發現一些光譜特徵和模式與我們在低緯度地區或阿波羅樣本中看到的不同。」他說，「我很好奇月球上是否可能存在水—巖石反應。經過幾個月的調查，我覺得看到的是赤鐵礦的印記。」

研究小組發現，赤鐵礦存在的位置與李帥等此前在高緯度地區發現的含水量密切相關，而且赤鐵礦集中在月球正面，而月球正面總是面向地球。

「月球近端有更多赤鐵礦，這表明它可能與地球有關。」李帥說，「這讓我想起了日本月亮女神號任務的一個發現，即當月球處於地球磁尾中時，來自地球上層大氣的氧氣會被太陽風吹到月球表面。因此，地球大氣中的氧氣可能是產生赤鐵礦的主要氧化劑。水和行星間塵埃的影響也起到了關鍵作用。」

「有趣的是，赤鐵礦並非完全不存在於月球背面，地球的氧氣可能從未到達那裡，儘管暴露在那裡的赤鐵礦要少得多。」李帥說，「在月球高緯度地區觀測到的少量水可能在很大程度上參與了月球背面赤鐵礦的形成過程，這對解釋一些缺水的S型小行星上觀測到的赤鐵礦具有重要意義。」

「這一發現將重塑我們對月球極地地區的認識。」李帥說，「地球可能在月球表面的演化過程中扮演了重要的角色。」

研究小組希望美國航天局的ARTEMIS任務能夠從極地地區帶回赤鐵礦樣本。這些樣品的化學特徵可以證實他們的假設，以及月球赤鐵礦是否被地球的氧氣氧化，並可能有助於揭示地球大氣在過去數十億年的演變。

相關論文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.aba1940

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  • 地球的氧氣腐蝕了月亮數十億年嗎？
    令許多行星科學家驚訝的是，在月球的高緯度地區發現了氧化鐵礦物赤鐵礦。夏威夷地球物理與行星研究所領導的發表在《科學進展》雜誌上的一項研究表明，在月球的高緯度地區發現了氧化鐵礦物赤鐵礦，這令許多行星科學家感到驚訝。
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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？
  • 地球上的氧氣會腐蝕月球嗎？
    然而，最近行星科學家驚訝的發現，在月球高緯度地區也有氧化鐵礦物赤鐵礦。鐵製品生鏽我們都知道月球表面和內部幾乎沒有氧氣，另外，來自太陽的太陽風中的氫氣也會衝擊月球表面，這與氧化作用恰恰相反月球表面現在科學家給出的假設是：月球赤鐵礦是在過去數十億年裡，當月球處於地球磁尾時，地球上層大氣中的氧氣不斷被太陽風吹到月球表面
  • 地球的氧氣使月球生鏽數十億年了嗎？
    令許多行星科學家驚訝的是，在月球高緯度地區發現了氧化鐵礦物赤鐵礦。 鐵與氧氣反應會形成地球上常見的紅色鐵鏽。然而，月球表面和內部幾乎沒有氧氣，所以單質的金屬鐵在月球上很普遍，氧化的鐵還沒有在阿波羅任務帶回的樣本中得到證實。此外，太陽風中的氫作用月球表面，其作用與氧化相反。
  • 月球上沒有氧氣為何還會「生鏽」？都是地球惹的禍
    鐵是地球上最多的金屬元素，因此氧化鐵在自然界是一種普遍存在的化合物，但多與其他物質混合在一起。其中赤鐵礦便是富含氧化鐵的一種常見礦物，工業煉鐵的重要原料。（M3）測得的紅外反射光譜數據後，發現赤鐵礦普遍存在於月球高緯度地區，而且主要分布在面向地球的一面。
  • 月球生鏽了？科學家：我懷疑我們地球這邊出了「叛徒」
    最近一項研究發現，在月球的高緯度地區發現了氧化鐵礦物赤鐵礦，這令許多行星科學家感到驚訝，難道月球生鏽了嗎？那裡有氧氣？那是不是可能有生命存在於月球？但是，月球表面和內部幾乎沒有氧氣，因此原始的金屬鐵（單質形式存在）在月球上被發現是很普遍的一件事，而且從阿波羅任務帶回的的月球土壤樣本中也沒有發現到被高度氧化的鐵。
  • 月球上的鐵礦，怎麼就吸了來自地球的氧？
    月球，是我們最親密的宇宙鄰居，也是太陽系中人類唯一踏上過的天體，因此我們對它相當了解。我們知道月球上幾乎沒有空氣，月球上存在過冰，但沒有液態水。在初中我們就學過，金屬氧化必備的兩個條件：空氣，水。因此，你就會明白為什麼在月球上發現赤鐵礦讓科學家們感到困惑，因為赤鐵礦是一種被氧化的鐵。
  • 地球氧氣竟然能「吹」到月球?科學家發現,月球鐵礦被氧化
    儘管月球是距離地球最近的一顆天體星球，但是我們對於月球的了解卻還是不深，由於月球的自轉和公轉是同時進行的，因此我們在地球上只能看到月球的正面，這無疑加深了月球的神秘感。而在今年九月份，有天文學家更是在月球上發現了赤鐵礦，這讓許多科學家目瞪口呆，那麼這究竟是怎麼回事呢？
  • 月球沒有液態水和氧氣，卻正在生鏽，讓科學家們大為不解
    當李帥在2018年將目光聚焦在兩極時，在兩極高緯度地區發現了冰，同時也發現了奇怪的東西——紅色的巖石。經過研究分析，發現巖石的光譜特徵與赤鐵礦相匹配。但是自從我們在月球上發現水以來，人們一直在猜測如果水與巖石發生反應，可能存在比我們想像中更多的礦物。」
  • 沒水也沒氧氣，為啥月球的鐵照樣「生鏽」？
    說起赤鐵礦，大家轉眼就明白了，不就生鏽的鐵嘛！生活中，太常見了，裸露在空氣外側的鐵，在空氣中的氧和水分的，氧化反應下，不用多久，堅硬的鐵塊就變得鏽跡斑斑。所以，聰明的人們，總會給它抹上一層保護漆，直接隔絕了水分和氧氣的情況下，一般來說，它就沒那麼容易生鏽了！