嫦娥五號月壤中發現光催化新礦物材料

記者28日從中國科學院地球化學研究所獲悉，通過對嫦娥五號月壤顆粒開展研究，在月壤玻璃珠表面微隕石撞擊坑中發現一系列含鈦的蒸發沉積顆粒，這是此前未被識別的太空風化產物。

該研究結果完善了對月球表面太空風化過程的認識，也為理解太陽系其他無大氣天體表面的空間風化過程提供線索。

月壤微隕石撞擊坑中的鈦納米礦物示意圖(左圖為假彩色圖，藍色區域為撞擊濺射物)。(中國科學院地球化學研究所供圖)

相關資料介紹，太空風化是月球及太陽系其它無大氣天體表面的改造過程之一，包括微隕石轟擊、太陽風離子注入、高能宇宙射線作用等，其中月球表面的微隕石轟擊環境具有粒徑小、速度快、通量大等特點。

高速微隕石轟擊月壤可通過高溫熔融、破碎、氣化、沉積、膠結等機制改造月壤的物質組成、成分、光譜、物理性質等。由于月表物質組成多樣、微隕石轟擊過程復雜、轟擊產物不穩定等多因素的耦合影響，關于月球表面微隕石轟擊的改造機制及其效應認識不完善，甚至存在爭議。

月壤中鈦納米礦物的微隕石轟擊成因過程示意圖。(中國科學院地球化學研究所供圖)

對此，中國科學院地球化學研究所聯合澳門科技大學和廣東工業大學，通過對嫦娥五號月壤顆粒開展研究，在月壤玻璃珠表面微隕石撞擊坑中發現一系列含鈦的蒸發沉積顆粒，TEM分析結果顯示，這些含鈦顆粒為金紅石、三方結構Ti2O和三斜結構Ti2O三種鈦納米礦物。其中，三方結構Ti2O和三斜結構Ti2O兩種物相，此前尚未在天然地質樣品中被發現，而在材料學領域，Ti2O是一種可在實驗室內制備的光催化薄膜材料。由于金紅石和Ti2O是有效的天然光催礦物材料，該項研究因此提出了月球表面太空風化過程可以改變月壤光催化特性的新觀點。

此次研究成果已發表于國際權威期刊《自然·天文學》(Nature Astronomy)。