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在Compton-Belkovich远程探测月球花岗岩岩基

文摘

花岗岩几乎是地球在太阳系以外的缺席。实现花岗质岩浆系统的组成需要多级融化和分馏,也增加了放射性元素的浓度1。丰富的水和板块构造促进地球上这些流程,协助在重熔。虽然这些司机在月球上缺席,小花岗岩样品已经找到,但他们的起源和系统规模的细节代表是未知的2。这里我们报告微波波长测量的异常热的地热资源,最好的解释是存在一个大约50-kilometre-diameter花岗质系统以下称为Compton-Belkovich thorium-rich远地端全功能。被动微波辐射测量集成的热梯度几个敏感波长深度。3-37-gigahertz天线温度的嫦娥,嫦娥二号微波仪器使我们能够测量峰值热流每平方米约180毫瓦,约20倍的平均月球高地3,4。惊人的大小和地理范围这一特性意味着一个类似地球的,进化的花岗质系统比认为可能在月球上,尤其是Procellarum以外的地区5。此外,这些方法可概括的:类似使用的被动辐射数据可以极大地扩展我们的知识的地热过程在月球和其他行星。

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图1:纬度的纠正3 ghz TA显示当地时间午夜。
图2:微波期望从地热资源。
图3:数据-模型TA与最佳深成岩体模型。
图4:Compton-Belkovich岩基的地球物理模型。

数据可用性

使用的数据,使数据在本文是可用的https://doi.org/10.5281/zenodo.7786749。原来嫦娥1号和嫦娥二号MRM应承担的数据可以从下载http://moon.bao.ac.cn/index_en.jsp。我们组也产生一个可读的全球网格数据产品的所有可用的嫦娥,嫦娥二号的数据https://zenodo.org/record/7790013源数据本文提供的。

引用

  1. 投手,w·S。花岗岩的性质和起源施普林格科学与商业媒体,1997)。

  2. Seddio, s M。,Korotev, R. L., Jolliff, B. L. & Wang, A. Silica polymorphs in lunar granite: implications for granite petrogenesis on the Moon.点。矿物。One hundred.,1533 - 1543 (2015)。

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  3. Siegler, m . a . et al .月球热流:全球预测和减少热通量。j .地球物理学。研究行星https://doi.org/10.1029/2022JE007182(2022)。

  4. Langseth, m·G。,Keihm, S. J. & Peters, K. Revised lunar heat-flow values. InProc。月球与行星科学大会7卷,3143 - 3171(月球和行星研究所,1976)。

  5. Glotch, t . d . et al。高硅的成分在月球上。科学329年,1510 - 1513 (2010)。

    文章广告中科院PubMed谷歌学术搜索

  6. 劳伦斯·d·j . et al .高分辨率的测量绝对钍丰度在月球表面。地球物理学。卷。26,2681 - 2684 (1999)。

    文章广告中科院谷歌学术搜索

  7. 劳伦斯·d·j . et al .小地理区域钍在月球表面特性。j .地球物理学。研究行星https://doi.org/10.1029/2003JE002050(2003)。

  8. 哈格蒂,j . j . et al .精制钍丰度月球红点:影响进化,nonmare火山活动在月球上。j .地球物理学。研究行星https://doi.org/10.1029/2005JE002592(2006)。

  9. 威尔逊,j . t . et al .证据炸药硅的火山活动在月球上扩展分布的钍Compton-Belkovich火山附近的复杂。j .地球物理学。研究行星120年,92 - 108 (2015)。

    文章广告中科院谷歌学术搜索

  10. b . l . et al . Compton-Belkovich Jolliff说道:nonmare,硅的火山活动在月球的远端。在Proc,第42届月球与行星科学大会1608、2224(月球和行星研究所,2011)。

  11. Jolliff说道,b . l . et al . Non-mare Compton-Belkovich在月球远地端全硅的火山活动。Geosci Nat。4566 - 571 (2011 b)。

    文章广告中科院谷歌学术搜索

  12. Jolliff说道,b . l . et al . Compton-Belkovich火山复杂。在Proc。月球与行星科学大会1659、2097(月球和行星研究所,2012)。

  13. Clegg-Watkins, r . n . et al . Nonmare火山活动在月球上:光度证据的存在发展硅的材料。伊卡洛斯285年,169 - 184 (2017)。

    文章广告中科院谷歌学术搜索

  14. Chauhan, M。,Bhattacharya, S., Saran, S., Chauhan, P. & Dagar, A. Compton–Belkovich Volcanic Complex (CBVC): an ash flow caldera on the Moon.伊卡洛斯253年,115 - 129 (2015)。

