走近前沿科技：中国“月球超级说明书”如何绘就

来源：环球时报

【环球时报报道 记者 李迅典】编者的话：近日，一幅长约2.8米、高约1.2米的1∶500万“月球地质图”（如下图）正式亮相。该地质图由中国地质科学院地质研究所牵头，联合中国科学院地球化学研究所、吉林大学、山东大学、中国地质大学（北京）共同编制。作为我国月球地质编图成果的迭代升级力作，该图依托嫦娥工程全序列探测数据，在年代校准、物质识别、尺度表达三大维度实现系统性创新，突破多项技术瓶颈。日前，《环球时报》记者专访了中国地质科学院地质研究所项目核心研究团队成员，解锁这个“月球超级说明书”背后的科研密码。

探月成果是核心优势

这张图上，精准标注了13519个撞击坑和81个撞击盆地，划分出14类地质构造和17种岩石类型，搭配南北极局部详图，全方位还原月球亿万年演化全貌。

“近年来，我国嫦娥五号、嫦娥六号先后完成月球正面、背面采样返回任务，取得了颠覆性科研成果。”中国地质科学院地质研究所研究员丁孝忠在接受《环球时报》记者采访时表示，“我们通过实测样品，将月球火山活动的活跃终点从30亿年前延后至20亿年前，还首次清晰探明月球背面深部的物质组成与岩浆活动特征，这些全新发现彻底刷新了人类对月球演化的传统认知，迫切需要一张全新的、系统化的地质图，整合所有新数据、新成果，搭建全新的月球地质认知框架。”

中国地质科学院地质研究所副研究员金铭介绍称，1∶500万的比例尺有着独特的应用优势。相较于精细度更高的1∶250万图集，新版图画面更宏观、重点更突出，能够完整呈现月球整体地质特征，既方便科研人员快速建立全局认知，也更适配教学科普、工程规划等大众化、场景化应用，实现了科研价值与实用价值的双向兼顾。

据介绍，该项目自2022年正式立项，历经四年多轮打磨最终成图，而数据积累、技术摸索、理论创新的工作，从嫦娥一号发射获取数据之初便已启动，几代行星地质科研工作者接续攻坚，才搭建起完善的月球地质解译、数据处理、图件编制技术体系。金铭表示，海量多源数据的融合统一是最大技术难题。“嫦娥系列探测器搭载的不同载荷，获取的数据分辨率、光谱特性各不相同，我们需要通过专属算法开发和海量人工核查，让所有数据在同一套标准下适配统一，同时平衡图面的简洁性与科学性，既不使信息过载，也不遗漏关键地质线索，难度极大。”

据专家介绍，放眼全球，能够独立完成全月地质图编制的国家寥寥无几，仅有美国、中国及苏联具备相关技术积累。此前国际主流参考的是美国地质调查局上世纪70年代编制的区域地质图及2020年发布的1∶500万全月地质图。我国同一团队2024年发布全球首套1∶250万全月地质图集，完成从无到有的突破；此次1∶500万新版图的问世，则是基于新数据和新认识进行的迭代升级，对全月地质年代框架、岩石分布和编图标准进行了精细化的修订与升级。

丁孝忠表示，我国新版月球地质图已实现全方位超越。“我们独家拥有嫦娥五号、嫦娥六号采样实测数据，依托中国自主获取的月球样品年龄锚点校准地质年代，这套全新的数据源和校准体系，是目前其他国家无法复制的核心优势。”

修正月球时钟、勘明深部物质

就像地球有寒武纪、侏罗纪等年代一样，月球也有自己的“地质年代表”。这次编图最重要的工作之一，就是给月球“对表”。

“修订‘月球时钟’，不是推倒重来，而是基于新数据的精确校准。”金铭介绍说，科学依据主要来自两方面。一是国际最新同位素测年成果。多年来不同实验室对“阿波罗”样品、月球陨石的重新测定，给出了一些关键年代界线的更精确数值，团队系统整合了这些最新成果。二是嫦娥五号样品的精确测年数据。“这让我们有了一个来自月球风暴洋、由中国人独立获取的年龄锚点，将月球火山活动终点从约30亿年前推到20亿年前，直接改变了月球晚期演化史的时间框架。”

