基于SHARAD数据研究火星埃律西昂平原中部掩埋撞击坑的分层结构及介电属性  

SHARAD study on the structures and permittivity of a buried impact crater in Martian Central Elysium Planitia

作　　者：房鹏 法文哲[4] 张金海[1] 林杨挺[1] Fang P;Fa W;Zhang J;Lin Y

机构地区：[1]中国科学院地质与地球物理研究所,地球与行星物理重点实验室,北京100029 [2]中国科学院地球科学研究院,深地资源装备技术工程实验室,北京100029 [3]中国科学院大学地球与行星科学学院,北京100029 [4]北京大学遥感与地理信息系统研究所,地球与空间科学学院,北京100871

出　　处：《中国科学：地球科学》2023年第11期2494-2505,共12页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家自然科学基金项目(批准号:41941002);中国科学院地质与地球物理研究所重点部署项目(编号:IGGCAS-202203);中国科学院重点部署项目(编号:ZDBS-SSWTLC001);可持续发展大数据国际研究中心项目(编号:CBAS2022GSP06)资助。

摘　　要：火星埃律西昂平原(Elysium Planitia)位于南北半球分界的过渡带,是研究火星地层结构和地质演化历史的关键区域之一.前人的研究表明,该平原经历了包括河流和火山作用等在内的复杂地表改造过程,已在宏观地质过程方面取得了系统性的研究进展.然而,针对该平原的区域结构研究相对较少,制约了人们对区域地质过程的深入理解.埃律西昂平原中部存在一个掩埋撞击坑,它记录了该区域自撞击坑形成以来的地表改造过程;火星浅表层雷达SHARAD在该掩埋撞击坑内探测到了多层地下反射,但反射层的来源和性质尚不明确.本文对SHARAD数据开展了信噪分离处理,获得了清晰的雷达反射信号深度剖面,建立了多层反射模型,进而开展了介电常数和介电损耗反演.研究结果表明,该掩埋撞击坑内存在两层地下反射,将撞击坑内结构分为三个层位(上覆层、下伏层和底层).其中较浅的反射层几乎覆盖了整个撞击坑,而较深的反射层则仅覆盖了撞击坑西南的部分区域.结合反演结果和埃律西昂平原地区熔岩活动的地质背景,认为上覆层可能为表土与熔岩流混合物,密度较低;下伏层和底层为致密熔岩流.我们推测下伏层和底层之间的反射层为一个薄层沉积,来源于两期岩浆喷发事件之间的风化沉积,其可能的形成机制如下:在下伏层和底层的两期熔岩就位间隙,撞击坑边缘及外围溅射物受到较强的风蚀和搬运,在撞击坑西南部形成连续的薄层沉积.该结果与火星晚亚马逊纪中低纬度普遍存在的风蚀环境相符合.本文优化了区域掩埋撞击坑的轨道雷达数据处理、介电属性反演及地质构造解译,作为一个局部的范例,给出了利用雷达数据理解区域沉积过程的思路,为研究火星其他类似区域结构的地质演化历史提供了参考依据.

关 键 词：火星 埃律西昂平原 SHARAD 掩埋撞击坑 介电常数反演 

分 类 号：P185.3[天文地球—天文学]