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嫦娥五號(hào)的月球樣品凝結(jié)玻璃中，微隕石撞擊致納米零價(jià)鐵和三價(jià)鐵的成因示意圖。研究團(tuán)隊(duì)供圖

本報(bào)訊（記者朱漢斌通訊員鄧土連）中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所徐義剛院士和何宏平研究員領(lǐng)銜的多學(xué)科交叉聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)嫦娥五號(hào)的月球樣品進(jìn)行研究，揭示了月表普遍存在并不斷累積三價(jià)鐵（Fe3+）。1月9日，相關(guān)論文在線發(fā)表于《自然-天文學(xué)》。

在阿波羅時(shí)代，科學(xué)家通過(guò)對(duì)返回的月球樣品研究發(fā)現(xiàn)，月球樣品中的鐵元素主要以還原性的Fe2+和Fe0兩種狀態(tài)存在，僅含有極少量氧化性的Fe3+。傳統(tǒng)認(rèn)知將月表Fe3+主要?dú)w因于外部因素對(duì)月球原生還原性物質(zhì)的氧化。然而，F(xiàn)e3+在極度還原的月球表面如何賦存、形成及演化仍無(wú)定論。

針對(duì)這一問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)利用嫦娥五號(hào)的月球樣品展開(kāi)了研究。團(tuán)隊(duì)選擇了月壤中由微隕石撞擊作用形成且普遍存在的凝結(jié)玻璃為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)嫦娥五號(hào)的月球樣品凝結(jié)玻璃中含有大量由歧化反應(yīng)而產(chǎn)生的Fe3+。這一發(fā)現(xiàn)革新了學(xué)界對(duì)月球Fe3+賦存形態(tài)、含量及成因的認(rèn)識(shí)。

“這一歧化反應(yīng)可能發(fā)生在微隕石撞擊形成的高溫高壓階段，也可能發(fā)生在沖擊熔融冷卻階段?！焙魏昶奖硎荆卤砥毡榇嬖诘哪Y(jié)玻璃中大量三價(jià)鐵的發(fā)現(xiàn)，預(yù)示著月球表面存在比人們以往認(rèn)識(shí)更多的Fe3+，且Fe3+含量會(huì)隨著微隕石撞擊作用的持續(xù)進(jìn)行而不斷累積。

“如此高含量的三價(jià)鐵并不意味著月表環(huán)境是氧化的，因?yàn)楸敬窝芯堪l(fā)現(xiàn)產(chǎn)生三價(jià)鐵的歧化反應(yīng)并不產(chǎn)生額外的氧，也不會(huì)消耗體系中的電子，僅僅是將電子進(jìn)行了重新分配?！毙炝x剛補(bǔ)充道，“這一反應(yīng)過(guò)程的發(fā)現(xiàn)對(duì)于理解無(wú)大氣天體表面環(huán)境鐵元素的價(jià)態(tài)演化有極為重要的意義。”

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41550-022-01855-0

作者：朱漢斌鄧土連 來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)