Huang Research Group

近日，黄俊教授（论文共同一作）和团队成员博士生王乐和肖潇参与的研究成果《乌托邦平原海洋沉积岩石的证据：祝融号火星车的观测》发表在《国家科学论评》（National Science Review: 影响因子23.178）上。该研究报道了首次在火星表面发现的海洋沉积岩的岩石学证据，证明了火星北部曾经存在过海洋。 火星北部是否曾经存在海洋，一直是火星科学中备受关注的重大问题。前人通过地形地貌分析和数值模拟提出古海洋假说，但现有的证据都存在较大争议。中国的”天问一号”祝融号火星车发现了火星上古代海洋沉积岩的证据，让人们看到了这个星球的早期温暖潮湿的历史。祝融号火星车于2021年5月登陆火星，已经在火星北部的乌托邦平原开展了一年多的探测。乌托邦平原也被认为曾经被海洋覆盖，并形成了一个特殊的地质单元，被称为北方荒原组。 一直以来，北方荒原组地质单元的性质、其内部结构以及其形成环境仍然是未知的。在过去的一年多时间里，”祝融”号在北部荒原组地层上穿越了近两公里的范围，对沿途暴露的石块进行了拍照和成分探测。肖龙教授团队对这些岩石的结构和构造进行了详细的分析，通过和地球上不同成因的岩石以及已知的火星岩石进行对比，认为这些岩石发育了只有海洋中才能形成的沉积构造。其中的细小双向层理构造指示了双向水流特点，与地球浅海环境中的潮汐流一致，为火星上存在古海洋提供了强有力的证据。考虑到这些岩石分布在前人推测的古海岸线以北约280千米的地方，该团队认为这些沉积岩可能形成于海洋退缩的时期。 论文在北方荒原组中发现的这些沉积构造为重塑火星的历史，以及火星过去的生命宜居性提供了新的启示。未来对该区域的深入探测和采样返回，将加深我们对火星宜居性和生命痕迹保存的认识。 该成果得到国家自然科学基金、民用航天预研项目等的联合支持。 论文链接：https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwad137/7160482?searchresult=1&login=false 评论文章链接：https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwad146/7170609?searchresult=1&login=false

4月24日，团队成员王乐、林雨参加了在合肥举办的国际深空科学会议，并分别作有关祝融着陆区锥状地貌、丘状地貌的报告。 王乐正在作报告 林雨正在作报告  

摘要：月表元素分布是月球地质研究的重要素材。利用表面就位探测数据和采样返回样品化学成分结合遥感探测数据计算全月元素分布是一种重要的手段。中国地质大学（武汉）和武汉大学的研究团队利用我国嫦娥五号返回月球样品的化学成分和嫦娥三号就位探测的月壤成分，以及前期月球样品的化学成分，利用一维卷积神经网络算法（1D-CNN）重新处理了月球轨道多光谱数据（MI），制作了五种主要氧化物（Al2O3、CaO、FeO、MgO和TiO2）和Mg#新的数值地图。这些地图有望对后续月球地质研究和探测提供一些新的启示。 主要内容：月球表面主要氧化物及Mg#(Mg/(Mg+Fe)摩尔百分比)值对于揭示月球的岩石学特征至关重要，这些岩石学特征记录了月球的起源及地质演化历程。另外，典型相关元素丰度（铁和钛）的研究也对月球资源开发、基地建设有着重要意义。铁、钛等元素在紫外（UV）和可见近红外（VNIR）波段具有吸收特征，主要氧化物含量可通过光学遥感数据反演（Lucey, 1995）；同时，国内外月球探测任务获取了大量月表氧化物“地面真值”数据（图1）。光学遥感数据和月表氧化物“地面真值”数据的结合，为月表全球氧化物的反演提供了契机。 图1 月球探测任务采样点主要氧化物含量“地面真值”位置（注：CE-3为月球车分析数据） 数据上，我们选用空间分辨率更高（约59米/像元）、受地形阴影干扰小的MI数据(Ohtake等，2013)；方法上，我们采用一维卷积神经网络（1D-CNN）来构建数学模型，来描述主要氧化物含量“地面真值”与遥感数据采样点位置反射率值之间的关系。1D-CNN模型网络结构如图2所示，网络的输入数据对应MI多光谱数据的8个波段的光谱反射率值。卷积层用于提取特征向量。为了避免过度拟合问题，特征向量大小通过池化层压缩。之后，通过全连接层将特征图转换为一维特征向量。最后，通过线性激活函数将提取的特征转换为相应的样品化学成分数据（即氧化物含量的预测值）。 图2 基于1D-CNN的月表主要氧化物反演模型 利用前文训练好的1D-CNN网络模型，将月表8个波段的MI数据作为输入数据，获得月表主要氧化物（Al2O3、CaO、FeO、MgO和TiO2）含量以及Mg#的全球分布图（图3所示）。 图3月表 […]