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我国科研团队实现单颗粒月壤微观磁场成像 为月球磁异常研究提供新证据
2026年01月16日 14:08:03
来源：化工仪器网 作者：宋池 点击量：4522
我国科研人员利用自主研制的量子化学显微镜，首次对嫦娥五号返回的月壤单颗粒实现高分辨率微观磁成像。该技术清晰揭示了月壤颗粒表面纳米级磁性铁的微观磁场分布，将其与陨石撞击等地质事件直接关联。此项突破为理解月球局部磁异常的起源提供了关键的微观尺度直接证据。
在国家自然科学基金等项目资助下，浙江大学冯建东团队与中国科学院地质与地球物理研究所李金华团队合作，利用自主研制的量子化学显微镜，对嫦娥五号返回的月壤样品成功实现了单颗粒级别的高分辨率磁成像观测。相关研究成果于2025年12月22日在线发表于学术期刊《Fundamental Research》。
月球表面存在的局部磁异常现象，其起源一直是行星科学领域长期关注的难题。主流观点认为，与地球类似，月球早期可能拥有一个熔融的金属核，其运动产生了全球性磁场。这颗“月球发动机”在约数十亿年前逐渐停止，但其磁场印记可能留存于月壳岩石中。然而，此前对月球磁场的研究，主要依赖于轨道器公里级分辨率的遥感探测，或是对返回月球样品整体磁性的实验室分析，在连接宏观磁异常与微观载磁矿物之间的研究存在空白。
为突破这一局限，研究团队自2018年起自主研制大视野、高分辨率、高灵敏度的量子化学显微镜。该设备基于氮-空位色心量子传感技术，其磁场探测灵敏度可达地球磁场强度的千分之一，成像空间分辨率达到2.2微米。利用该技术，研究团队对嫦娥五号任务取回的月壤颗粒进行了微观磁成像，首次直接观测并可视化了单个月壤颗粒表面的微观磁场分布。
研究表明，月壤颗粒中纳米级磁性铁的磁场特征得以清晰呈现，这些特征与陨石撞击等太空风化过程密切相关。该工作首次在微观尺度上为月壤颗粒的磁性载体与其可能经历的地质事件之间建立了直接的可视化联系，为阐释月球局部磁异常的起源提供了迄今最为直接的微观尺度证据。
浙江大学团队成员杨熠博博士研究生表示，这项技术将观测尺度推进到了显微磁成像阶段，能够清晰看到单颗粒月壤内部磁性矿物的分布，实现了微米级的空间分辨率。
中国科学院地质与地球物理研究所团队成员邢琳博士研究生指出，通过分析不同类型载磁矿物的特征及其稳定性，有助于推断月球地质活动的历史时限和磁场演化过程，这对理解地球未来的磁场变化也具有启示意义。
此项研究将月球磁性探测的尺度从宏观整体推进至单颗粒微观层次，为深入理解月球磁场演化历史及表面过程打开了新的窗口，也为我国未来的月球与行星科学研究提供了新的技术视角和研究方法。
素材来源：sciencedirect
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