"洞察"号火星表面地震探测中的发现

"洞察"号任务是火星探测历史上一次巨大的飞跃.本文从介绍"洞察"号的科学目标和火星表面地震观测实验出发,展示"洞察"号地震数据中的发现.受益于"维京"2号的火星探测经验,"洞察"号首次成功监测到了火星震信号,并由此得到了火星壳结构的衰减特征.火星的地震数据中检测到了由气压引起的地表形变和HP3打孔信号,并用于约束登陆点...     

“洞察”号能够完成火星内部结构探测的使命吗?

本文聚焦于“洞察”号(InSight)的SEIS项目,介绍它的主要科研目标,以及已有的初步探测与解释成果.作者试图就“洞察”号能在什么程度上实现对火星内部结构探测的科研目标作出评论.评论从三个方面展开:即它能够基本回答的问题,部分回答的问题,及基本上不可能回答的问题.基于到目前为止的观测事实,可以说SEIS的数据分析结果对“洞察”号着陆点附近的浅地表结构会有精细的描述;对火星壳层的局部结构会有相当的了解.有可能会对火星上部幔层结构提供一些比以前更为严密的约束.但是,到目前为止SEIS数据对人类加深对于火星核结构了解的贡献应该是相对有限的.主要原因是缺乏能量足够大的震源来产生传播于整个火星的波动场.     

火星地震学与内部结构研究

目前世界多国掀起了第二次深空探测热潮.火星是人类重点关注甚至有移民愿望的行星.美国2018年发射了"洞察"号前往火星探测其内部结构,其科学目标是理解火星形成和演化过程.洞察号搭载了三套科学设备,其中火星地震仪是最为成功的,并取得了若干的研究进展.本文首先阐述火星地震学与内部结构研究进展,包括火星地震事件的识别过程、火星...     

火星无线电掩星探测进展

火星是地球的姊妹星，研究火星对了解火星、地球乃至太阳系的演化具有重要意义.自从1964年美国水手4号发射，首次成功地运用无线电掩星技术探知到火星的环境特征之后，国际上不少的火星任务都开展了掩星实验，取得了重要进展.本文依据采用了无线电掩星技术进行勘探的火星探测器发射时间顺序展开调研，针对具有开创性的水手系列、火星全球勘测者、火星快车、火星大气挥发演化探测器、天问一号等，梳理分析和总结了各任务的火星无线电掩星方式以及所获取的廓线数量、位置分布、获取方式等产品信息，以及部分相关的研究结果.本文还分析了当前火星无线电掩星探测方式存在的局限性，并探讨了可能的对策.火星无线电掩星后续可重点考虑多颗星-星掩星结合星-地掩星方式形成掩星星座；并通过选用适当的信号探测频率、改进反演算法等方式进一步提高掩星质量；火星掩星探测手段还可与火星顶部探测雷达、直接探测等手段相结合，发展火星多源数据融合技术.随着探测方式的不断改进，无线电掩星探测将是火星探测的重要手段.未来会有数量越来越多、时间与空间覆盖越来越全面、精度越来越高的掩星数据用于火星的整个空间环境研究，包括大、中尺度乃至小尺度结构的特征与演化规律都将...     

“祝融号”在轨定标光谱揭示火星北部低地卤水活动的矿物学证据

含水矿物对火星早期水环境具有直接的指示作用,但目前已发现的各类黏土矿物和蒸发盐主要出露于火星南部古老的高地.虽然火星北部低地可能曾经存在古海洋,但其表面覆盖了一层无光谱吸收特征物质,轨道红外高光谱遥感未能探测到液态水活动的物质成分证据.中国首次火星探测任务“天问一号”的“祝融号”火星车着陆于北部低地推测的古海岸带区域,开展了高空间分辨的巡视探测,以揭示该地区的地质和环境演化.火星经常性出现沙尘暴天气,沙尘不仅覆盖了火星地表,也覆盖到火星车上的光谱定标板;此外,“祝融号”短波红外光谱数据还受温度变化、大气二氧化碳吸收等因素的影响.本文对“祝融号”所获取的原位短波红外光谱数据进行了重新校准,最大程度地解决了上述因素的影响.校准后的光谱数据显示着陆区的反射率落在火星土壤的正常值范围,同时确认一些重要吸收峰的存在.根据标校后短波红外光谱的吸收特征识别出着陆区存在多水硫酸盐、石膏、含水硅酸盐等组分,其中硫酸盐含量低于27～39wt.%.研究结果进一步确认了“祝融号”火星车着陆区曾有过液态水活动,为地下水或古海岸线假说提供了矿物学证据.     