    文章广告中科院谷歌学术搜索

  15. 头,j . w . & Wilson l .一代崛起和火山喷发的岩浆在月球上:新源深度见解,喷发岩浆供给,入侵和热情洋溢/(第2部分:预测侵位过程和观察)。伊卡洛斯283年,176 - 223 (2017)。

    文章广告谷歌学术搜索

  16. 德尔-波特罗,R。Diez, M。,Blundy, J., Camacho, A. G. & Gottsmann, J. Diapiric ascent of silicic magma beneath the Bolivian Altiplano.地球物理学。卷。40,2044 - 2048 (2013)。

    文章广告谷歌学术搜索

  17. 威尔逊,l . &头,j . w .爆炸性火山活动与硅的Compton-Belkovich火山复杂:对岩浆水含量的影响。在Proc。47月球与行星科学大会1564(月球和行星研究所,2016)。

  18. 冯,J。,Siegler, M。A. & Hayne, P. O. New constraints on thermal and dielectric properties of lunar regolith from LRO diviner and CE‐2 microwave radiometer.j .地球物理学。研究行星https://doi.org/10.1029/2019JE006130(2020)。

  19. Siegler, m . a . et al .月球钛和频率依赖约束的微波损耗角正切嫦娥2 MRM LRO搭载的月球辐射计。j .地球物理学。研究行星https://doi.org/10.1029/2020JE006405(2020)。

  20. Wieczorek, m . a . et al。月球的地壳所看到的圣杯。科学339年,671 - 675 (2013)。

    文章广告中科院PubMed谷歌学术搜索

  21. Siegler m a &斯姆雷卡尔s e .月球热流:区域潜在的阿波罗着陆地点。j .地球物理学。研究行星119年47 - 63 (2014)。

    文章广告谷歌学术搜索

  22. Seddio, s M。,Jolliff, B. L., Korotev, R. L. & Carpenter, P. K. Thorite in an Apollo 12 granite fragment and age determination using the electron microprobe.Geochim。Cosmochim。学报135年,307 - 320 (2014)。

    文章广告中科院谷歌学术搜索

  23. 赖德,g . &马丁内斯,r . r .进化浅成的岩石从车站7,亚平宁山脉的前面,阿波罗15。在Proc,月球与行星科学749年卷21日(月球和行星研究所,1991)。

  24. 沃伦,p . H。,Taylor, G. J. & Keil, K. Regolith breccia Allan Hills A81005: evidence of lunar origin, and petrography of pristine and nonpristine clasts.地球物理学。卷。10,779 - 782 (1983)。

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  25. Seddio, s M。,Jolliff, B. L., Korotev, R. L. & Zeigler, R. A. Petrology and geochemistry of lunar granite 12032, 366-19 and implications for lunar granite petrogenesis.点。矿物。98年,1697 - 1713 (2013)。

    文章广告中科院谷歌学术搜索

  26. 古森斯,美国等。高分辨率从圣杯重力场模型数据和对月球的地壳的密度结构的模型。j .地球物理学。研究行星125年e2019JE006086 (2020)。

    文章广告谷歌学术搜索

  27. 基弗,w·S。,Macke, R. J., Britt, D. T., Irving, A. J. & Consolmagno, G. J. The density and porosity of lunar rocks.地球物理学。卷。39L07201 (2012)。

    文章广告谷歌学术搜索

  28. 吉利斯j。j。月球Compton-Belkovich地区:遥感观测和月球样本协会。在Proc。月球与行星科学大会(月球和行星研究所,2002)。

  29. Laneuville, m . et al .长寿月球发电机由核心结晶。地球的星球。科学。列托人。401年,251 - 260 (2014)。

    文章广告中科院谷歌学术搜索

  30. 尼尔,c . r . &泰勒,洛杉矶的性质和钡分区之间的非混相melts-a比较实验和自然系统参照月球花岗岩成因研究。在Proc。月球与行星科学大会19卷,209 - 218(月球和行星研究所,1989)。

  31. 费根,t·J。,Kashima, D., Wakabayashi, Y. & Suginohara, A. Case study of magmatic differentiation trends on the Moon based on lunar meteorite Northwest Africa 773 and comparison with Apollo 15 quartz monzodiorite.Geochim。Cosmochim。学报133年,97 - 127 (2014)。

