嫦娥六號月壤裡首次找到天然γ鐵：月球古磁場可能多了一種「記錄器」

月球沒有全球磁場了，石頭卻還記得

月球目前已經沒有全球性磁場，但月岩與月壤裡仍保留著古代磁性的紀錄。中國科學院合肥物質科學研究院（HFIPS）強磁場實驗室的杜海峰教授團隊，在嫦娥六號帶回的月壤裡，找到一種前所未見的「磁性化石」。

為什麼要費工去看幾顆鐵粒子？因為研究樣本中的磁性礦物，有助於科學家理解月球磁場如何隨時間演化。這類紀錄要怎麼讀，取決於我們能不能認出保存它的礦物。換句話說，月球自己不寫日記，但它身上的塵土替它記了下來。

撞擊玻璃裡藏著不該存在的鐵

團隊使用聚焦離子束製樣、穿透式電子顯微鏡與化學分析，在含金屬鐵的撞擊玻璃顆粒中找到大量奈米級鐵粒子，這些粒子散布在玻璃質材料之中；其中部分被確認為面心立方的γ鐵，這是天然月球樣本中首次辨識出這種鐵相，也是所檢測的兩個撞擊玻璃樣本中的主要鐵相。

γ鐵通常只在高溫下穩定，冷卻過程中會轉變成α鐵。講白話，它有點像冰淇淋，照理說離開冷凍庫就該融化，這批卻撐在月表沒走樣。研究團隊指出，月球撞擊所伴隨的特殊條件，可能讓γ鐵在月表環境下得以保存下來；他們推測，微量的碳與其他元素、撞擊熔體的快速冷卻，以及周圍的玻璃基質，可能一起幫忙保留了γ鐵的結構。

一顆奈米鐵粒，可能是一支錄音筆

接著他們以離軸電子全像術觀察單顆γ鐵奈米粒子的磁結構，發現較大的顆粒形成穩定的單渦旋磁態，在外加磁場下仍維持穩定的磁性反應。單渦旋磁態聽起來抽象，翻成人話，就是粒子內部的磁矩繞成一個小漩渦，一旦成形就不容易被外界推翻，因此有機會把當年的磁場資訊存住。這個結果顯示，γ鐵可能是月球物質中一種過去未知的磁訊息記錄者。

「這個微小的磁性化石，或許能幫助我們更好地理解月球古代的磁場歷史。」團隊成員、合肥物質科學研究院的 Li Long 博士說。

對明日的行星科學家意味著什麼

這份發現擴大了月球樣本中已知磁性礦物的範圍。由於γ鐵與α鐵的形成條件不同、磁性性質也不同，兩者可能保存了月球撞擊事件不同階段的資訊。只在高溫穩定的鐵相原本是材料與磁學領域的題目，這次卻成了行星科學的時間膠囊。

值得一提的是，這類工作吃的是儀器而非運氣：製樣、電顯、全像術一路排下來，才能在奈米尺度的鐵粒上量出磁性狀態。嫦娥六號樣本的價值因此不只在「採回來了」，而在它能被追問到奈米級。研究者自己也說，這些礦物如何幫助我們理解古月球的磁場，還需後續研究釐清，帳還沒算完。

資料來源

Phys.org：Scientists find lunar ‘magnetic fossil’ in Chang’e-6 samples（https://phys.org/news/2026-09-scientists-lunar-magnetic-fossil-samples.html）

論文：Pengfei Liu et al.,「Magnetic vortex state of natural lunar γ-Fe」, Proceedings of the National Academy of Sciences（2026），DOI: 10.1073/pnas.2608395123。研究由中國科學院合肥物質科學研究院（HFIPS）強磁場實驗室杜海峰教授領導，2026 年 9 月 16 日發表。