月球与行星科学多模态大模型的概念及应用初探

自2022年底一系列大型语言模型(大模型)发布以来,以大模型为研究热点的新一代人工智能、(AI)技术在各行各业引起高度重视,随即出现的专业大模型更将重塑千行百业。月球与行星科学领域作为科学技术前沿的代表,建立该领域的专业大模型是今后的必然趋势。本文在多模态大模型的基础上首次提出了月球与行星科学多模态大模型的概念,并从其定义、设计及应用场景等细节展开详细阐述和讨论。模型旨在帮助更多人认识月球并了解月球,同时协助更多学者处理并分析月球与行星数据,促进挖掘月球与行星大数据间的隐式或非线性关系,主动发现并解决未知科学问题,率先推动大数据驱动科学发现这一新的研究范式在行星科学领域落地生根。

基于多源遥感数据的月球薛定谔盆地及邻区地质特征和演化分析

薛定谔盆地位于月球背面南极-艾肯盆地西南部的盆底与盆缘过渡处,盆地结构较为完整,形成于晚雨海世,是典型的峰环盆地,研究该区域地质演化历史有助于研究月球峰环盆地的演化过程。本文利用多源遥感数据并综合前人研究成果,对研究区开展了区域地质综合分析,主要包括地质地貌特征、岩石类型分布、构造要素以及盆地的演化过程等。与前人相比,使用较新的遥感数据和撞击坑统计年代学模型对盆地内的月海玄武岩进行了分布范围厘定和定年,得到了更精确的年龄,丰富了研究区内的构造形迹数据库,探讨了更具综合性的区域地质演化过程。得到的结果如下:研究区内出露的岩石以亚铁斜长岩套、亚铁苏长岩套和镁质斜长岩套为主,月海玄武岩、纯斜长岩、富橄榄石岩套以及火成碎屑岩零星分布,两块月海玄武岩单元的绝对模式年龄分别为3.26和3.36 Ga,为晚雨海世玄武岩;研究区内9类构造发育,其中坑底断裂、质量瘤和火山口可能是在盆地后续的重力均衡过程中逐渐形成的;薛定谔盆地的形成过程主要分为撞击成盆前、成盆期以及成盆后改造期3个阶段。

月球东海盆地综合解析与撞击初始条件的研究

东海是月球上最年轻的多环撞击盆地,关于其形成机制的研究很多,但成果大都基于正撞击的机制提出的,虽然有部分学者提出东海是斜撞击的,但缺乏具体撞击参数。本文通过多源数据融合,综合分析LRO影像数据、LOLA地形数据、M^3高光谱数据和IIM高光谱数据,对东海地区的地貌特征、物质成分进行了较为系统的解译,发现在东海中央熔融区存在一条与东海撞击方向垂直的中央隆起区域(中央隆起线),其也是中央熔融区粗糙部分与光滑部分的分界线,结合撞击坑成坑理论,认为其可能是撞击过程冲击波作用引起的堆叠作用形成的。同时利用GRAIL数据及对该地区的重力异常的成因进行了分析,认为异常是由于压强、温度及岩石粘度的改变引起局部莫霍面抬升和中央熔融物的形成而出现的,进而估算出熔融物占盆地内物质的25%,约为1.1×10~6km^3。同时,对GRAIL数据的剖面分析结果也支持了本文的斜撞击理论。最后,综合多方面的信息和撞击理论获取东海盆地构造分布图,并根据中央隆起线、溅射物及线性构造的分布特征等,提出东海盆地理论上是由一直径在50~100km的撞击体以10~30km/s的速度自东偏北约20°~30°方向以20°~30°的角度斜撞击月表而形成的。这可为研究更早期的月球撞击坑提供理论参考。

非酒精性脂肪性肝病大鼠肝组织瘦素受体表达的变化

目的检测高脂饮食诱发的非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)大鼠肝组织瘦素受体的表达,探讨NAFLD瘦素抵抗的发生机制及瘦素抵抗在NAFLD发病中的作用。方法采用高脂饮食制备Wist-ar大鼠NAFLD模型;ELISA法测定大鼠血清瘦素(leptin,LP)浓度;全自动生化分析仪测血清甘油三酯(triglyceride,TG)、空腹血糖(fasting blood glucose,FBG),比色法测游离脂肪酸(free fatty acid,FFA),放射免疫法测空腹血清胰岛素(fasting insulin,FINS),计算空腹状态下胰岛素抵抗指数;对肝组织分别进行HE染色、苏丹Ⅳ染色、瘦素受体免疫组化染色,并进行半定量分析。利用SAS 8.0统计软件处理实验数据。结果模型组大鼠肝组织瘦素受体表达比正常组明显减弱,且与血清瘦素浓度、游离脂肪酸、胰岛素敏感指数、肝细胞脂变、炎症活动度显著负相关,相关系数分别为r=-0.83,-0.71,-0.65,-0.83,-0.87。多元线性回归分析显示,瘦素受体表达减弱是肝脂变的独立影响因素。结论肝组织瘦素受体表达减弱是NAFLD瘦素抵抗的重要病理机制之一,瘦素抵抗与胰岛素抵抗相互作用,共同促进了脂肪肝的发生发展。

