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在太阳系的形成和演化过程中,发生在天体物质间的撞击作用是最重要的地质过程之一.撞击构造是地外天体表面最常见的地貌单元,大部分天体的地貌演化主要受撞击作用控制.撞击过程产生的温度、压力和应变速率比岩石圈内的其他地质过程高多个数量级,形成广泛分布的撞击产物,如气化物、熔融物、冲击变质和变形等.虽然撞击过程转瞬即逝,撞击作用向天体注入能量并改变其内、外结构,对天体的圈层系统产生长远影响.持续撞击在天体表面累积了大量的撞击坑,撞击坑的空间分布反映了受外来撞击的历史.内太阳系在～3. 8 Ga前的撞击频率更高,但是大量撞击盆地是否灾变式的密集形成仍在持续争议;～3. 8 Ga以来的撞击频率趋于稳定,但是缺乏具有明确事件指代性的标定样品.在同一天体上,撞击坑的空间密度指示了相应地质单元的形成时间,因此撞击坑统计常被用于估算地外天体表面地质单元的相对年龄.基于月球软着陆探测任务返回的样品,前人已约束了不同直径的月球撞击坑的形成频率,进而建立了使用撞击坑统计估算月球表面地质单元的绝对模式年龄的方法.另外,内太阳系天体可能经历了相似的撞击历史,因此地-月系统的撞击频率已被缩放至其他类地行星.撞击坑统计是探索太阳系天体的撞击历史、遥估地外天体表面的相对和绝对年龄的主要方法,也是行星地质研究的基本工具.该方法的整体可靠性已得到大量实验的验证.同时,该方法在理论基础和技术细节上还存在大量的不确定性.修正该方法是完善太阳系撞击历史的重要研究内容,也是未来采样返回探测任务的重要科学目标. 相似文献
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撞击坑统计技术在行星表面定年应用中的误区 总被引：1，自引：0，他引：1
撞击坑大小-频率统计技术在其理论基础与实际应用中存在一定的局限性,且尚未引起国内外行星地质学界的广泛关注.使用该技术分析行星表面的年龄时,应注意:(1)由于晚期大轰击事件的存在,该技术不能用于估算内太阳系天体表面老于~38亿年的地质体的年龄;(2)由于内、外太阳系的撞击历史不同,不能直接使用月球上的撞击坑的产生方程估算外太阳系天体表面地质单元的绝对模式年龄;(3)由于二次撞击坑的干扰,须谨慎使用小撞击坑统计估算年龄;(4)分析撞击坑统计的结果前,首先需分析统计区的饱和状态;(5)避免使用太阳入射角小的影像数据统计撞击坑,避免选择地形复杂的区域作为统计区.另外,建议优先使用相对分布法、并结合累积分布法分析撞击坑统计的结果. 相似文献
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撞击坑统计定年法的基本原理是首先得到月球表面撞击坑密度分布的一般规律(即产率函数),然后将其应用到Apollo和Luna任务采样的区域中,得到大干特定直径(常用1 km)的撞击坑密度,然后在该密度和样品的同位素年龄之间建立函数关系(即年代函数).在对没有样品的地质单元进行年龄分析时,首先从遥感影像解译撞击坑,然后根据产率函数求解大于指定直径撞击坑的密度,最后将其代入年代函数中求解该区域的地质年龄.根据其它行星与月球撞击环境的差异等因素,该方法已经推广到其它行星表面地质年龄的研究中.本文详细分析了撞击坑统计定年方法的原理,以及在应用中需要注意的问题. 相似文献
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撞击坑统计方法是估计行星表面年代的一种有效方法。利用小尺度撞击坑大小频率分布测定撞击年龄,并分析了计算模型的不确定性、撞击坑的退化、次级撞击坑影响等相关问题。选用嫦娥二号获取的虹湾地区高精度影像数据进行验证,确定该区域退化参数为350 m,直径小于30 m时次级撞击坑密集分布,使用350 m以上的撞击坑计算得到撞击年龄为3.16 Ga,误差控制在0.1 Ga以内。 相似文献
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Apollo 11和嫦娥四号(Chang'E-4)是人类探月历史上的里程碑,它们的着陆区分别位于月球正面和背面.对两个着陆区内不同退化程度撞击坑的统计和对比分析有助于揭示研究区域的地质年龄和演化历史,对月球地质研究有着重要的意义.本文使用LRO NAC影像和DTM产品对两个着陆区附近1 km2范围内撞击坑的退化进行分析,通过目视解译识别撞击坑并根据形貌将其分为不同的类别,然后对各类撞击坑进行统计,最后根据统计结果分析区域的地质年龄和撞击坑退化速度.结果 表明Apollo 11和Chang'E-4着陆区附近直径在5～300 m的撞击坑累计大小频率分布规律基本相同,撞击坑累积数量随直径的减小呈指数关系增加;撞击坑最初退化速度较快,随着退化程度的增加,退化速度急剧降低;两个区域的地质年龄相近,撞击历史相似. 相似文献
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月球表面定年研究对于理解和重建月球地质演化历史具有关键作用,撞击坑尺寸频率分布法(CSFD)是通过统计区域内不同尺寸撞击坑密度得到特定地质单元的绝对地质年龄。雨海北部地区(LQ 4)包括雨海北部、冷海西部地区以及风暴洋东北部等月海,位于雨海西北边缘的虹湾是中国嫦娥三号卫星预选软着落区,文中综合使用3种方法从影像和地形数据中自动提取了该区内的撞击坑。利用Clementine光谱数据对雨海北部和风暴洋东北部内玄武岩进行了分区,利用撞击坑尺寸频度法(CSFD)法得到每个玄武岩分区内的定年结果。对比该地区之前的定年数据后发现,使用自动识别结果得到的各分区定年结果新老整体趋势上与之前研究结果基本一致,但存在一定偏差。根据自动识别定年结果,认为该地区玄武岩新老顺序大致为：雨海东部(3.56 Ga)-虹湾(3.38 Ga)-风暴洋东北部(2.74 Ga)-雨海西部(2.63 Ga)-柏拉图坑(2.37 Ga)。结合撞击坑自动识别技术和CSFD法,形成了一条利用影像和地形遥感数据快速得到月球表面地质年龄的方法,为月球年代学研究提供一种新途径。 相似文献
