月球已经数十亿年没有全球磁场了，但显然没人告诉那些岩石。古老的磁性痕迹仍然锁在月球土壤中，科学家现在在嫦娥六号的样本中发现了一种他们称之为——我们在此引用原话——"微小磁性化石"的东西。

研究人员分析了嫦娥六号月壤撞击玻璃中的金属铁，首次在天然月球样本中识别出面心立方γ-Fe。给在家记分的人解释一下：这是铁的一种特定晶体结构，通常只存在于高温下，这使得它出现在月球表面，大致相当于在火炉里发现一个雪球。

该研究由中国科学院合肥物质科学研究院强磁场实验室的杜海峰教授领导。研究结果于9月16日发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

"这个微小的磁性化石可能有助于我们更好地理解月球古老的磁历史，"该团队成员、合肥物质科学研究院的李龙博士说道，想必他当时正拿着一个装着非常古老尘埃的非常小的瓶子。

为了检查样本，研究人员使用了聚焦离子束制备、透射电子显微镜和化学分析。这些技术揭示了玻璃质材料中嵌入了大量纳米级铁颗粒。进一步检查显示，其中一些颗粒由面心立方γ-Fe组成。事实上，γ-Fe是所研究的两个撞击玻璃样本中铁的主要形式——这在科学上相当于穿着一套没人预料到的服装出现在派对上。

在正常条件下，γ-Fe仅在高温下稳定。随着材料冷却，它通常会转变为另一种称为α-Fe的形式。但研究人员发现证据表明，月球上撞击产生的异常条件可能使γ-Fe在月球表面存活下来。他们提出了几个可能有助于稳定该结构的因素，包括少量碳和其他元素、撞击过程中产生的熔融材料的快速冷却，以及周围玻璃质基质的保护。换句话说：月球意外发明了一个磁性时间胶囊，然后就把它忘了。

该团队还使用离轴电子全息术来研究单个γ-Fe纳米颗粒的磁性行为。他们发现，相对较大的γ-Fe颗粒可以形成稳定的单涡旋磁态，并在暴露于外部磁场时保持一致的磁响应。这种稳定性表明，γ-Fe可以作为月球材料中一种此前未被认识的磁信息记录器，保存有关月球过去存在条件的线索。

这一发现拓宽了月球样本中已知磁性矿物的种类。由于γ-Fe和α-Fe在不同条件下形成，并且磁性行为不同，它们各自可能记录月球撞击事件不同阶段的信息。未来的研究将需要确定这些矿物究竟能揭示多少关于月球古代磁场及其随时间演化的信息——因为月球，一如既往，不会让这件事变得容易。

材料由中国科学院总部提供。注：内容可能经过风格和长度编辑。