基于此，中国团队将艾肯纪起始年龄微调为43.3亿年，酒海纪调整为41.7亿年，雨海纪调整至39.2亿年。更关键的是，团队以20亿年为界，首次将“爱拉托逊纪”划分为早、晚两个世。这是全球月球地质年代表中，第一次出现由中国自主月球样品测年数据锚定的年龄界线。

“这项修订的影响深远。”金铭打了个生动的比方，“月球的故事还是那些故事，但‘时间线’变了。以前我们以为月球在30亿年前就‘冷了’，现在发现它至少‘活跃’到了20亿年前，这意味着月球内部的热演化机制需要重新审视，很多因果链条需要重新梳理。”

如果说年代划分是给月球历史“修正时钟”，那么岩石识别就是给月球物质“查户口”。丁孝忠向《环球时报》记者重点介绍了这方面的突破。“一个重要的发现是，利用嫦娥四号、六号的最新探测成果，在南极-艾肯盆地新识别出一类名为辉长苏长岩的岩石。”他兴奋地说，“这相当于让人类直接‘看到’了月球深部的物质，以前我们只能通过遥感数据推测，现在有了嫦娥四号的就位探测和嫦娥六号的样品返回，我们终于可以确认这种岩石的存在和分布。”

在颜色设计上，团队也花了不少心思。据丁孝忠介绍，新图确立了“新浅老深”原则，年轻的哥白尼纪撞击坑物质用明亮的浅黄色，古老的艾肯纪撞击坑物质用深邃的紫红色，月海玄武岩则统一使用不同的蓝色表达。

丁孝忠对《环球时报》记者表示：“这套色系融合了岩石序列演化逻辑与中国传统色彩美学，使中国月球地质图具有鲜明的东方科学审美。”

以中国智慧助力人类月球探索

作为我国深空探测的基础性、战略性科研成果，1∶500万全月地质图绝非单纯的科研图谱，更能为我国后续探月工程、国际月球科研站建设提供科学支撑，成为未来月球探测的“核心导航图”。丁孝忠表示，本次三大核心创新精准对应月球地质研究的核心问题，也完全贴合工程探测的实际需求。

针对大众关心的“能否直接支撑未来嫦娥七号、嫦娥八号探测任务”问题，金铭表示：“1∶500万全月地质图是战略级宏观基础图件，核心用于全月尺度的着陆区大范围比选、整体地质背景评估，是探测规划的‘总纲’。而精准的着陆点定位、巡视路径精细规划，需要更高分辨率的区域专题地质图作为补充，二者相辅相成、逐级细化，构成完整的月球探测地质支撑体系。”

月球探索是全人类的共同事业，深空科学从来没有国界。两位专家均表示，我国新版全月地质图秉持开放共享的科研理念，未来将全面向国际科学界开放。图件数字版本将通过专业出版物、公共科研数据库对外发布，配套的编图标准、图例体系已形成规范化团体标准，具备国际推广、互通互认的基础条件。

在丁孝忠看来，当前月球地质研究领域的国际合作空间十分广阔。“我们自主研发的月球编图标准，可与欧美传统标准开展互译、互认，助力推动形成国际统一的月球地质编图规范；月球背面演化、南极-艾肯古老盆地成因等前沿课题，是全球科研热点，而我国拥有独一无二的探测数据和月壤样品，具备极强的合作基础。”同时，在科研人才培养、探测技术交流、行星科学联合攻关等领域，中外科研团队也有着巨大的合作潜力。

“一张精准的月球地质图，是人类探索深空、认知宇宙的重要基石。”金铭说道，此次新版月球地质图的问世，不仅标志着我国月球地质编图技术、行星科学研究水平跻身国际领先行列，更构建起属于中国的月球地质编图标准体系。未来我国将持续依托探月工程后续任务，不断完善月球地质认知、更新科研成果，在深耕深空探索的同时，积极推动国际科研合作，以中国智慧、中国成果助力人类月球探索事业发展。