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中国科学院空天信息创新研究院(AIR)的邸凯昌教授团队在《Icarus》期刊发表了一项突破性研究。该团队利用 AI 技术,成功揭示了嫦娥六号着陆点附近的月球叶状陡坡的形成机制,为月球演化历史提供了新的见解。
研究团队采用生成对抗网络(GAN)技术,将 NASA 月球勘测轨道飞行器相机(LROC)窄角相机(NAC)的高分辨率图像与较低分辨率的数字高程模型(DEM)数据相结合,创建了两米分辨率的像素级 DEM。这一创新方法突破了传统 NAC 衍生的数字地形模型(DTM)覆盖范围的限制,使研究人员能够更清晰地观察这些地貌的形状和起源细节。
研究聚焦于嫦娥六号着陆点西北约 300 公里处的月球阿波罗盆地内的 18 个叶状陡坡。通过先进的地质建模与陨石坑大小频率分布测量相结合,研究人员发现这些陡坡是在过去 8000 万年内由超过 400 兆帕的强烈水平压力形成的。这些力量很可能是月球在冷却过程中缓慢收缩的结果。
基于 GAN 的 DEM 生成技术展现出显著的准确性,与 LROC NAC 的高分辨率 DTM 验证时,均方根误差仅为 0.75 米。这种高精度使研究人员能够对月球陡坡进行详细的三维形态分析,揭示了平均倾角为 22.95 度,起伏为 18.7 米,水平位移为 46.5 米。值得注意的是,计算出的位移长度比为 3.80%,显著超过了之前在火星和水星上记录的类似构造特征的值,突出了研究区域独特的变形特征。
通过缓冲陨石坑计数结合两种年代函数进行的年龄测定表明,月球陡坡形成于 5280 万至 7490 万年前,平均年龄为 5930 万年。这些发现支持了初始完全熔融(ITM)模型,该模型预测由月球持续热收缩和冷却驱动的构造活动仍在进行。相反,研究结果挑战了传统的月球岩浆海洋(LMO)模型理论,该理论认为大规模岩浆活动在月球历史早期就已停止。
此外,研究还整合了嫦娥六号样品的同位素数据,揭示了 28 亿年(Ga)玄武岩中缺乏 KREEP——一种富含钾(K)、稀土元素和磷的地球化学成分。这一发现削弱了放射性衰变导致长期岩浆活动的假设,正如 LMO 月球演化模型所提出的那样。
这项研究不仅为我们理解月球演化历史提供了新的视角,也展示了 AI 技术在行星科学研究中的巨大潜力。随着嫦娥六号任务的推进,我们有望获得更多关于月球构造活动的宝贵数据,进一步揭开这颗地球唯一自然卫星的神秘面纱。