    文章广告中科院谷歌学术搜索

  32. 卢瑟福,m . J。赫斯,p . C。,Ryerson, F. J., Campbell, H. W. & Dick, P. A. The chemistry, origin and petrogenetic implications of lunar granite and monzonite. InProc。月球与行星科学大会7卷,1723 - 1740(月球和行星研究所,1976)。

  33. 赖德,G。,Stoeser, D. B., Marvin, U. B. & Bower, J. F. Lunar granites with unique ternary feldspars. InProc。月球与行星科学大会6卷,435 - 449(月球和行星研究所,1975)。

  34. 赫斯,p . C。,Horzempa, P. & Rutherford, M. J. Fractionation of Apollo 15 KREEP basalts. InProc。月球与行星科学大会20卷(月球和行星研究所,1989)。

  35. 马文,B。,Lindstrom, M. M., Holmberg, B. B. & Martinez, R. R. New observations on the quartz monzodiorite-granite suite. InProc。月球与行星科学大会21卷,119 - 135(月球和行星研究所,1991)。

  36. Gullikson, a . L。哈格蒂,J·J。里德,m R。,Rapp, J. F. & Draper, D. S. Silicic lunar volcanism: testing the crustal melting model.点。矿物。101年,2312 - 2321 (2016)。

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  37. 沃伦,p h &沃森j·t·克里普矿物的起源。启“。17,73 - 88 (1979)。

    文章广告中科院谷歌学术搜索

  38. 泰勒,S . r . & McLennan年代。行星外壳:他们的组成、起源和演化卷,10(剑桥大学出版社。,2009);https://doi.org/10.1017/CBO9780511575358

  39. 尼尔,c . r . et al .月球地球物理网络(LGN)对科学和人类探索太阳系至关重要。在Proc。月球与行星科学大会2355(月球和行星研究所,2020)。

  40. 郑,y . et al。第一次微波地图月球与嫦娥数据:当地时间的角色在全球成像。伊卡洛斯219年,194 - 210 (2012)。

    文章广告谷歌学术搜索

  41. 足总,w . &金,Y.-Q。月球表面的主要分析微波亮度温度从月宫里1多通道辐射计观测和风化层的反演层厚度。伊卡洛斯207年,605 - 615 (2010)。

    文章广告中科院谷歌学术搜索

  42. 锣,X。,Paige, D. A., Siegler, M. A. & Jin, Y.-Q. Inversion of dielectric properties of the lunar regolith media with temperature profiles using Chang’e microwave radiometer observations.IEEE反式。Geosci。远程Sens。12,384 - 388 (2014)。

    文章谷歌学术搜索

  43. 胡,G.-P。,Chan, K. L., Zheng, Y.-C. & Xu, A.-A. A rock model for the cold and hot spots in the Chang’e microwave brightness temperature map.IEEE反式。Geosci。远程Sens。56,5471 - 5480 (2018)。

    文章广告谷歌学术搜索

  44. 魏,G。,Byrne, S., Li, X. & Hu, G. Lunar surface and buried rock abundance retrieved from Chang’e-2 microwave and diviner data.星球。科学。J。156 (2020)。

    文章谷歌学术搜索

  45. 魏,G。,Li, X. & Wang, S. Inversions of subsurface temperature and thermal diffusivity on the Moon based on high frequency of Chang’e-1 microwave radiometer data.伊卡洛斯275年,97 - 106 (2016)。

    文章广告中科院谷歌学术搜索

  46. Siegler, m &, j .微波遥感的月球次表层温度:协调嫦娥MRM, LRO占卜者。在Proc。月球与行星科学大会1705(月球和行星研究所,2017)。

  47. 方,t & Fa w高频热发射月球表面和近表面温度的月亮从嫦娥二号微波辐射计。伊卡洛斯232年34-53 (2014)。

    文章广告谷歌学术搜索

  48. 孟,z . et al .被动微波探测海玄武岩在母马Imbrium使用CE-2 CELMS数据。IEEE j .选取。上面。达成。地球观察。远程Sens。11,3097 - 3104 (2018)。

    文章广告谷歌学术搜索

  49. 魏,G。,Li, X. & Wang, S. Thermal behavior of regolith at cold traps on the Moon’s south pole: revealed by Chang’e-2 microwave radiometer data.星球。空间科学。122年,101 - 109 (2016)。

    文章广告谷歌学术搜索

  50. 冯,j . & Siegler m·a·协调的红外和微波观测月球南极:研究地下温度和风化层密度。j .地球物理学。研究行星126年e2020JE006623 (2021)。

