行星科学家惊讶地发现月球生锈了-现在他们已经找到了可能的罪魁祸首

使用球形投影（仅在近侧）增强了月球上赤铁矿（红色）的贴图。

夏威夷地球物理与行星研究所副研究员Shuai Li领导的《科学进展》今天发表在《科学进展》杂志上的一项研究表明，令许多行星科学家惊讶的是，氧化铁矿物赤铁矿已在月球的高纬度地区被发现（ HIGP）位于UHMānoa海洋与地球科学与技术学院（SOEST）。

铁与氧气具有很高的反应活性，形成地球上常见的红锈。但是，月球表面和内部几乎没有氧气，因此原始金属铁在月球上很普遍，而且从阿波罗任务返回的样本中也没有确认到高度氧化的铁。此外，太阳风中的氢会爆炸月球表面，这与氧化作用相反。因此，月球上存在高度氧化的含铁矿物（如赤铁矿）是一个出乎意料的发现。

“我们的假设是，月球赤铁矿是由地球上层大气中的氧气氧化月球表面铁而形成的，在过去的数十亿年中，月球进入地球的磁尾时，太阳风将其不断吹向月球表面。”李说。

赤铁矿在月球上的地图-颜色变红意味着更多的赤铁矿。

为了做出这一发现，李，HIGP教授保罗·露西（Paul Lucey）以及美国国家航空航天局喷气推进实验室（JPL）和其他地方的合著者分析了印度Chandrayaan-1任务上由美国国家航空航天局JPL设计的月亮矿物制图仪（M3）获取的高光谱反射率数据。

这项新研究的灵感来自李光耀先前在2018年在月球两极地区发现水冰的现象。

“当我检查极地地区的M3数据时，我发现某些光谱特征和模式与我们在低纬度地区或阿波罗样品中看到的有所不同，”李说。“我很好奇，是否有可能在月球上发生水岩石反应。经过几个月的调查，我发现我看到了赤铁矿的签名。”

研究小组发现存在赤铁矿的位置与高纬度Li和以前发现的其他地方的水含量密切相关，并且更多地集中在始终面对地球的近端。

李说：“月球附近更多的赤铁矿暗示它可能与地球有关。”“这使我想起了日本的Kaguya飞行任务发现，当月球进入地球的磁尾时，太阳风会将地球高层大气中的氧气吹到月球表面。因此，地球大气中的氧气可能是产生赤铁矿的主要氧化剂。水和行星际尘埃的影响也可能发挥了关键作用”

李说：“有趣的是，赤铁矿并非绝对没有出现在地球的氧气可能从未到达过的月球的远端，尽管看到的暴露量要少得多。”“在月球高纬度地区观察到的少量水（<〜0.1 wt。％）可能与月球远端的赤铁矿形成过程有很大关系，这对于解释某些贫水S上观察到的赤铁矿具有重要意义。型小行星。”

李说：“这一发现将重塑我们对月球两极地区的认识。”“地球可能在月球表面的演变中起了重要作用。”

研究小组希望NASA的ARTEMIS任务可以返回极地的赤铁矿样品。这些样品的化学特征可以证实他们的假设，即月球赤铁矿是否被地球上的氧气氧化，并可能有助于揭示过去数十亿年中地球大气的演变。

阅读“月球正在生锈，令人费解的科学家”，以获取有关此研究的更多信息。

参考：李帅，Paul G. Lucey，Abigail A. Fraeman，Andrew R. Poppe，Vivian Z.Sun，Dana M.Hurley和Peter H. Schultz的“月球高纬度的赤铁矿”，2020年9月2日，科学进展.DOI：
10.1126 / sciadv.aba1940