祝融号火星表面磁场探测仪的沿轨标定

作为中国首次火星探测计划“天问一号”任务的一部分,祝融号火星车于2021年5月15日成功着陆火星表面,并开始在乌托邦平原南部进行科学探测.祝融号火星表面磁场探测仪(RoMAG)是火星车上六个有效载荷之一,它由两个相同的高灵敏度三轴磁通门磁强计组成,随火星车在火星表面进行移动磁测量.尽管在发射前已经进行了火星车磁补偿以消除磁干扰,但由于有效载荷和太阳能电池板等在发射前后的状态不同,需要对磁强计进行沿轨校准,以获得更精确的火星磁场.本文分别利用桅杆偏航旋转和火星车偏航旋转两种方法确定火星水平磁分量.结果表明,两种方法测得的火星水平磁场分量具有较好的一致性,均方根偏差小于2.0nT.火星背景磁场垂直分量则可根据干扰场呈现偶极场分布的假设来约束.磁场测量值与太阳能帆板电流之间的线性相关关系可用于常规探测中的磁场校准,可以得到更精确的火星表面背景磁场.     

"洞察"号能够完成火星内部结构探测的使命吗?

本文聚焦于"洞察"号(InSight)的SEIS项目,介绍它的主要科研目标,以及已有的初步探测与解释成果.作者试图就"洞察"号能在什么程度上实现对火星内部结构探测的科研目标作出评论.评论从三个方面展开:即它能够基本回答的问题,部分回答的问题,及基本上不可能回答的问题.基于到目前为止的观测事实,可以说SEIS的数据分析结...     

美国火星探测的进展

美国国家航空与航天管理局(NASA)的“勇气号”火星探测器于美国太平洋时间2004年1月3日20时35分(北京时间4日12时35分)成功着陆于火星的“古谢夫环形山”。为此，美国“火星探测流浪者”项目引起了举世的关注。     

火星电离层电子密度对太阳辐射变化的响应

太阳辐射是火星电离层变化的重要控制因素.利用火星全球勘探者号(Mars Global Surveyor,MGS)电离层掩星探测数据,并结合一个火星电离层总电子含量(Total Electron Content,TEC)经验模型,研究了火星北半球高纬地区电离层电子密度对太阳辐射变化的响应特性.在考虑了火星掩星数据中电离层...     

欧洲航天局:火星探测十年回顾

2013年6月3日,欧洲航天局(ESA)在其火星探测卫星Mars Express发射10周年纪念日,推出ESA火星探测历程回顾专题报道,首次发布新的火星全球地图并回顾了火星探测10年成果. 1 最新火星全球地图 ESA此次所发布的新火星全球地图,全景呈现了这个红色星球上水和火山活动的历史,为下一代火星探测任务锁定了目标位点.该独特的地图集包括火星表面一系列水成、火山成因及风化形成的矿物的分布图,每幅地图代表了火星地质进化史的一个不同时期,地图集揭示了塑造火星的主导地质过程的全球背景.     

基于ZigBee对地震勘探数据精度提高技术的方法研究

针对传统地震勘探方法不能准确获取高精度勘探数据,提出基于ZigBee对地震勘探数据精度提高技术的方法。采用全站仪极坐标法根据地震勘探地区地质和地表结构进行空间定位划区,利用地震勘探技术,通过分析地震波的传播方式及影响检测效果的地震分辨率因素,获取引入差分GPS定位模块的勘探仪器探测的地震数据;运用射线追踪技术,对地震数据中的破损数据进行检测追踪,采用专用检测设备提取破损数据,并对其修复处理;创建由MEMS加速度传感器和ZigBee模块构成的检测系统,并根据拓扑结构网络实现对地震勘探数据的质量检测,以提高地震勘探精度。根据仿真实验验证,该方法具有较高的地震勘探数据精度和有效性,可为相关工作提供较大的帮助。     

概率神经网络技术在煤田地震反演中的应用研究

实现从构造勘探向岩性勘探阶段的转变,是煤田地震勘探亟待解决的重要问题。其中,地震反演技术是岩性勘探的一种重要手段。为了规避常规反演方法的固有限制,利用概率神经网络技术预测井数据和地震数据之间的非线性关系,得到密度数据体和速度数据体,并获得相应的波阻抗数据体。对某矿区的实际地震资料采用该技术进行岩性反演,得到了较为准确的波阻抗数据体,为岩性解释提供了不可或缺的资料。     

新疆乌什地震带断裂研究的综合地球物理方法

本文介绍了重力、磁力、大地电磁测深、地震等地球物理资料与地震相关的活动断裂的识别标志,并以新疆乌什地震带为例分析了综合各种物探资料研究活动断裂的方法。结果显示根据不同的研究目的选择合适的针对性方法可以较好的获得断裂的展布、深部或者活动性等特征。     

