薛定谔盆地几个地质问题暴露CE-2 CELMS数据

文摘

薛定谔盆地上的研究可能提供重要线索的形成南Pole-Aitken (SPA)盆地。摘要薛定谔盆地的热物理的特性进行评估使用嫦娥二号微波探测器(CELMS)数据。结果如下。(1)地质单位与CELMS数据和知识提供了一个新的地质观点根据亮度温度和发射率的地图。(2)表面形貌观察CELMS数据起着重要的作用。(3)盆地的热异常层显示一个温暖的衬底。(4)pyroxene-bearing斜长岩可能是一个重要的原因在月球表面寒冷异常。同时,这项研究证明了高纬度地区的适用性CELMS数据的应用在一定程度上。

1。介绍

薛定谔盆地盆地保存最完好的大小和铺设在南方的西南角Pole-Aitken (SPA)盆地(图1(一)),在月球上最大和最古老的陨石坑(1,2]。盆地是SPA盆地的叠加在地板上,它可能会挖掘下地壳或上地幔的材料2- - - - - -4]。因此,材料的多样性和特殊的母马盆地火山活动可能会提供一些重要的信息薛定谔盆地甚至SPA盆地的形成。

薛定谔盆地,集中在(76°、134°E),直径约为334公里。它也有一个内部峰环直径168公里由不连续山脉‎(环5]。威斯特法等。‎(6)首先提供这个盆地的地质填图工作1:5M规模基于月球轨道数据。此后,鞋匠et al。‎(7)提高了地质解释与克莱门泰紫外可见数据。使用来自月球勘测轨道飞行器的数据,柑橘,月球探勘者,和月球探测器,最高明的‎(2)评估地质单位的联系和结构,最后确定的三组包括九个不同的单元(图1 (b)),这表明薛定谔盆地包括pre-Schrodinger地壳材料、钙和镁铁质材料,和火山材料。此外,丰富的骨折发生在盆地,其中一些扩展到几百公里。Shankar et al。‎8验证一个异构分布在盆地中部和玄武岩材料层。使用遥感数据和陨石坑建模,克雷默et al。‎9)评估材料构成的复合盆地墙,影响融化,和峰值环,basin-forming过程提供了新的理解。通过分析LRO洛拉数据和月球数据,Kumar et al。‎10]得出的巨石落在最近引发的盆地层浅地层和影响事件,表明这是地质活跃区直到现在。因此,薛定谔盆地提供了一个合适的地方来评估不同材料的热物理的特性形成了温泉和薛定谔盆地和衬底热特性与构造活动有关。这也是我们学习的动机的盆地微波探测器(CELMS)数据。

CELMS仪器在中国嫦娥二号卫星(CE-2),其目的是测量浅月球表面的热发射微波领域。CELMS数据具有特殊意义在当前月球地质研究中,已经证明了孟et al。‎11和胡et al .‎12通过评估母马母马Imbrium火山活动。孟et al。‎13)也给出了截然不同的观点关于母马Crisium使用CE-2 CELMS数据相比,光学数据,表示一个新的了解那里的母马火山活动。这个提示的潜在应用CELMS数据更好地了解月球的热演化。

然而,薛定谔盆地位于高纬度地区,恶劣的地形和照明条件。作证的适用性CELMS数据在这样的条件下也是我们的动力。摘要部分2彻底描述CELMS数据的处理。部分3分析了盆地的地质单位MTE特性。地质应用中讨论部分4。部分5给出了结论。

2。数据处理

薛定谔盆地是完全位于高纬度地区相当复杂的地形和照明条件,这使得它很难选择和处理CELMS数据(14- - - - - -16]。

2.1。CELMS数据处理

CELMS数据用于研究从CE-2收集的卫星,这在3.0,7.8,19.35,和37个GHz频道。观察时间从2010年10月到2011年5月。入射角是0°和温度灵敏度比0.5 K。的详细描述CELMS数据是由Cai和局域网‎17和孟et al .‎18]。

