山东
IT之家 5 月 21 日消息，据“中科院之声”公众号，近日，中国科学院上海技术物理研究所领衔的研究团队，利用嫦娥六号任务从月球背面带回的宝贵样本，为月球化学“拼图”补上了关键“碎片”，成功绘制出迄今为止最精确的月球全球化学成分图。
IT之家从官方介绍获悉，这项研究为未来的月球探测，特别是对月球背面最大、最古老的“南极-艾特肯盆地”的探索，提供了全新“导航图”。
一、借 AI 破题
如何让月球背面的样本校准覆盖月球全球的遥感数据？科研人员采用了一套巧妙的策略。
不同的化学成分就像不同的“指纹”，会留下独特的光谱痕迹。研究团队首先获取了月球轨道器拍摄的高分辨率多光谱图像，捕捉了月球表面在不同波长的光谱特征。
但光谱“指纹”与精确的化学成分含量（如铁、钛等主量元素氧化物的含量）之间，存在极其复杂的非线性关系，无法通过简单计算直接推导。
为破解这一难题，研究团队引入了残差卷积神经网络这一人工智能深度学习（AI）模型，将包括嫦娥六号样本在内的所有已知月球采样点数据输入模型，通过交叉验证反复检验优化，让该模型在月球正面与背面样本的共同约束下，深度学习光谱特征与化学成分之间的映射关系。
经过“特训”的 AI 模型，如同掌握了全新解题逻辑的“学霸”，对全月球遥感数据进行解析时，就能更精准地“解码”出月表风化层的化学成分，让遥感数据的解读精度实现质的提升。
基于新模型，研究团队绘制出由月球背面样本校正的首幅高分辨率月球主量元素氧化物含量分布图，铁、钛、铝、镁、钙、硅等关键元素氧化物的分布清晰可见，诸多新发现刷新了人类对月球背面的成分认知。
▲ 新一代月表主要氧化物含量分布填图二、月背原来是这样的
修正月球背面“高地”成分认知。月球背面主要由古老的“高地”构成。新地图显示，这些高地的化学成分与全球平均值相比，呈现出富铝、富钙，低铁、低钛的特征，这与“原始月壳”特征高度契合。同时，研究发现，在月球背面高地上，镁质斜长岩、镁质岩套等富镁岩石的出露面积约占月球背面高地面积的 40%，远高于此前认知。这一发现挑战了此前的“高地以铁质斜长岩为主”的观点，为学界理解月球早期岩浆洋演化提供了新证据。
重新勾勒南极-艾特肯盆地边界。直径超 2500 公里的南极-艾特肯盆地，是月球背面的巨型撞击坑，也被称作太阳系最大的“疤痕”之一，其内部物质或源自月球深部。新地图精确地描绘了该盆地内部不同区域的成分差异：盆地边缘的镁质辉石环带边界，比此前认知的范围更广，意味着当年的巨型撞击，挖掘出了比预想中更多的月球深部甚至月幔物质；而盆地中心富钙、富铁区域的范围则有所缩小，这为科学家准确判断撞击后的火山活动规模提供了精准的成分依据。
▲ 多尺度月球成分组成与演化解译三、为继续探月指路
嫦娥六号带回的 1935.3 克月球背面样本，不仅是极具科研价值的月球“土特产”，更是校正全月球遥感数据的“标准色卡”。
这项研究定量揭示了月球背面，尤其是南极-艾特肯盆地这一关键区域的物质组成，为未来寻找月球深部物质、精准选择着陆点、乃至解开月球早期演化之谜，提供了至关重要的科学依据和“导航”指南。
参考
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