    文章广告谷歌学术搜索

  51. Ulaby, f . T。,Moore, R. K. & Fung, A. K.微波遥感:主动和被动体积2-Radar遥感和表面散射和辐射理论(Artech房子,1982)。

  52. Ulaby, f . T。,Moore, R. K. & Fung, A. K.微波遥感:主动和被动。卷3理论应用(Artech房子,1986)。

  53. 载体,W . d . III Olhoeft, g . r . & Mendell说,W。月球表面的物理性质:月球原始资料475 - 594(剑桥大学出版社,1991)。

  54. 王,z . et al。校准和亮度温度算法CE-1月球微波探测器(CELMS)。科学。中国地球科学。53,1392 - 1406 (2010)。

    文章广告中科院谷歌学术搜索

  55. 海p . o . et al .全球风化层热物理性质的月亮搭载的月球辐射计实验。j .地球物理学。研究行星122年,2371 - 2400 (2017)。

    文章广告谷歌学术搜索

  56. 佩奇,d . a . et al .热稳定性的挥发物在北极地区的汞。科学339年,300 - 303 (2013)。

    文章广告中科院PubMed谷歌学术搜索

  57. 佩奇,d . a . et al .搭载的月球辐射计观测月球的南极地区寒冷的陷阱。科学330年,479 - 482 (2010)。

    文章广告中科院PubMed谷歌学术搜索

  58. Siegler, M。佩奇,D。,Williams, J. P. & Bills, B. Evolution of lunar polar ice stability.伊卡洛斯255年,78 - 87 (2015)。

    文章广告谷歌学术搜索

  59. Siegler, m . a . et al .月球真极移推断从极地氢。自然531年,480 - 484 (2016)。

    文章广告中科院PubMed谷歌学术搜索

  60. 米切尔,d . l . &德佩特,即水星的热发射的微波成像波长从0.3到20.5厘米。伊卡洛斯110年2-32 (1994)。

    文章广告谷歌学术搜索

  61. 惠普尔f . l . micro-meteorites理论:第一部分等温大气。Proc。《科学。美国36,687 - 695 (1950)。

    文章广告中科院PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  62. Vasavada, a . r . et al .月球赤道表面温度和风化层属性从搭载的月球辐射计实验。j .地球物理学。研究行星117年E00H18 (2012)。

  63. Gudmundsson, a .岩浆库几何、液体运输、局部应力和岩石在崩溃火山口形成的行为。Dev Volcanol。10,313 - 349 (2008)。

    文章谷歌学术搜索

  64. 盖尔,。,Folch, A. & Martí, J. Relationship between caldera collapse and magma chamber withdrawal: an experimental approach.j . Volcanol。地热。Res。157年,375 - 386 (2006)。

    文章广告中科院谷歌学术搜索

  65. 雪莉,k。扎内蒂,M。,Jolliff, B. L., van der Bogert, C. H. & Hiesinger, H. Crater size–frequency distribution measurements at the Compton–Belkovich Volcanic Complex.伊卡洛斯273年,214 - 223 (2016)。

  66. 贝瑟,j . et al .圣杯重力限制垂直和横向密度的月球地壳结构。地球物理学。卷。41,5771 - 5777 (2014)。

    文章广告谷歌学术搜索

  67. 曹,w·J。,Kwon, S. & Choi, J. W. The thermal conductivity for granite with various water contents.Eng。青烟。107年,167 - 171 (2009)。

    文章谷歌学术搜索

  68. Wieczorek m a & Phillips, r . j .潜在的异常范围:应用程序月球地壳的厚度。j .地球物理学。Res。103年,1715 - 1724 (1998)。

    文章广告谷歌学术搜索

  69. 基弗,w . s . et al。体积密度的小月球火山Gruithuisen三角洲和Hansteenα:对火山组成和岩石成因论的影响。Proc。月球与行星科学会议卷1722(月球和行星研究所,2016)。

  70. 詹森,j . c . et al . Compton-Belkovich钍的地下构造异常揭示了圣杯。在Proc。月球与行星科学大会1832、2185(月球和行星研究所,2015)。

  71. 布莱克r . j .逼近边缘从磁源尸体或重力异常。地球物理学51,1494 - 1498 (1986)。

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确认

这项工作通过月球数据分析拨款80 nssc20k1430和工作相关的月球勘测轨道飞行器搭载的月球辐射计。

作者信息

作者和联系

作者

贡献

M.A.S.:primary writing, central ideas and concepts, figures and funding. J.F.: primary data processing, microwave modelling, writing, central ideas and data interpretation. K.L.-F.: petrologic model synthesis, writing and figure creation. J.C.A.-H.: gravity modelling, synthesis and writing. R.C.E.: petrologic model synthesis, writing and advised K.L.-F. M.S.C.: lead data product production (of global maps), science discussions, detailed review and editing. C.M.: aided in data product production (of global maps), science discussions, detailed review and editing. J.W.H.: science discussions, detailed review and editing. T.D.G.: science discussion, review and editing. M.N.W.: copy-editing and figure editing.