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月表撞击坑是月球最显著的地质构造特征。随着不同月球探测器探测数据的丰富与数据质量的提高,月表地质信息挖掘成为月球科学领域重要的研究内容。月表分布广泛的撞击事件的撞击机理研究和月表地质单元的地质年龄的判定等科学问题都离不开对撞击坑的研究。因此,对撞击坑进行识别和特征参数提取是挖掘以上月表地质隐含信息的基础和关键。针对目前用于撞击坑识别和特征参数提取的方法存在效率低下、应用范围有限等种种缺陷,提出了一种新的月表环形构造识别和特征参数提取方法,并且实现了定量自动化处理。首先,根据撞击坑环形构造特征,利用坡度指数提取坑壁多边形矢量要素;其次,提出并采用环形构造最小外包矩形法提取撞击坑的伪中心与伪直径;然后,以伪中心为中心点向外搜寻并确定撞击坑坑缘顶点;最后,利用三点定圆法确定撞击坑的中心位置和直径大小。以嫦娥一号CCD相机影像数据和利用CCD立体相机制作的DEM数据为数据源,选取不同区域、不同类型的月表撞击坑进行试验,并将计算结果与目前研究成果进行对比。结果验证表明,此方法可以推广到月表其他表面,并可应用于月表撞击坑形成机理研究和利用撞击坑大小频率分布测量的方法确定月表地质单元的地质年龄工作中。 相似文献
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月球地质年代学研究方法及月面历史划分 总被引：1，自引：0，他引：1
介绍了确定月球地层单元相对年龄和绝对年龄的方法。建立相对年龄的方法主要有4种：地层叠置法、撞击坑大小频率分布统计法、撞击坑形态法和月壤成熟度法;研究绝对年龄的方法有两种：样品的同位素测年法和月球成坑计年法。回顾了现用月球层序划分的形成及发展过程,在此基础上,提出了改善月球年代划分的建议,分别用冥月宙、古月宙和新月宙表示月球内动力地质作用为主的时期、内外动力地质作用共同作用的时期和外动力地质作用为主的时期。推荐以南极艾肯盆地的形成为界线,将前酒海纪划分为前艾肯纪和艾肯纪,分别表示月球内动力地质作用为主的演化期和内外动力地质作用并重的演化初期。这种改进后的“三宙六纪”的月球年代划分既可以形成逻辑上更符合月球动力学演化过程的月球年代划分,同时又有助于开展在月球背面的地质研究。 相似文献
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充分认识外太阳系撞击体的来源类型和分布特征,对认识外太阳系固态天体上撞击过程,明确外太阳系天体上的撞击坑生成率和撞击坑定年等诸多方面具有重要的意义.得益于海量高质量探测数据的获取,如今我们对内太阳系主要天体表面的撞击分布和来源已经有了较为深入的了解,但对外太阳系天体的撞击分布和来源还知之甚少.不同大小频率的撞击体会在外太阳系冰卫星表面形成不同大小频率分布的撞击坑,不同飞行速度的撞击体也会在同步自转的冰卫星上留下程度不同的前导-后随半球不对称分布的撞击坑,因此,对外太阳系冰卫星上撞击坑的大小频率分布和前导-后随半球不对称性分布的观测,可以用于反推外太阳系的主要撞击来源.木星系统中大坑(D＞10～30 km)的主要撞击来源是日心小天体(环绕太阳),但目前在木卫三和木卫四上观测到的前导-后随半球不对称性程度与黄道彗星引起的不对称性程度并不相符,更接近于近各向同性彗星(NICs)引起的不对称性,这与目前的天文观测和理论计算结果不一致;木卫二上的大坑稀少,小坑(D＜1 km)则主要受一次坑的溅射物影响.对土星系统,土卫五和土卫八的大坑(D＞20～30 km)分布更符合日心小天体来源;而土卫一、土卫四、土卫三上的分布则与行心碎屑物(以行星为中心)一致,尤其是小坑更可能来自以土星为中心的撞击体影响,例如大型盆地的溅射物或卫星碎片残骸. 相似文献
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Variations in the O, Sr, Nd, and Hf isotopic compositions in rocks of various ages, minerals, and mantle temperature in the geological history are considered. Two periods in the Earth’s history are studied: the beginning of the formation of the planet until the turn of (3.4) 2.7–2.5 Ga and the tectonic movement period in the last 2 Ga, and also the transitional period within 2.7–2.0 Ga. 相似文献
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Extensional and compressional structures are globally abundant on Mars. Distribution of these structures and their ages constrain the crustal stress state and tectonic evolution of the planet. Here in this paper, we report on our investigation over the distribution of the tectonic structures and timings of the associated stress fields from the Noachis-Sabaea region. Thereafter, we hypothesize possible origins in relation to the internal/external processes through detailed morphostructural mapping. In doing so, we have extracted the absolute model ages of these linear tectonic structures using crater size-frequency distribution measurements, buffered crater counting in particular. The estimated ages indicate that the tectonic structures are younger than the mega impacts events(especially Hellas) and instead they reveal two dominant phases of interior dynamics prevailing on the southern highlands, firstly the extensional phase terminating around3.8 Ga forming grabens and then