基于重力地形数据的月表形态成因机制研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
41104006
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
25.0万
负责人：
柯宝贵
依托单位：
中国测绘科学研究院
学科分类：
D0401.物理大地测量学
结题年份：
2014
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2014-12-31

项目参与者：
杨强；黄昆学；籍利平；易慧；孙玉；尹慧芳；胡建国；
关键词：
成因机制弹性厚度完好性月表形态内部结构

项目摘要

研究月表形态成因机制对于人类认识月球内部结构及其演化历史具有重要意义。其研究难点是分析月球岩石圈内部应力分布状态及其在外力或内力作用下月球岩石圈的形变机制，解决该难点问题的关键是建立重力地形数据与月球岩石圈响应之间的定量关系。本项目围绕①重力地形数据完好性分析；②月球岩石圈弹性厚度计算；③局部重力荷载频谱结构；④月球岩石圈响应机制等四个方面内容展开研究。通过对重力地形数据进行完好性分析，得到基准一致、空间关系协调的输入数据；研究新的局部化频谱分析方法，克服传统算法的诸多不足，实现数据分析局部化算法优化，建立月球岩石圈弹性厚度计算模型；研究局部重力信号的分解方法，分析其频谱结构，构建局部重力地形荷载频谱结构模型；基于弹性板理论,综合月球局部重力地形荷载，分析月球岩石圈内应力、应变分布状态，揭示复杂月表形态的成因机制。该成果可为月球探测基地选址设计及我国后续的月球内部结构研究提供技术支撑。

结项摘要

月球重力场的一个重要属性是它能够反映月球内部质量的分布；月球地形记录了月球自形成以来的演化信息。本项目主要采用可以利用的最新月球重力场和地形数据，遵从先整体后局部、由大到小、由深到浅的研究思路，对月球内部结构的若干问题进行了探索：.1. 为了更加深入的讨论月球内部结构，在了解月球的整体分层结构后，本项目基于最新的月球重力和月球地形数据，讨论了在月球上进行重力归算的问题，并利用所得到的月球表面布格异常对月球正面部分区域的月壳厚度进行了反演，所得到结果与已有研究符合的很好，在此基础之上分析了月球均衡状态。.2. 在研究月球的均衡状态时发现，月壳内的均衡状态没有地球上的Airy均衡或Pratt均衡形式那么简单。在此基础上利用力学研究中的弹性薄板理论，以地形为荷载，以月球外部的重力场作为地形响应，在频率域内，估计了月球正面几个典型区的月壳厚度和弹性厚度。所得结果可以为月球的热演化提供一定的约束和参考。.3. 在研究月球的弹性均衡补偿时所得到的弹性厚度，受温度的影响比较大。为了更好的了解月球的均衡状态，以及月表地形荷载的形成机制。在选择一种月球起源说（吸积成因）后对月球内部的温度在时间和空间上分布状态进行了讨论，得到了月球在形成之后的热演化规律，并讨论了由于温度的变化而使得月球半径发生变化的量值区间。.4. 在对月球弹性厚度和热状态研究的基础上，利用弹性薄板模型，对月球表面的地貌成因给出了一定的物理解释。