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对应到马修·a . Siegler看淡风

道德声明

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突。

同行评审

同行审查的信息

自然大卫·劳伦斯和莎拉·瓦伦西亚感谢他们的贡献的同行评审工作。同行审查报告是可用的。

额外的信息

出版商的注意施普林格自然保持中立在发表关于司法主权地图和所属机构。

扩展数据数据和表

扩展数据图1损耗角正切从嫦娥2数据推导。

(一)综合损耗角正切的四个来源于嫦娥2微波振幅和频率(如热模型19)(b)集成损耗角正切作为频率的函数(黑)CBVC的地区在1度,在ED1整个地图(红色),(蓝色)的高地地形模型19。蓝线是用于CBVC热流的建模。

源数据

扩展数据图2嫦娥仪器天线模式模型。

模拟天线模式的四个MRM频率。他们密谋在天线角度,导致不同空间的足迹嫦娥1和2的任务由于其海拔200和100公里。

源数据

扩展数据图3嫦娥2天线温度数据处理。

(a)天线温度作为时间的函数和距离CBVC, (b)网格中午天线温度数据从嫦娥2 MRM任务集中在月球轨道WAC Compton-Belkovich表面地形,单位与纬度k .注意温度的趋势。(c)网格Δ助教MRM发射“嫦娥2号”任务的数据集中在月球轨道WAC Compton-Belkovich纬度校正后表面地形——单位k 3 GHz 3 c图主要用于文本无花果。1

源数据

扩展数据图4的亮度温度模型。

晚上(上)建模表面温度没有CBVC来源。(低)全面解析建模的亮度温度四个频率(同样没有CBVC源)晚上之前卷积。

源数据

向前扩展数据图5模型的天线温度,助教。

建模的天线温度(在缺乏CBVC热源)卷积后在四个频率。

源数据

向前扩展数据图6数据/模型的差异。

(模拟)“数据-模型”残留的天线温度(单位K)在四个频率从嫦娥2数据减去。轮廓映射LP-GRS Th增强(威尔逊et al。7),(e) pixon-reconstructed LP-GRS Th浓度与轮廓CE-2 3 GHz数据-模型值。(f) CE-2数据-模型剩余天线温度四个频率的函数曲面测量Th。

源数据

扩展数据图7 CBVC地下系统的可能的进化。

重力和热流模型的分辨率不足通知身体内部的变化,必须由岩浆房的一个复杂的系统。这个数字是一个系统的一个例子,可以代表的康普顿Belkovich岩基模型和系统如何发展。

扩展数据图8模型差异作为深成岩体的几何形状的函数。

(一)绝对数据模型的峰值的差异助教5公里e-folding密度地壳模型的各种直径深成岩体。恒星显示最小值不同的地壳密度模型。(b)绝对数据模型的峰值的差异助教在15公里内的区域中心5公里的CBVC e-folding不同直径深成岩体密度地壳模型。

源数据

扩展数据图9的函数模型差异深成岩体几何检查对热敏感的生产上深成岩体。

8 b (a)一样,但对于的上半部分和下半部分都在69.7 ppm Th深成岩体。(b) 8 b和9,但是没有热量生产从深成岩体上部和更低的深成岩体为69.7 ppm Th,表明大部分的热量来自下方的岩浆热系统。

源数据

扩展数据图10 CBVC圣杯重力模型和数据。

观察到的布格重力数据和模型修正布格重力。布格重力的假定地壳密度(a) 2500公斤/米3,修正的建模假设入侵密度低密度(b) 60公斤/米3,(c) 90公斤/米3,(d) 120公斤/米3,(e) 200公斤/米3和(f)南北概要的观察和模型修正布格重力假定密度对比60 - 120公斤/米3

源数据

补充信息

源数据

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Siegler,硕士冯,J。,Lehman-Franco, K.et al。在Compton-Belkovich远程探测月球花岗岩岩基。自然(2023)。https://doi.org/10.1038/s41586 - 023 - 06183 - 5

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