如果你家有鐵鍋，並且在刷鍋的時候沒有把水擦乾淨，鍋底就有可能出現一層紅色的物質，那就是鐵鏽。或者如果你走在一條老巷子裏，會發現一座鐵門上有很多部位都鏽跡斑斑，充滿了時間的味道。
我們知道，這些鏽都來自於鐵。鐵是我們生活中最常見的金屬，很容易生鏽，影響使用，所以才有了不鏽鋼，或者通過鍍層來防止生鏽。中學化學告訴我們：鐵生鏽的條件是要有水和氧氣，三者結合成為帶有結合水的三氧化二鐵，這就是鐵鏽。在遙遠的火星上，到處都遍佈着鐵鏽，這也讓它變成了奇怪的紅色星球。
令科學家困惑的是，就在距離我們最近的天體——月球上，也出現了“生鏽”的情況。儘管那裏沒有空氣，極少量的水也是以固態冰的形式存在，但它竟然也在生鏽！
2008年，印度空間研究組織的月船1號探測器發射升空。在環繞月球進行探測的時候，它發現了位於月球兩極的特殊結構。2018年，利用NASA噴氣推進實驗室設計的月球礦物學測繪儀（M3）高光譜成像技術進行顆粒光譜分析，科學家們最終證明他們發現了月球兩極的赤鐵礦（即三氧化二鐵的礦物）。科學家們也大惑不解。根據我們現有的知識，找不到支持月球表面環境能支持鐵生鏽的反應原理。
（圖片説明：月球表面鐵鏽，顏色被加強過）
更讓他們百思不得其解的是，月球表面還不斷地承受着來自太陽的氫氣流轟擊。如果你還記得中學化學的話就會知道，氫氣是一種非常常見且有效的還原劑，它可以很慷慨地將自己的電子貢獻出去，變成氫離子。而被氫氣拋棄的電子則可以替換掉鐵的電子，從而使得氫氣和氧氣結合成為水，而鐵則重新分離出來成為鐵單質。
換句話説，根據月球表面的情況，鐵是不應該生鏽的。即使生鏽，在氫氣流的作用下，氧化鐵也會被還原成鐵單質。那麼，月球表面的鐵鏽到底從何而來、又是如何“獨善其身”的呢？
來自夏威夷大學馬諾阿分校的行星科學家李帥（Shuai Li，音譯）也表示了他的疑惑：“這件事的確很詭異，月球表面絕不是一個適合鐵生鏽的環境。”
李帥是對月球赤鐵礦進行分析的研究人員之一，他表示：“在對月球極地進行M3分析的時候，我發現有些光譜特徵和模式與我們在阿波羅計劃中採集到的低緯度區域樣本大不相同。所以我也在思考：月球表面是否會進行水巖反應呢？在經過幾個月的調查之後我恍然大悟，原來我一直在觀察赤鐵礦！”
在取得這個發現以後，他們陷入了沉思：這些赤鐵礦到底是從何而來的呢？它們為何會出現在沒有水和氧氣的月球上呢？
他們想到：這個答案的線索，或許就隱藏在赤鐵礦在月球表面分佈情況之中。巧合的是，此前的一項研究曾經分析過月球表面遭受過的一些小天體撞擊。這種撞擊被認為和水有密切的關係，並且這種撞擊的分佈和赤鐵礦的分佈吻合度相當之高。我們有理由推測：或許是小天體撞擊將混在月球岩石中的水挖掘出來，從而與鐵發生了反應，將鐵氧化成鐵鏽。
水有了，鐵生鏽的另一個反應物——氧氣又是從何而來呢？
這時，月球表面赤鐵礦的另一個特點引起了科學家們的注意，那就是它們幾乎都分佈在朝向地球的那一側。
李帥對此解釋説：“月球表面的赤鐵礦集中分佈在靠近地球的一側，這可能與地球有一定的關係。這讓我想起了日本月女神任務中的一個發現：當月球位於地磁場尾部的時候，地球高層大氣中的氧氣在太陽風的吹動下來到月球表面。因此，地球大氣層中的氧氣很有可能就是月球赤鐵礦的氧化劑來源。”
一般來説，當我們地面上看到滿月的時候，恰好是月球和太陽位於地球兩側的時候。這時候在太陽風的作用下，地球磁場呈彗星一樣的形狀，月球就恰好位於磁尾。這就非常有意思了，因為月球正好位於太陽風的“下風口”，地球大氣中的氧氣會被吹到月球表面。與此同時，月球原本能接收到的太陽風有99%都被地球遮住，因此太陽風中的還原性氫就不會來到月球，鐵生鏽的反應於是可以毫無阻礙地進行下去。
雖然月球表面的水和地球高層大氣飛到月球表面的氧相當有限，但是仍然足以發生微量的反應。而隨着平均不到一個月一次的滿月窗口期，再加上幾十億年的漫長歲月，月球於是積累了足夠的赤鐵礦，最終被我們發現。
至此，問題就全部解決了嗎？沒有。
這個解釋相當合理，但也有無法解釋的內容。如果氧氣真的是從地球高空大氣傳輸過去的，那麼在永遠也看不到地球的月球背面，為何也有少量赤鐵礦被發現呢？雖然背面的赤鐵礦並不多，但仍然足夠給我們提出一個問題：這裏的氧來源又是什麼呢？
目前來説，科學家們也沒有一個合理的解釋，有人懷疑是月球高緯度地區的水所形成的，不過這也只是猜測，還需要更多的證據。
不論怎樣，這些赤鐵礦的發現足夠引起科學家們的興趣，這意味着月球表面還有很多我們想象不到的事情在發生。更重要的是，如果這些赤鐵礦中的氧的確來自於地球，那麼它很可能也記載着地球的歷史。我們知道，氧是有多種同位素的，每一種同位素含量的變化都能告訴我們當時的地球氣候。因此，如果能夠對這些赤鐵礦進行深入的分析，那麼我們可以藉此瞭解地球氣候的變遷和大氣層的演化過程，解開許多未解之謎。
在未來幾年的時間裏，許多空間組織將會執行月球採樣計劃甚至是載人登月計劃，這一次的發現或許會讓他們考慮採集一些赤鐵礦回來。如果能夠將它們帶回地球進行分析，相信科學家們還會有許多新的重大發現！