嫦娥五號的月球樣品凝結玻璃中，微隕石撞擊致納米零價鐵和三價鐵的成因示意圖。研究團隊供圖
本報訊（記者朱漢斌 通訊員鄧土連）中國科學院廣州地球化學研究所徐義剛院士和何宏平研究員領銜的多學科交叉聯合攻關團隊通過對嫦娥五號的月球樣品進行研究，揭示了月表普遍存在并不斷累積三價鐵（Fe3+）。1月9日，相關論文在線發表于《自然-天文學》。
在阿波羅時代，科學家通過對返回的月球樣品研究發現，月球樣品中的鐵元素主要以還原性的Fe2+和Fe0兩種狀態存在，僅含有極少量氧化性的Fe3+。傳統認知將月表Fe3+主要歸因于外部因素對月球原生還原性物質的氧化。然而，Fe3+在極度還原的月球表面如何賦存、形成及演化仍無定論。
針對這一問題，團隊利用嫦娥五號的月球樣品展開了研究。團隊選擇了月壤中由微隕石撞擊作用形成且普遍存在的凝結玻璃為研究對象，發現嫦娥五號的月球樣品凝結玻璃中含有大量由歧化反應而產生的Fe3+。這一發現革新了學界對月球Fe3+賦存形態、含量及成因的認識。
“這一歧化反應可能發生在微隕石撞擊形成的高溫高壓階段，也可能發生在沖擊熔融冷卻階段。”何宏平表示，月表普遍存在的凝結玻璃中大量三價鐵的發現，預示著月球表面存在比人們以往認識更多的Fe3+，且Fe3+含量會隨著微隕石撞擊作用的持續進行而不斷累積。
“如此高含量的三價鐵并不意味著月表環境是氧化的，因為本次研究發現產生三價鐵的歧化反應并不產生額外的氧，也不會消耗體系中的電子，僅僅是將電子進行了重新分配。”徐義剛補充道，“這一反應過程的發現對于理解無大氣天體表面環境鐵元素的價態演化有極為重要的意義。”
相關論文信息：
https://doi.org/10.1038/s41550-022-01855-0
作者：朱漢斌 鄧土連 來源：中國科學報
【責任編輯：周偉】