根据薛定谔盆地的范围,超过600张光碟片CELMS数据。亮度温度(T_B)是深受表面温度,或者表面照明‎(12,16),介绍了时角来描述测量T_B在不同的时间跨度‎(11,13,15,19,20.]。此外,选择CELMS数据的数量超过5倍,在低纬度地区的类似地区‎(18]。然而,在上覆CELMS薛定谔盆地(图数据获得的2),1°空间分辨率沿着沿着经度和纬度很高的空间分辨率明显。

的良好大量CELMS数据意味着T_B地图可以生成多个时间段(图3)。但是,正如在图3,我们可以获得8和14点钟CELMS数据。不幸的是,发生在图一个明显的位置问题3,这是红线所示。的位置T_B在左边的红色线明显的不匹配T_B在右侧,暗示CELMS数据是不合适的。在仔细检查原始CELMS数据,CELMS数据0和10点钟合适的生成T_B薛定谔盆地的地图,它可以表示T_B在夜间和白天。

此后,CELMS数据处理过程类似于孟表明et al。‎11]。线性插值的方法可以稍微改变原始数据,它被用来生成T_B地图空间分辨率为0.25°×0.25°(图4)。

图4礼物,T_B强烈latitude-dependent分布。例如,T_B变化在37 GHz纬度从北到南是白天超过100 K和90 K在午夜。但是,T_B盆地中部地板只有10 K高于它的附近。也就是说,T_B与纬度变化远远大于了月球表面风化层‎(热物理的参数的13]。因此,该latitude-dependent之前必须消除使用生成的影响T_B地图。

因此,标准的T_B每一个纬度。首先,一个T_B选择每一个纬度的条件(FeO说+ TiO₂)丰富、地面坡度和岩石丰度在所有选择的位置是相似的。在这里,选择标准是一样孟et al .‎(13]。岩石成分、地面坡度和丰富数据通过JMARS称为软件。所选的T_B每通道提出了虚线图5。之后,根据选定的拟合曲线T_B,它被定义为每个纬度(图标准结核病5)。

最后,规范化T_B(nT_B)可以使用计算T_B除以标准T_B以及相应的纬度。图637-GHz nT_B10 0点钟地图,显示的latitude-dependent效应T_B地图是消除。

2.2。图像切割和覆盖

图6表明一个新的不同的观点关于薛定谔盆地与光学数据相比,暗示潜在的地质应用CELMS数据在高纬度地区。很大程度上,nT_B行为表现出良好的相关性与地形,例如,北方内墙与降低太阳能照明和成分,例如,在相对较高的峰值环nT_B。然而,nT_B地质单位之间的差异仍不明显。这主要是由于nT_B值Granswindt火山口(111.2°E, 79.4°S)在西南和主席nef火山口(135.8°E, 81.1°S)在南部,其nT_B所选地区最低,从南部内墙Grotrian火山口(128.3°E, 66.2°S),谁的nT_B几乎是最高的在白天。幸运的是,提到的三个区域都位于薛定谔盆地。因此,为了更好地理解地质单元的热物理的特性,只有nT_B薛定谔盆地内保存,根据给出的边界削减最高明的‎(2)(图7和8)。数据7和8表明,地质单元之间的差异以及加强相比,在图6。

更重要的是,充分研究了地质单位最高明的‎(2和克莱默et al .‎9]。提高对n的地质含义的理解T_B地图,解释结果,最高明的‎(2是矢量化和覆盖nT_B地图在黑线。此外,广角镜头下由37-GHz-channel覆盖nT_B在白天,午夜的详细分布假设nT_B值(图9)。n之间的巧合T_B表演和地质单位以及地形地形主要是好的,说明生成n的合理性T_B地图。

2.3。发射率地图生成

在高纬度地区,CELMS数据将经历更严厉的太阳能照明条件比低纬度地区(14,15,19]。这种现象显然是表示最低的价值在北墙和最高价值在南墙。因此,如何消除地形影响是一个关键问题的应用程序CELMS数据。

