日前，吉林大學地球科學學院楊晨教授、計算機科學與技術(shù)學院管仁初教授、鼎新學者博士后趙海士聯(lián)合中國科學院國家天文臺歐陽自遠院士、李春來研究員，意大利特倫托大學Lorenzo Bruzzone教授與冰島大學Jon Atli Benediktsson教授，在月球探測領(lǐng)域取得新進展，結(jié)合我國嫦娥五號、美國Apollo、前蘇聯(lián)Luna樣品數(shù)據(jù)，采用深度學習方法，精確反演了月球表面主要元素的含量，相關(guān)成果以“Comprehensive mapping of lunar surface chemistry by adding Chang'e-5 samples with deep learning”為題，于2023年11月20日發(fā)表在國際學術(shù)期刊《自然?通訊》（Nature Communications, 14, 7554 , 2023）上。楊晨教授、李春來研究員、管仁初教授、趙海士博士為共同通訊作者，楊晨教授為論文第一作者。該研究發(fā)表后，受Nature集團Nature Portfolio Communities的邀請，研究團隊在“Behind the Paper”欄目撰稿分享研究經(jīng)歷。

月球表面作為月球固體上邊界的關(guān)鍵界面，是全面了解月球地質(zhì)演化歷史的一扇窗口，月球表面的化學成分記錄了月球的形成和演化過程，對于揭示月球的物質(zhì)構(gòu)成和礦物巖石學特征至關(guān)重要。目前，廣泛使用的月球表面元素的豐度圖主要是基于美國Clementine遙感探測數(shù)據(jù)和Apollo樣品的化學成分建立的。然而，美國Apollo、前蘇聯(lián)Luna的月球樣品僅揭示了30億年（3.0 Gyr）前月球的演變，沒有反映月球晚期活動。在美國Apollo和前蘇聯(lián)Luna月球采樣返回任務四十五年后，2020年12月1日，我國嫦娥五號（Chang’e-5）首次實現(xiàn)了月球采樣返回，成功地從月球風暴洋北部（51.916°W和43.058°N）帶回了新的月球樣品。分析顯示，嫦娥五號樣品具有前所未有的、20億年的年輕火山活動證據(jù)和顯著特征的物質(zhì)組分。基于此，研究團隊結(jié)合我國嫦娥五號、美國Apollo、前蘇聯(lián)Luna樣品數(shù)據(jù)，基于深度學習建立了月球光學遙感影像光譜特征與月球樣品元素含量之間的復雜非線性關(guān)系，對月球表面主要元素含量進行了精確估計（平均反演精度達96%），獲得了全新的南北緯65°之間、分辨率為59米/像素的高分辨率月球表面化學成分分布圖；并根據(jù)最新計算的元素含量，標定了年輕月海玄武巖單元，為月球晚期巖漿活動和熱演化歷史研究及未來月球采樣返回提供了可靠數(shù)據(jù)。

結(jié)合我國嫦娥五號、美國Apollo、前蘇聯(lián)Luna樣品數(shù)據(jù)的月球表面化學成分分布圖

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-43358-0

研究工作得到國家自然科學基金“月球與深空探測科學研究”專項項目（42241163）、面上項目（42272340）、青年基金項目（42302265）的資助。