院士拿出獎金資助研編,全球首套高精度月球地質圖集發佈
4月21日,全球首套高精度月球地質圖集正式發佈,圖集包括《1:250萬月球全月地質圖集》和《1:250萬月球分幅地質圖集》,呈現比以往更高解像度的地質構造細節。其中,主圖《1:250萬月球全月地質圖》識別並標記全月12341個撞擊坑、81個撞擊盆地、17種岩石類型和14類構造。該圖集將服務於月球科學研究、科普教育以及我國未來月球探測工程的著陸區選址、月球資源勘查和路徑規劃。
月球探測方興未艾,但月球地質圖研製滯後
據該圖集執行主編、中國科學院地球化學研究所研究員劉建忠介紹,月球地質圖是月殼表層岩相、岩性、「地層」年代、地質構造、岩漿活動、礦產分佈等的綜合表達。它們是月球地質、地球化學、地球物理以及測繪科學研究成果的集大成者,是最為直觀、最具顯示度的成果展示形式。
「月球地質圖是月球科學研究與未來月球探測、月球基地選址和建設、面向公眾科普必不可少的基礎資料。」中國科學院院士、中國科學院地球化學研究所研究員歐陽自遠說。
自20世紀60年代美國阿波羅計劃實施以來,國際和國內的月球探測和月球科學研究都取得了長足進步。從20世紀90年代初日本發射飛天號,到2020年我國成功發射嫦娥五號,國際上已經成功發射了14個月球探測器,其中我國有5個探測器發射成功。
未來,俄羅斯、日本、印度等都有宏偉的探月計劃,我國探月工程四期和載人探月工程正緊鑼密鼓地論證和實施。2021年,中俄聯合發佈的《國際月球科研站路線圖》和《國際月球科研站合作夥伴指南》1.0版本也提出,國際月球科研站的建設將分為勘、建、用三個階段。
雖然月球探測方興未艾,但月球地質圖研製滯後。月球地質研究至今仍沿用阿波羅時期研製的月球地質圖。覆蓋全月球的地質圖只有20世紀70年代末完成的六幅比例尺是1:500萬的地質圖。隨著研究的深入,該月球地質圖已不能滿足未來的科研和月球探測需求。
「2020年4月,美國重新發佈過1:500萬的地質圖,但其只是對此前地質圖的整合,統一了圖式圖例和顏色標準,沒有進行更詳細的月球地質演化的梳理和總結。也就是說,上世紀90年代以來的地質研究成果還未系統總結。」劉建忠說。
圖集以嫦娥工程科學探測數據為基礎
2012年初,歐陽自遠提出開展「月球地質圖研編」的設想,中國科學院地球化學研究所資助120萬元,歐陽自遠拿出了自己獲得國家科技進步獎特等獎後所里獎勵的100萬元,共計220萬元作為這項工作的種子基金,資助月球地質圖的研編工作。
此後,歐陽自遠和劉建忠組織吉林大學、山東大學、中國地質大學(北京)、中國地質科學院地質研究所以及中國科學院地理科學與資源研究所等單位的科學家和製圖人員,開展了月球數字地質圖的研編。從2012年5月9日第一次編圖研討會,到2021年10月9日編圖項目績效綜合評價會,研編團隊共召開了39次大型研討會。
基於月球起源和演化過程的整體性和規律性認識,地質圖研編團隊以我國嫦娥工程科學探測數據為基礎,同時參考國內外已有的探測數據和研究成果,通過對月球岩石建造、地質構造、時代等要素的研究和歸集,建立具有自主知識產權的月球地質編圖技術規範和標準,編製了1:250萬月球數字地質-構造系列圖件。
創造性建立「三宙六紀」月球地質年代劃分方案
此次發佈的《1:250萬月球全月地質圖集》包含《1:250萬月球全月地質圖》《1:250萬月球岩石類型分佈圖》和《1:250萬月球構造綱要圖》,《1:250萬月球分幅地質圖集》包含30幅月球標準分幅地質圖。
與阿波羅時期的月球地質圖相比,該系列圖基於月球動力學演化的規律,創造性建立了「三宙六紀」的月球地質年代劃分方案,更加客觀地刻畫月球的地質演化歷史;建立了以內、外動力地質演化為主線的月球構造和岩石類型分類體系,更清晰地表達了月球構造和岩石的演化特徵。
據劉建忠介紹,月球是內外動力並重演化的星體,早期內動力佔優,後期外動力為主,目前月球表面呈現的主要是外動力地質作用的產物,而內動力地質作用卻是奠定月球基本框架的決定性因素。因此,本次研編增加了岩石類型分佈圖,利用岩石組成特徵,反映月球化學演化的歷史。而地質圖側重表達外動力地質作用形成的撞擊構造及建造的演化。
此次發佈的圖集採用中英文雙語編製,其中主圖《1:250萬月球全月地質圖》利用青、黑、黃、品紅4個基色疊印出共150種顏色,對月球進行「三宙六紀」的地質年代劃分;識別並標記全月12341個撞擊坑、81個撞擊盆地、17種岩石類型、14類構造。通過開展盆地的年代學研究,建立了盆地形成和演化序列,進一步認識了外動力地質作用在月球地質演化中的影響。
說明書與圖集同步發佈,詳細介紹了編圖使用的數據、圖件比例尺選擇原則、圖面表達內容、「三宙六紀」月球地質年代劃分方案、構造和岩石類型分類體系、月球地質演化歷史等內容。
將服務月球資源勘查和路徑規劃
此次發佈的圖集是一份月球科學領域立典式的綜合集成成果,不僅可以為探月工程科學目標製定和工程實施提供基礎資料和科學參考,也填補了我國在月球與地外行星地質圖研編方面的空白,為月球起源和演化乃至太陽系演化的研究作出中國貢獻。
目前,該圖集已經集成至我國科學家搭建的數字月球雲平台上,並服務於月球科學研究、科普教育以及我國未來月球探測工程的著陸區選址、月球資源勘查和路徑規劃。
劉建忠說,目前團隊正開展1:100萬圖集的編製和研討,後續針對工程需求,將編製更大比例尺的圖集,比如針對著陸區編製比例尺為1:1萬和1:5千的區域地質圖,同時滿足科學研究的需求。
新京報記者 張璐
編輯 劉夢婕 校對 盧茜