月球表面长期存在的局部磁场异常现象，一直是行星科学领域的谜。
与地球类似，月球早期可能拥有一个熔融的金属核，其流动产生了月球磁场。这颗“月球发动机”在约数十亿年前逐渐冷却停止运行，但它的磁场印记可能留存在月壳岩石中，形成了今天的磁异常。然而人类以往认知依赖于轨道探月器公里级分辨率的磁测地图，或对返回月球岩石样品的整体磁性分析，始终未能直观揭示微观载磁机制。
浙江大学冯建东团队联合中国科学院地质与地球物理所李金华团队，采用自主研制的量子化学显微镜对中国嫦娥五号返回月壤样品进行了高分辨率磁成像，实现了单颗粒月壤表面磁场分布的直接观测。
研究团队自2018年起自主研制大视野、高分辨率、高灵敏度量子化学显微镜，基于此对嫦娥五号返回的月壤样品进行了高分辨率磁成像观测。该显微镜基于氮-空位色心量子传感技术，磁场探测精度达到地磁场的千分之一，磁场成像空间分辨率达到2.2微米，相当于在头发丝横截面上精确绘制出磁地图。研究团队首次在微观尺度上直接可视化了由陨石撞击等在月壤表面生成的纳米级磁性铁的微观磁场分布特征，为“月球磁异常”研究提供了最直接的微观证据。
这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，为理解月球磁场的演化历史及表面过程打开了全新窗口，为我国月球与行星科学研究提供了新视角。相关研究成果以“单颗粒月壤的微观磁场成像(Microscopic magnetic-field imaging of a single lunar dust grain)”为题，近日在线发表于中国英文期刊《基础研究》(Fundamental Research)。第一作者：杨熠博(浙江大学)，邢琳(中国科学院地质与地球物理研究所)。
（记者 王湛）
