中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所的研究團(tuán)隊(duì)，在中國(guó)科學(xué)院院士何宏平的帶領(lǐng)下，近期在嫦娥五號(hào)帶回的月壤樣品中取得了突破性發(fā)現(xiàn)。他們首次觀察到一種奇異的晶體生長(zhǎng)現(xiàn)象，即月表的鉻鐵礦納米晶體呈現(xiàn)出類似雨后蘑菇的生長(zhǎng)模式，從橄欖石表面向外延伸。
這一發(fā)現(xiàn)得益于研究團(tuán)隊(duì)采用的高精度原位聚焦離子束制樣方法，他們成功地從嫦娥五號(hào)帶回的月壤角礫巖碎屑中提取了研究所需的樣品。隨后，團(tuán)隊(duì)利用配備了電子能量損失譜探測(cè)系統(tǒng)的高分辨透射電鏡，對(duì)樣品進(jìn)行了深入的微-納米級(jí)礦物學(xué)研究。
在樣品中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種獨(dú)特的枝晶結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)由鉻鐵礦、隕硫鐵納米球以及零價(jià)鐵納米球組成，形狀酷似蘑菇，從橄欖石的表面垂直生長(zhǎng)而出。這一發(fā)現(xiàn)不僅揭示了月球表面礦物生長(zhǎng)的全新機(jī)制，也為我們理解月球的地質(zhì)過程提供了新的視角。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步提出，這種晶體生長(zhǎng)現(xiàn)象是在極端非平衡條件下發(fā)生的，它利用原有物相內(nèi)部的雜質(zhì)離子，在原物相之間的非均質(zhì)界面上催生出新的礦物相。這一發(fā)現(xiàn)不僅證明了定向附著現(xiàn)象不僅存在于均相體系中，也適用于多相體系，從而對(duì)現(xiàn)有的非經(jīng)典生長(zhǎng)機(jī)制體系進(jìn)行了重要的補(bǔ)充和拓展。
考慮到月球表面頻繁遭受撞擊的實(shí)際情況，研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這種晶體生長(zhǎng)機(jī)制可能在月球風(fēng)化層中普遍存在，對(duì)月表的礦物組成和元素分布產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。這種“蘑菇”結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，還可能作為極端非平衡結(jié)晶的標(biāo)志性特征，為未來針對(duì)無大氣天體表面及其他極端條件下的晶體生長(zhǎng)機(jī)制研究提供寶貴的參考。