compressional phase around 3.5-3.6 Ga producing wrinkle ridges and lobate scarps. These derived absolute model ages of the grabens exhibit the age ca. 100 Ma younger than the previously documented end of the global extensional phase. The following compressional activity corresponds to the peak of global contraction period in Early Hesperian. Therefore, we conclude that the planet wide heat loss mechanism, involving crustal stretching coupled with gravitationally driven relaxation(i.e.,lithospheric mobility) resulted in the extensional structures around Late Noachian(around 3.8 Ga). Lately cooling related global contraction generated compressional stress ensuing shortening of the upper crust of the southern highlands at the Early Hesperian period(around 3.5-3.6 Ga). 相似文献
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The discrepancy between the impact records on the Earth and Moon in the time period, 4.0-3.5 Ga calls for a re-evaluation of the cause and localization of the late lunar bombardment. As one possible explanation, we propose that the time coverage in the ancient rock record is sufficiently fragmentary, so that the effects of giant, sterilizing impacts throughout the inner solar system, caused by marauding asteroids, could have escaped detection in terrestrial and Martian records. Alternatively, the lunar impact record may reflect collisions of the receding Moon with a series of small, original satellites of the Earth and their debris in the time period about 4.0-3.5 Ga. The effects on Earth of such encounters could have been comparatively small. The location of these tellurian moonlets has been estimated to have been in the region around 40 Earth radii. Calculations presented here, indicate that this is the region that the Moon would traverse at 4.0-3.5 Ga, when the heavy and declining lunar bombardment took place. The ultimate time limit for the emergence of life on Earth is determined by the effects of planetary accretion--existing models offer a variety of scenarios, ranging from low average surface temperature at slow accretion of the mantle, to complete melting of the planet followed by protracted cooling. The choice of accretion model affects the habitability of the planet by dictating the early evolution of the atmosphere and hydrosphere. Further exploration of the sedimentary record on Earth and Mars, and of the chemical composition of impact-generated ejecta on the Moon, may determine the choice between the different interpretations of the late lunar bombardment and cast additional light on the time and conditions for the emergence of life. 相似文献
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以往对鲁西新太古代地质研究主要是区域性的,对于露头尺度上的深入研究还不多见.本文对鲁西泰山栗杭地区的地质剖面进行了详细的野外地质和锆石SHRIMP年代学研究.岩石十分新鲜,类型多种多样,现象丰富且复杂.条带状英云闪长质片麻岩和细粒英云闪长质片麻岩的岩浆锆石年龄分别为2.62 Ga和2.63 Ga,可解释为岩石的形成时代.另一条带状英云闪长质片麻岩的岩浆锆石和变质锆石年龄相近,均为~2.57 Ga,其地质意义需进一步工作来确定.奥长花岗质岩脉的形成时代为2.60 Ga.闪长质片麻岩侵入条带状英云闪长质片麻岩和奥长花岗质岩脉,岩浆锆石年龄为2.52 Ga,存在2.66~2.69 Ga外来锆石.研究表明,泰山地区存在不同时代（~2.7 Ga和~2.6 Ga）英云闪长质片麻岩,仅根据野外特征难以相互区别.该剖面所记录的岩浆构造热事件是鲁西地区新太古代地质演化的缩影,但缺失~2.7 Ga TTG岩石记录. 相似文献
