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发布时间：2026-03-10 14:15 来源：科普中国
近日，中国科学院上海技术物理研究所等研究团队，基于嫦娥六号任务获取的首个月球背面样品实测数据，结合月球轨道高分辨率可见—近红外多波段光谱成像数据，建立AI智能模型，首次将月球背面真值信息融入全球化学成分图，构建出全球首套融合月球背面实地真值的高精度月球全球主要氧化物含量分布图，深化了对月球不对称性、南极-艾特肯盆地形成演化等科学问题的认识。
相关成果以《Refined lunar global chemistry mapping using farside ground truth information gathered by Chang’e-6》为题发表于Nature Sensors《自然-传感》上, 并获选为该期刊创刊第三期的封面文章。
解析月球表面化学元素全球分布特征，是揭示月球内部壳幔结构、岩浆演化过程与地质历史的核心途径，对理解地月系统的形成与发展具有重要科学意义。
此前，月球表面元素丰度的遥感反演与制图研究，主要依赖月球近地侧采样返回任务的实测数据进行校准，导致占月球总面积近半数的月球背面长期处于“观测盲区”。由于缺乏实地采样“真值”约束，现有遥感反演模型在处理月球背面复杂地形与特殊矿物组成时存在较大偏差，尤其是月球地质特征最丰富的南极-艾特肯盆地，其深部物质组成、地壳演化过程等关键科学问题，长期缺乏精准的定量数据支撑。
2024年，嫦娥六号任务成功从月球南极-艾特肯盆地带回1935.3克月壤样本，成为人类首次实现月球背面采样返回，为填补月球背面地质研究空白提供了独一无二的实测数据。
本次研究中，科研团队以此为核心，经过多学科联合攻关，将嫦娥六号从月球背面带回的关键“月面真值”，结合月球轨道高分辨率可见-近红外多波段光谱成像数据，嵌入残差卷积神经网络（Res-CNN）反演模型。基于模型微调（Fine-tuning）策略，在有限样本条件下，精准捕捉光谱数据与元素含量之间的高度非线性关系，解决了传统模型易过拟合、鲁棒性不足的难题，实现了对全球尺度下氧化物反演精度的大幅提升。
基于这种“AI+遥感”的方法，团队精确重构了铁（Fe）、钛（Ti）、铝（Al）、镁（Mg）、钙（Ca）、硅（Si）六大主量元素氧化物及镁指数（Mg#）的全球分布，清晰刻画了月球表面三大地球化学区（月海、高地、南极-艾特肯盆地）的元素分布特征。
月球正面与背面镁指数分布揭示其不对称性。
图片来源：深空探测实验室
研究首次定量揭示，月球背面高地中镁质斜长岩和镁质岩套的出露比例明显高于正面，为月球岩浆洋结晶分化的不对称性假说提供了新的实测证据。
该研究不仅深化了人类对月球壳幔结构、南极—艾特肯盆地形成与演化等科学问题的理解，也为后续月球着陆点选择、月球资源勘探及深空探测任务规划提供了高精度定量化学依据。这标志着我国在月球科学研究领域再次迈出关键一步，为我国月球探测工程持续推进奠定科学基础。
综合来源：科技日报、环球网、深空探测实验室等
内容来自：科普中国
