11 月 15 日消息,據中國科學院地質與地球物理研究所官方公眾號昨日分享,近期,該所李金華研究員牽頭的中外團隊,採用「顯微學-同步輻射-微磁學」的多技術關聯手段,在嫦娥五號月壤中識別出一類撞擊成因的磁鐵礦(Fe₃O₄)。
據介紹,該磁鐵礦在成分-結構-磁疇狀態上與地球常見的磁鐵礦顯著不同,指示其在低氧逸度、富硫的月球微環境下通過界面控制的順序結晶形成,並具備穩定攜帶古磁場信息的潛力。
這一發現並不意味著磁鐵礦取代金屬鐵 / 鐵鎳合金成為月球的「第一載磁物」;相反,它提示在特定、局地的微環境中,磁鐵礦同樣可能充當高質量的磁記錄者,值得系統開展普查與機理研究。
地球環境有大氣與水圈,氧逸度相對較高,含 Fe³⁺的磁鐵礦穩定且普遍,因而在古地磁與古環境重建中長期居於「主角」。而月球環境極度乾燥、強還原(氧逸度遠低於 IW 緩衝線),不利於 Fe³⁺相穩定,因而金屬鐵與 Fe-Ni 合金更常見並主導磁記錄。
本次研究對嫦娥五號月壤樣品 CE5C0600YJFM00402 中一顆微小撞擊熔融角礫岩(CE5-023_P13)開展無偏篩查-定點開窗-多尺度聯測的「鏈式」分析。本研究識別到的磁鐵礦則緊貼鎳黃鐵礦((Fe,Ni)₉S₈)、位於硫化物-矽酸鹽界面,粒徑從數納米至數微米、多呈不規則形。
本研究識別的磁鐵礦顆粒尺寸跨越 SD -SV 窗口。該類疇態具有較高矯頑力與強剩磁穩定性,可有效抵禦熱擾動與外場退磁,因而具備在地質時間尺度上長期保存磁信息的能力。由此推斷:這些納米 — 微米級月球磁鐵礦可作為高保真「天然磁記錄介質」,忠實留存其形成 / 冷卻時的月球磁場信號。
相關成果已發表於 Communications Earth & environment。本研究獲國家自然科學基金青年科學基金項目 A 類(42225402)、國家自然科學基金卓越研究群體項目(42388101)及中國科學院地質與地球物理所重點部署項目(IGGCAS-202202、 IGGCAS-202401)的資助。