到目前为止,表面温度已经完全数值模拟的手段研究了孟et al。16),他et al .‎21,胡锦涛et al。‎(22]。因此,表面温度与提高Racca模型模拟‎(16使用CE-1 LAM)数据,由胡锦涛等。建议‎(23]的巧合的足迹CELMS数据。参数的使用,读者可以被称为(16]。原始太阳能辐照度的平均价值。此外,使用的时间是10点钟,这是白天CELMS对应数据用于这项研究。然后,生成之间的比例T_B表面温度是月球表面风化层的辐射率对应的通道(图10)。

对比图7,图10表明表面形貌的影响削弱了在某种程度上,它可以表达的北部和南部内墙的发射率。因此,发射率地图也用来提供补充剂来改善对MTE地质单元的特点的理解。

然而,模拟的表面温度是在理想条件下,这是不适合在CELMS观察真实的环境。因此,引入表面温度和发射率估计只使用引用。

3所示。MTE薛定谔盆地的特征

最高明的‎(2在薛定谔盆地)发现三组,包括薛定谔盆地材料,薛定谔平原的形成,和薛定谔火山的形成。数据7和8显示类似的nT_B关于薛定谔盆地行为。也就是说,虽然T_B在白天高于夜间,该地区与相对较高的nT_B在夜间在白天也显示较高值,反之亦然。这个礼物特别的微波热发射(MTE)盆地的材料特性。

3.1。薛定谔盆地材料集团

薛定谔盆地材料组成镜头单元(INspr)和盆地边缘单元(INsr)(图1 (b)),这是解释为包括pre-Schrodinger地壳材料‎(2]。

单位INspr山区的不完整的峰值环,显示中度反照率在柑橘图像但斑驳在高分辨率拍摄图像‎2]。数据7和8显示单元,而低nT_B值在日间和午夜,特别是在3.0 GHz的地图。区域与低nT_B显然形成一个完整的环,同时它的地形。但是,周围的几个地区(127.3°E, 72.3°S) (129.0°E, 75.3°S) (134.4°E, 71.6°S),和(143.0°E, 75.2°S)目前相对更高的nT_B比他们燕国。结合地形地图,这些地区斜坡原始太阳能照明,表明中国政府强大的影响力,地形的nT_B。即便如此,更多地区的单位显示相当低nT_B值,这意味着单位的材料可以用低MTE特性。郑et al。‎15和孟et al .‎24]提出低MTE直接相关的低(FeO说+ TiO₂丰富(自由贸易协定)。这意味着材料的单位将严重低自由贸易协定。图10表明单位低发射率,表明高密度的材料在这个单元结合‎(表达的关系25]。

单位INsr包括材料,形成地形边缘嵴和薛定谔盆地的内墙。但是nT_B在单位是严重影响表面形貌。在白天,nT_B北方的内墙是最低在研究区域内,而南方内墙表示最高的nT_B。类似的现象发生在夜间nT_B地图。这种现象也存在于第谷环形山(26,27),表明冷和热T_B在月球表面异常。这使得我们很难认识到MTE本单元的特性。

3.2。薛定谔平原组

薛定谔盆地的地板被确定为五plains-forming单位,包括崎岖的平原材料(INsrp),圆丘般的平原材料(INshp),较低的成员光滑的平原材料(Isspl)上的光滑的平原材料(Isspu)和多节的平原材料(Iskp)‎2]。

单位INsrp主要分布峰外的戒指,这是最古老的平原材料层段在盆地层。单位显示相对更高的nT_B在北部、西部和南部地区,而nT_B变化很大从南部和北部部分频率。伟大的改变nT_B性能很难认识到MTE特性的材料在这个单位。

单位INshp占据了大部分的盆地层沿着墙壁,北部和西部和南峰环是最不连续。nT_B和辐射性能的单位类似于单位Insrp关系密切的领域,表明材料的均匀性MTE特性两个单位。

单位Isspu主要发生在薛定谔盆地的中心,它表现为低,形成坑略低于Isspl单位。有趣的是,单位有第二高nT_B盆地内的地板上,也就是低于地区增强太阳能照明。这表明单位可以用高MTE特性和自由贸易协定的材料是相当高的。图10表明,发射率高,说明这个单位的材料密度相对较低。

单位Isspl峰环内发现,显示中度到高反照率与少量的叠加坑。有趣的是,几乎在所有的这个单元和单元之间的边界INspr, nT_B和发射率的差异尚不清楚。同样的现象也发生在这个单元和单元Isspu之间的界限。一般来说,图10表明,大部分的辐射单元类似于单元Isspu,意味着材料的密度均匀性的两个单位。

单位Iskp位于南部盆地墙与反照率相当高。nT_B单元的分布明显受表面形貌的影响,较高的南部附近的南北部部分内墙却降低。即便如此,nT_B低于附近沿着同一纬度地区,表明单位应由低MTE特性。此外,nT_B和辐射性能的单位类似于单位Inspr关系密切的领域,表明材料的均匀性MTE特性两个单位。

3.3。薛定谔火山的形成

火山材料主要集中在盆地的北部和东部地区在峰值环。黑暗的形成是由四个补丁平原材料单元(Isdp)和黑暗的地幔物质单元(收缩)‎2]。

最大的单位Isdp补丁主要位于北部峰环的一部分,和其他三个补丁EIsdm这个单位所在的单元。单位显示光滑,相对毫无特色,low-albedo表面。但是,不仅在nT_B地图还在发射率图之间的区别是本单元和单元Isspu不清楚,表明材料的均匀性MTE特性两个单位。

单位收缩位于盆地的东南部地板峰环内,有相对平静,轻轻坑洞表面反照率较低。存在一个ovoidal锥,它已被确认为火山喷发的火山碎屑来源‎(7,28]。在nT_B和发射率的地图,在这个单元的值明显低于Isspu附近的单位,特别是在3.0 GHz的通道,而nT_B值明显高于INspr单位。这不仅表明MTE材料特性的差异在这些地区,但也暗示CELMS数据的适用性在高纬度地区。

4所示。地质应用

数据7和8假设一个新的视图薛定谔盆地的地质单元。

4.1。潜在的地质应用

nT_B行为呈现出截然不同的观点关于薛定谔盆地相比,可见图像。

盆地材料形成,单位INspr表明低nT_B和发射率值,提示存在高密度的材料。

平原的形成、单位INsrp之间的区别和INshp在n都还不清楚T_B地图和发射率的地图。尽管nT_B和发射率值变化很大从南到北盆地的一部分,它们表现出了相同的特性密切的地区。这意味着两个单位的材料的均匀性。

单位Isspl之间的区别和Isspu并不清楚,表示材料在微波范围内的一致性。此外,nT_B和发射率表演很难识别的MTE特性单位INsrp INshp,但是单位Isspl的发射率值明显高于单位INsrp盆地南部的地板,表明该材料在单位Isspl INsrp Isspu不同于单位和INshp。

火山的形成、单位Isdp很难确定从单位Isspu nT_B和发射率的地图。也就是说,单位Isdp和Isspl表明类似的nT_B和发射率表现为单位Isspu,表明材料的均匀性的三个单位在微波范围。

这里,单位收缩表示特殊的nT_B和辐射性能相比其他单位。这里的材料被认为是黑暗的地幔存款或火山碎屑沉积‎(2,29日]。因此,nT_B和发射率的地图显示的特殊热物理的特性在高纬度地区存款。

为了更好地理解前面的表达式,上面提到的特殊区域采样图11展示在表和相应的统计数据1。

表1表明n的一个小差异T_B值之间的地质单元,显示一些有趣的关于地质单位的信息如下。首先,单位INsrp由位置2和9 n最高T_B值。有趣的是,单位INshp由位置4,6,11单元INsrp也有类似的统计数据。第二,单位Isspu由位置1是INsrp低于单位。第三,单位收缩由位置5第三最高n表示T_B值。第四,单位INspr代表职位3和7显然最低nT_B值。最后,n的变化T_B与频率单位Isspl由位置8单元INsrp相似,表明材料MTE特性的差异。结合辐射图,单位Isspl单位Isspu是一致的。

因此,一个新的地质认识薛定谔盆地可以获得基于nT_B和发射率样本地区的地图和统计(表1)。在这里,至少在微波范围,盆地的地板上,可以分为四个地质区域。第一个区域包括前面的单位INsrp和INshp。第二个区域包括前面的单位INspr和Iskp。第三区包括前单位Isspl Isspu, Isdp。和单位Eldsm第四区。

新的地质认识也意味着,尽管附近的表面特征不相同地质单元,MTE参数的材料是一致的。然而,强劲的地形效应,而小nT_B不同地质单元提示CELMS数据不适合研究风化层热物理的特性和母马在高纬度地区火山活动。

4.2。nT_B异常

至少有四个nT_B异常发生在薛定谔盆地。两个异常炎热,主要包括内墙南部和中部盆地的地板上。另外两个是冷的,包括内墙和单元INspr北部。

热的和冷的T_B异常总是在当前月球研究‎(一个有趣的话题12,15,19,27,30.,31日),但寒冷异常的原因一直在激烈争论。龚和金‎32和胡et al .‎12由于冷热T_B岩石的存在异常。但索尔兹伯里和亨特‎33和孟et al .‎27)认为表面形貌及其取向是决定性的因素T_B异常。nT_B行为在薛定谔盆地显然证明后者的解释,因为寒冷的nT_B异常在北部内墙显然是由于一天太阳能加热的不足,而热异常在南部内墙显然带来的增强太阳能加热。此外,结合仿真结果,热异常的地区(127.3°E, 72.3°S) (129.0°E, 75.3°S) (134.4°E, 71.6°S),和(143.0°E, 75.2°S)也证实了中国政府强大的影响力,这样的太阳能加热异常。

然而,也存在另一种冷热异常。

首先,在盆地中部和南部地区的地板,nT_B无论在白天还是在午夜高,表明热异常。类似的现象也存在于盆地层的东方,Hertzsprung, Crisium‎(13,18,20.]。利用理论模型和CE-2 CELMS数据,孟et al。‎13,20.)由于热T_B异常的可能温暖的衬底。

然而,验证结论,表面形貌的影响和风化层成分必须消除。有趣的是,辐射率地图和地形都暗示着一个相对平坦的表面在这个地区,表明地形的影响可以忽略不计。此外,孟et al。‎24和胡et al .‎12)建议中国政府强大的影响力,钛铁矿在本地内容T_B。类似的结果也证明了观察到母马Imbrium CELMS数据和东方的母马与高钛铁矿的内容表明玄武岩T_B在白天‎11,20.]。这些地区的风化层比附近地区镁铁质‎(2),但nT_B行为是反对仿真结果孟et al。‎24和胡et al .‎12)和观察母马Imbrium和东方‎(11,20.]。因此,风化层成分也不能解释热异常。

再次,唯一能留下的原因热nT_B异常温暖的衬底。

此外,陆et al。‎34)发现了两个明显的质量密集薛定谔盆地的中部和南部地区。质量密集总是的形成与火山活动有关的下地壳或上地幔35,36]。因此,两个质量密集的存在暗示一个曾经存在在月球地壳深处强烈的火山活动在薛定谔盆地。更重要的是,在盆地丰富的骨折发生在地板上,其中一些已被证明是相关的火山活动深度‎(10]。这是一个新的利用现有的证据在薛定谔盆地强烈的构造活动。

热异常、丰富的骨折和质量密集的出现表明关于薛定谔盆地火山活动的新视图。这可能提供一些有趣的信息关于SPA盆地的形成和月球远地端全的母马火山活动,理应在未来进一步研究多个数据源的数据。

其次,在单位INspr, nT_B总是低于附近的单位,而这里的太阳能照明不是很明显低于附近的区域,表明一个寒冷异常的存在。原因低nT_B异常直到现在仍在争论中。

首先,寒冷异常显然不是与表面形貌、广泛分布的峰值环。一些地区的峰值环原始太阳能照明,而nT_B这是仍然相当低。

第二,锣和金‎32和胡et al .‎12)表明,岩石丰富负责晚上寒冷异常使用理论模型。他们还建议,晚上寒冷异常应该是中午热异常。但是nT_B这里是在日间和夜间低,表明岩石丰度不解释寒冷异常。

第三,胡锦涛et al。‎(12)认为钛铁矿内容的主要原因之一T_B异常中发现CELMS地图。另外,孟et al。‎13评估n之间的关系T_B表现在寒冷异常周围的母马Crisium和相应的岩石丰度和钛铁矿内容,结果还暗示了一种特殊的材料,而低钛铁矿还应该负责寒冷异常。此外,T_B哥白尼陨石坑附近的行为证实寒冷异常可能是由特殊的材料,而低钛铁矿含量‎(37]。

即作文应当承担的主要原因低nT_B异常。

因此,冷的存在nT_B异常在单元INspr表明源材料,pyroxene-bearing斜长岩‎(28),可能是一个重要的原因寒冷异常的月球表面,也应该在以后的工作中进一步研究。

应注意一个现象。这么冷的异常不仅是INspr有限单元。火山口喷出物在盆地西南部的地板上,在峰值环还显示低nT_B和发射率值单位INspr,即使靠近内墙南部地区。此外,nT_B和辐射单元Iskp显然低于附近沿纬度相同,表明本单位应由低价值。nT_B和北部的辐射单元Iskp单元INspr也类似。火山口喷出物代表了从深度层材料。因此,结合前面的讨论,这个现象意味着材料的深度层盆地层坑出土的类似于峰值环。这有助于更好地理解薛定谔盆地甚至SPA盆地的形成根据火山口形成机制,这值得进一步研究多个数据源的数据甚至原位观测。

5。结论

摘要nT_B地图来自CE-2 CELMS数据系统用于研究微波薛定谔盆地的热物理的特征,这给一些不同方面相比以前的理解。主要结果如下。

(1)地质单元评估与CE-2 CELMS数据和典型地区的统计数据,显示了不同地质角度相比,可见的结果。

(2)nT_B内陆盆地异常墙显示中国政府强大的影响力,地形及其取向。

(3)热nT_B异常在盆地层表示可能温暖的衬底。结合质量密集的存在和丰富的地板骨折,强烈的构造活动应该在薛定谔盆地存在,这将有助于提高理解薛定谔盆地的形成甚至SPA盆地。

(4)寒冷的nT_B异常在单元INspr表明pyroxene-bearing斜长岩可能是一个重要的原因在月球表面寒冷异常。

通常,CELMS数据可行研究地质单位在高纬度地区的热物理的特性在某种程度上,这将对南、北两极扩大我们的知识。然而,表面形貌强烈改变了T_B和nT_B表演,应该做更多的工作来进一步了解这项研究的重要发现。

数据可用性

CELMS数据可以从网站下载http://www.clep.org.cn/。CELMS数据处理和亮度温度关于薛定谔盆地的地图可以自由地通过电子邮件共享。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者表达他们的感谢中国国家自然科学基金资助下(41490633,41490633,41802246),国家重点实验室开放基金的月球和行星科学(澳门科技大学)[不。119/2017 / A3],澳门科学技术发展基金(格兰特0012/2018 / A1)。感谢侯也由于研究生乐乐准备手稿的结果图像。广角镜头下下载http://wms.lroc.asu.edu/lroc/search。

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