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Impact craters are distinctive landforms on Moon, Mars, Venus and other bodies of the Solar System. In contrast, the Earth has few craters, due to the dynamic nature of the planet, where craters and other geological structures are destroyed, modified or covered. Planetary missions have also shown that in other worlds where craters are numerous and well preserved, the crater record has been modified, through the identification of buried structures. Studies of the concealed crater record have major implications for the crater‐size frequency distribution and crater‐counting chronologies. On Earth, Chicxulub is an example of a large multi‐ring buried basin. Its study provides clues for the investigation other planetary surfaces. In addition, geophysical surveys have unravelled its deep 3‐D structure, providing data and constraints for new planetary missions. 相似文献
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http://dx.doi.org/10.1016/j.gsf.2016.10.005 总被引：5，自引：4，他引：1
The Earth was born as a dry planet without atmosphere and ocean components at 4.56 Ga, with subsequent secondary accretion of bio-elements, such as carbon (C), hydrogen (H), oxygen (O), and nitrogen (N) which peaked at 4.37–4.20 Ga. This two-step formation model of the Earth we refer to as the advent of bio-elements model (ABEL Model) and the event of the advent of bio-elements (water component) as ABEL Bombardment. It is clear that the solid Earth originated from enstatite chondrite-like dry material based on the similarity in oxygen isotopic composition and among other isotopes. On the other hand, Earth's water derives primarily from carbonaceous chondrite material based on the hydrogen isotopic ratio. We present our ABEL model to explain this enigma between solid Earth and water, as well as secondary accretion of oxidizing bio-elements, which became a precursor to initiate metabolism to emerge life on a highly reductive planet. If ABEL Bombardment had not occurred, life never would have emerged on the Earth. Therefore, ABEL Bombardment is one of the most important events for this planet to evolve into a habitable planet. The chronology of ABEL Bombardment is informed through previous researches of the late heavy bombardment and the late veneer model. ABEL Bombardment is considered to have occurred during 4.37–4.20 Ga, which is the concept to redefine the standard late heavy bombardment and the late veneer models. Also, ABEL Bombardment is the trigger of the transition from stagnant lid tectonics to plate tectonics on this planet because of the injection of volatiles into the initial dry Earth. 相似文献