当我们的月亮没有空气时，研究表明存在赤铁矿，这是一种通常需要氧气和水的铁锈形式。这令科学家感到困惑。

长期以来，火星以其生锈而闻名。表面上的铁，再加上古代的水和氧气，赋予了红色星球以其色彩。但是，科学家最近惊讶地发现有证据表明我们的无气月球也生锈了。

《科学进展》杂志上的一篇新论文回顾了印度太空研究组织的Chandrayaan-1轨道器的数据，该轨道器 在2008年对月球表面进行勘测时发现了水冰并绘制出了多种矿物质。夏威夷大学的主要作者Shuai Li研究了这一点由Chandrayaan-1的Moon Mineralogy Mapper仪器(或M 3)提供的数据中大量积水，该仪器是由美国国家航空航天局位于南加州的喷气推进实验室建造的。水与岩石相互作用产生多种矿物，M 3 探测到的光谱(或从地面反射的光)揭示出月球两极的组成与其余部分完全不同。

对此，李先生很感兴趣。尽管月球表面散布着富含铁的岩石，但他仍然惊讶地发现与赤铁矿的光谱特征非常匹配。矿物是铁暴露于氧气和水中时产生的氧化铁或铁锈的一种形式。但是月亮不应该有氧气或液态水，那么它怎么会生锈呢?

金属之谜

谜团始于太阳风，即一束带电粒子流，从太阳流出来，用氢轰击地球和月球。氢气使赤铁矿难以形成。这就是所谓的还原剂，这意味着它将电子添加到与之相互作用的材料中。这与制造赤铁矿所需要的相反：为了使铁生锈，它需要一种氧化剂，该氧化剂可以除去电子。虽然地球有磁场将其与氢隔绝，但月球却没有。

“这很令人困惑，”李说。“月亮是赤铁矿形成的可怕环境。” 因此，他求助于JPL科学家Abigail Fraeman和Vivian Sun帮助戳破M 3的数据并确认他的赤铁矿发现。

“起初，我完全不相信。根据月球上存在的条件，它不应该存在。”弗雷曼说。“但是自从我们在月球上发现水以来，人们一直在猜测，如果水与岩石发生反应，可能存在比我们意识到的更多的矿物。”

仔细观察后，弗雷曼和太阳确信M 3的数据确实表明在月球极存在赤铁矿。“最后，光谱令人信服地含有赤铁矿，因此需要对为什么它在月球上进行解释，”孙说。

三种关键成分

他们的论文提供了一个三管齐下的模型来解释在这种环境下锈如何形成。首先，尽管月球缺乏大气层，但实际上它是微量氧气的家。氧气的来源：我们的星球。地球的磁场 像风向袋一样落后于行星。2007年，日本的Kaguya轨道飞行器发现，来自地球上层大气的氧气可以顺着这种尾随的磁尾状飞行，这是众所周知的，它飞行了239,000英里(385,00公里)到达月球。

这一发现与M 3的数据相吻合，M 3的数据在月球地面对近侧发现的赤铁矿多于其远侧。李说：“这表明地球上的氧气可能正在推动赤铁矿的形成。” 月亮已经从地球上隐隐移行了数十亿年，所以当两者在古代过去距离越来越近时，有可能会有更多的氧气跃过这个裂谷。

然后就是太阳风传递的所有氢的问题。作为还原剂，氢应防止发生氧化。但是地球的磁尾有中介作用。除了从家乡星球向月球运送氧气之外，它还在月球轨道的某些时期(特别是在满月阶段)阻挡了超过99%的太阳风。这会在月球周期中偶尔打开会形成生锈的窗户。

难题的第三部分是水。尽管月球大部分处于干燥状态，但在月球另一侧的阴影月球坑中仍可发现水冰。但是发现赤铁矿距离那块冰很远。相反，本文着重研究月球表面发现的水分子。李认为，经常移动到月球上的快速移动的尘埃粒子 可以释放这些表面传播的水分子，并将其与月球土壤中的铁混合。这些撞击产生的热量可能会增加氧化速率;灰尘颗粒本身也可能携带水分子，将其植入表面，从而与铁混合。在恰好合适的时机(即当月球被太阳风遮蔽且存在氧气时)时，可能会发生生锈的化学反应。

需要更多数据才能确切确定水与岩石的相互作用。这些数据还可以帮助解释另一个谜团：为什么在月球的另一端也形成了少量赤铁矿，而地球的氧气本该无法到达。