月球表面“冷点”和“热区”研究:嫦娥二号微波亮温数据分析

月球微波亮温数据是研究月球表面物理性质的重要数据源。本文基于嫦娥二号微波辐射计37 GHz通道微波亮温数据,计算了亮温数据月球地方时,获取了月球一天中不同时间段的12幅月表微波亮温分布图。其中,月球白天亮温正异常区("热区")和月球夜晚点状亮温负异常区("冷点")是最为显著两类亮温单元。"热区"和"冷点"具有独特的亮温特征和昼夜变化规律:相对周围环境,"热区"在月球白天亮温明显偏高,夜晚亮温较低,"冷点"在月球夜晚亮温明显偏低,白天亮温略高;与同纬度地区相比,"热区"和"冷点"的升温和降温速率都较大。对比分析月表影像图、Ti O2含量、物理温度和石块含量数据,我们发现:"热区"对应月海区Ti O2含量较高,同纬度地区的亮温和Ti O2含量呈明显正相关,较高Ti O2含量是"热区"形成的主要因素;大部分"冷点"中心都对应着年轻辐射纹撞击坑,"冷点"中心夜晚物理温度和岩石含量较高,"冷点"地区亮温与其夜晚温度和石块含量呈负相关分布,较高的石块含量是"冷点"形成的主要因素。     

CE3玉兔号月球车APXS特征X射线能谱信息分析

通过对CE3玉兔号月球车粒子激发X射线谱仪（APXS）获取的数据进行处理,获得测点的累积特征X荧光计数率谱线,经小波滤波,消除放射性涨落对X荧光谱线的影响。由能量刻度获得了月球车着陆点月壤元素X射线特征能量峰,由此分析了着陆点月壤元素的成分,得知测量点月壤元素成分包括Si、Ca、Al、Mg、K、P、S、Fe、Ti、Ni、Cr、Mo、Sr、Y、Zr、Nb。研究结果为月陆地质演化提供了有利的参数制约。     

基于“嫦娥一号”干涉成像光谱仪数据的月球岩石类型填图:以月球雨海—冷海地区(LQ-4)为例

月球表面的岩石类型分布是理解月球岩浆演化的线索。随着出现越来越多的月球探测数据,利用我国的月球探测数据开展数据挖掘,以获得更深刻的科学认识,这是促进相关研究领域发展的当务之急。文中在进一步校正干涉成像光谱仪数据的基础上,获得了更为可靠的月表FeO和TiO2、镁指数填图等。在调研已有的月球岩石分类标准的基础上,根据我们的月表成分填图结果并结合Lunar Prospector Th元素数据,将月球岩石分为亚铁斜长岩、富镁结晶岩套、克里普岩和5种不同钛含量月海玄武岩等8类岩石。笔者以月球正面雨海—冷海(LQ-4)地区为例,做出该区域的岩石分类图,并讨论了该地区的岩石成因。该地区覆盖"嫦娥三号"着陆区,包含月球雨海撞击事件所形成的玄武岩岩浆泛滥区,对于理解月球的岩浆演化具有重要的研究价值。笔者利用岩石类型分布图,结合岩石同位素年龄数据,与对该地区岩石类型分布及其所代表的月球岩浆演化历史进行了讨论。此外,笔者也对"嫦娥三号"着陆区的FeO、TiO2和镁指数、岩石类型等进行了初步判别,有待于与玉兔号搭载的探测仪器测量结果相互验证。     

“嫦娥三号”着陆区月壤下伏玄武岩单元划分和充填过程研究

月球在演化过程中,几乎没有经历过大气或流水等地质作用,在全月范围覆盖有表层土壤,极少有下伏岩石裸露。经过数十亿年的空间风化作用,月海月壤光谱特性与下伏玄武岩有很大差别。因此,通过常规遥感方法不能探知下伏玄武岩的特性。了解月球岩石的关键是透过干扰的月壤看到下伏岩石的信息。通过对"嫦娥三号"着陆区低成熟度撞击坑坑底和坑壁位置的光谱分析,进行月壤下伏玄武岩的组分识别、单元划分并根据地形数据计算其厚度。具体内容包括:(1)基于LISM多光谱遥感数据的撞击坑筛选与光谱信息提取;(2)玄武岩单元类型划分和厚度反演,建立离散撞击坑与连续的地质单元之间的关系。结果表明,研究区至少发生了6期玄武岩溢出充填活动,由新到老可以依次划分出6种玄武岩单元。其中单元1、2和3的厚度从南向北逐渐减小最后消失;单元4、5和6可能分布于整个研究区,在南部区域被前3期玄武岩单元覆盖,没有暴露在月表,在北部区域则位于下伏玄武岩的顶层。从元素含量上看,不同玄武岩单元Ti质量分数变化较大,从最低的1.26%到最高的6.65%,而Fe质量分数相对变化较小,在16.31%到17.57%。最后,玄武岩填充时间与其Fe、Ti元素含量之间有一定的联系,玄武岩年代越年轻,其中的Fe和Ti元素更加富集。