A new approach for high fidelity seismic data recovery by fractal interpolation

Recovering accurate data is important for both earthquake and exploration seismology studies, when data are sparsely sampled or partially missing. We present a method that allows for precise and accurate recovery of seismic data using a localized fractal recovery method. This method requires that the data are selfsimilar on local and global spatial scales. We present examples that show that the intrinsic structure associated with seismic data can be easily and accurately recovered by using this approach. This result, in turn, indicates that seismic data are indeed self-similar on local and global scales. This method is applicable not only for seismic studies, but also for any field studies that require accurate recovery of data from sparsely sampled datasets with partially missing data. Our ability to recover the missing data with high fidelity and accuracy will qualitatively improve the images of seismic tomography.     

滩浅海地震勘探采集技术应用

胜利油田滩浅海地区由于特殊的地表条件和复杂多变的表层结构，既不同于陆上勘探也不同于海上勘探，尤其在两栖地带存在海陆两种施工方式，如何在地震波激发和接收方面采取措施确保资料一致性，及优化观测系统设计以拼接好过渡带的地震资料是施工任务的关键.为此，依托中石化地震勘探重点基础研究实验室，在地震波的激发、接收和观测系统优化设计方面作了大量研究试验工作，形成了一套适用于滩浅海地区的地震勘探技术.通过冀东和垦东等地区应用联合表层调查和检波器精确定位等技术，有效地提高了地震资料的信噪比，改进了成像精度，取得了很好的地震勘探效果.     

神经网络技术在地震资料构造解释中的应用

将神经网络技术用于煤田地震勘探领域，对两个矿区的实际资料进行断层检测及煤层宏观结构的解释，提高了地震资料构造解释的水平和精度。     

叠前时间偏移技术在淮北某煤矿采区三维地震勘探中的应用与效果

淮北某煤矿采区三维地震勘探地质条件极为复杂,区内褶皱、断层构造发育,常规叠后时间偏移处理很难准确成像,给后期资料解释工作带来不利影响.针对这一问题,采用叠前时间偏移技术,结合煤田地震勘探特点,对影响叠前偏移处理质量的关键步骤（预处理、静校正、叠前去噪、时间域速度模型建立）进行了研究,取得了显著效果.利用叠前偏移数据体解释,最终圆满完成了地质任务.本文通过应用实例,说明了煤田地震勘探资料处理利用叠前时间偏移技术对复杂构造成像效果较好,信噪比提高,断点解释更可靠.     

复杂山区煤田三维地震数据采集技术研究

在复杂的山区煤田三维地震勘探中,受地形和地表、地质条件的限制,使野外地震数据采集技术成为关健。文中结合在新安煤田三维地震勘探过程中遇到的复杂条件(地形极其复杂,相对高差大、潜水面变化不定、地表岩性横向变化大等),通过野外的试验对比,选择良好的地震激发和接收条件,应用非线性观测系统理论等多项技术措施,以保证野外地震记录的质量,从而更好地为下一步的地震数据处理与解释服务。研究结果表明:本勘探区内三维地震数据采集中,所采用的技术方法得当,效果明显,而且对具有相似地表、地质条件的地区具有借鉴作用     

高分辨折射和浅层反射地震方法在活断层探测中的联合应用

浅层反射地震方法是城市活断层探测常用的技术,但在基岩埋深比较浅的地区,往往只能识别出基岩顶面的反射波,而仅根据反射地震剖面上单个同相轴的变化很难准确判定断层是否存在.浅层地层的错断往往会引起速度的横向变化,利用高分辨折射地震方法采集的数据,应用层析成像方法获得的速度剖面,能够反映地下速度结构的变化,可以从另一方面揭示浅层断层存在的可能性.在四川某地,将这两种方法同时应用于活断层浅层地震勘探中.结果表明,两种方法联合应用可在一定程度上弥补浅层反射地震勘探方法在基岩埋深较浅地区的不足.     

地震数据结构分析与油气预测方法

文中引入了地震资料数据结构的概念并解释了地震数据结构和地震数值之间的不同之处。我们的研究表明:地震数据结构与地层含油气性紧密相关,因此对地质和地球物理工作者精确地从地震资料解释含油层是非常有用的。此项技术可用于勘探开发的任何阶段。此方法已在中国一系列勘探井和开发井上试验,并已被证明是可靠的,试验成功率超过80%。此预测的新方法可应用于:(1)海相、三角州相或非海相的沉积环境;(2)非海相碎屑岩和灰岩岩层的沉积岩以及(3)埋深度从300m到2000m,油层最小厚度为8m(主频为约50周)。关键词: