月球亚平宁山脉重力异常解释.PDF

中国科学 G 辑:物理学 力学 天文学 2009 年 第 39 卷 第 10 期 : 1371 ~ 1378 SCIENCE IN CHINA PRESS 月球亚平宁山脉重力异常解释 ①* ① ② ① ② ③ ① 陈超 , 陈波 , 平劲松 , 梁青 , 黄倩 , 赵文津 , 张昌达 ①中国地质大学地球物理与空间信息学院, 武汉 430074; ②中国科学院上海天文台, 上海 200030; ③中国地质科学院, 北京 100037 * E-mail: chenchao@ 收稿日期: 2009-05-25; 接受日期: 2009-07-13 国家自然科学基金(批准号:和中国科学院重要方向性项目(编号: KJCX2-YW-T13-2)资助 摘要 月球亚平宁山脉位于雨海东南侧, 是月球上最大的山脉, 其高差可达 3000 m 关键词 以上. 月球重力资料显示, 跨越该山脉的重力异常剖面呈现明显的“深大断裂”特征. 本 月球 文利用嫦娥一号获得的月表地形数据和 Lunar Prospector 获得的月球重力数据, 通过模 月壳 拟亚平宁山脉地区壳幔结构, 分析了其重力异常成因, 指出该地区有可能存在“岩石 亚平宁山脉 重力异常 圈”断裂. 结合月球热演化和反演的壳幔模型推断, 距今 38.5 亿年前后, 月球岩石圈可 能存在横向运动和挤压, 造成了该断裂的形成, 山脉邻近区域特别是雨海盆地的岩石 圈变形和岩浆填充对断裂演化起到主要作用. 月球内部问题的研究一直是人类探究月球乃至 高海拔山脉及高地的形成与板块运动的关系, 而在 太阳系起源与演化的中继站. 近十年来, 世界多个国 这些地区通常具有鲜明的地球物理场特征. 例如, 卫 家相继发射了 Clementine, Lunar Prospector(LP), 星重力异常显示, 沿喜马拉雅山脉存在一个幅值巨 SMART-1, SELENE, 嫦娥一号等月球卫星探测器, 大的正、负异常条带, 反映了喜马拉雅山地区岩石圈 这些探测器不断地提供着新的探月数据, 这为人类 结构的物质分布. 返观月球, LP 的月球卫星重力资料 了解月球内部构造增添了新的信息和证据. 显示, 在月球亚平宁山脉区域也存在沿着山脉走向 嫦娥一号经过约 2 个月的激光测高, 取得了前所 的正、负异常条带, 且异常幅值与喜马拉雅地区相当. 未有的高空间分辨率、高精度月球地形数据, 所确定 这一异常特点究竟反映了什么问题? 这是否表明月 的月球全球地形模型CLTM-s01, 比以往模型在数据 球亚平宁地区岩石圈曾经经历了类似地球的板块碰 覆盖率、空间分辨率和高程精度上有较大提高, 而且 撞? 有效地分辨出月球的各类地形特征, 尤其是撞击坑 与地球不同, 现今月球内部的演化已基本结束. 的中央峰地带地形特征[1]. 高分辨率的月球全球地形 而月球内部是否存在类似地球的层圈结构, 目前尚 模型不仅为研究月球地貌及其演化提供了平台, 同 没有确凿的证据. 近年来, 许多学者认为月球内部表 时也有助于月球内部物质分布的研究. 层具有分层结构, 并且物质密度随深度增加[2~8]. 若