月球雨海盆地多环结构的厘定及其深部构造研究

雨海盆地是月球正面最大、月球上研究程度最高的多环结构撞击盆地,已有很多学者对其多环结构的边界进行恢复研究,但在多环结构最初始形状、多环位置/数量、盆地大小等方面,至今未能达成共识。本文利用GRAIL自由空气重力异常数据、LOLA激光测高数据进行了多源数据的融合,结果表明,雨海盆地是具有偏心圆的三环结构特点,其直径从外到内分别为1 500km、1 100km、665km。基于欧拉反演结果研究表明,在雨海撞击盆地中部存在两种不同深度、构造运动性质及方向的断裂构造,即:(1)深度大于40km,向下逐渐向内倾斜、延伸的深部断裂构造;(2)深度在40km以内,由月表向下逐渐向外倾斜、延伸的浅部断裂构造。结合物质成分及地球物理特征的研究,雨海地区的地质构造演化过程可分为两个阶段:(1)在月球早期阶段(45~38.5亿年),主要以内动力地质作用即岩浆洋冷凝过程为主,形成了雨海盆地深度在40km以下逐渐向内倾斜、延伸的构造断裂,其为本区在月球早期深部岩浆洋产生、分异及运移提供了通道,该构造断裂代表了雨海盆地撞击前的月球早期深部岩浆洋的构造地质演化阶段;(2)在月球晚期阶段(≤38.5亿年),主要以内、外动力地质作用并重,形成了雨海盆地深度在40km以内逐渐向外倾斜、延伸的构造断裂,其应为本区不同期次的玄武质岩浆喷出或溢流到月表提供了运移通道,该构造断裂代表了雨海盆地撞击后的月球晚期不同期次玄武质岩浆喷发、充填溢流的月海岩浆活动作用的构造地质演化阶段。

瘦素与酒精性肝病肝纤维化的关系

研究瘦素与酒精性肝病 (ALD)肝纤维化发生发展的关系。用ELISA法检测 6 0例ALD患者血清瘦素水平 ,16例健康人作为对照组 ,同步检测了ALD患者的血清肝纤维化指标HA、LN、PC -Ⅲ及TGFβ1,对血清瘦素与肝纤维化指标、肝组织纤维化分期间的关系进行了分析。ALD患者的血清瘦素水平明显高于对照组 ,在单纯性脂肪肝 (AFL)、脂肪性肝炎 (AH)、脂肪性肝硬化 (ALC)瘦素水平依次增高 ,差异有显著性。在AH、ALC血清瘦素水平与肝纤维化血清学指标和TGFβ1正相关 ,ALD患者的血清瘦素水平与肝组织纤维化分期密切相关。

月球的构造格架及其演化差异

根据以GRAIL重力场数据和LOLA地形数据计算的月壳厚度,将月球构造格架初步划分为三个构造单元:主要覆盖月球正面风暴洋区域的月海构造单元、主要覆盖月球背面高地的月陆构造单元以及主要位于南半球背面的南极艾肯盆地构造单元。结合最新的研究成果,对各构造单元上的重大地质事件包括岩浆事件、火山事件和撞击事件分别进行了简单的梳理,结果表明月球不同构造单元的演化事件具有明显的差异。

月球雨海地区玄武质岩浆充填活动期次的重新厘定及地质意义

雨海盆地是月球上研究程度最高的多环结构盆地,月球上古老的和年轻的玄武岩在盆地中均有分布,因此雨海是研究月海玄武岩岩浆活动的理想区域。为了更合理的厘定雨海地区的玄武质岩浆演化历史,本文主要结合岩石学、年代学等工作对本区玄武岩的充填期次进行重新划分。利用嫦娥一号IIM光谱数据进行岩石类型分布图编制,初步划分了5类不同钛含量的月海玄武岩;基于高分辨率100m LRO宽视角影像数据通过撞击坑尺寸-频率定年法（CSFD）对本区玄武岩单元模式年龄进行厘定,共划分35个玄武岩单元,发现本区在3.49~2.23Ga均有玄武质岩浆充填活动,具有多期次性。在建立不同类别玄武岩、形貌特征与模式年龄的对应关系基础上,将玄武岩充填划分为4个期次：极低钛玄武岩（3.49~3.20Ga）、低钛玄武岩（3.29~2.83Ga）、中钛玄武岩（3.13~2.52Ga）、（极）高钛玄武岩（2.92~2.23Ga）。本区地形地貌高程特征与不同表面年龄的玄武岩单元之间总体上呈现出一定的负相关性。因此在本区玄武质岩浆期次划分考虑上,不仅要考虑玄武岩的成分特征,更要考虑结合与玄武岩演化密切相关的年代学及形貌学特征,利用形貌、成分数据和年代学信息来共同约束玄武质岩浆期次划分及演化历史。

月球地质年代学研究方法及月面历史划分

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。

月球的全球构造格架初探

长期以来,最初依据月表反照率建立的月陆、月海二分法一直主导着人们对于月球构造格架的基本认识,然而自20世纪末以来的各种月球探测数据均表明,南极艾肯盆地作为月球上最大的撞击盆地不仅占据了月表很大的面积,而且有不同于月陆和月海的性质及演化过程.本文通过综合研究月球典型的地球物理、地球化学以及地形特征,初步确定了月球的全球构造格架是一个既有横向表面延伸又有纵向深部延伸的三元结构,包含三个月球大地构造单元,分别是主要覆盖正面风暴洋及周围月海盆地区域的月海构造域、主要覆盖背面高地的月陆构造域以及位于南极艾肯盆地的南极艾肯盆地构造域.

月球线性构造分类体系研究

月球线性构造是月球科学研究中的重要组成部分,建立月球线性构造分类体系是月球地质图编研的关键。前人对月球线性构造的分类研究主要基于月表的形貌特征,划分的线性构造类型参差不齐,尚未形成一个公认的、规范的、具有普适性的线性构造分类体系,以至于分类结果的可对比性差、参考性和易操作性较低,不利于月球线性构造纲要图的编制。并且月球线性构造的概念混乱、术语不统一,存在"同物异名、同词异义、异词同义、涵义不明"的现象,不利于全球性的统一制图和成果的展示及使用。鉴于此,本文采用多指标组合的分类方法,以成因机制和形貌特征作为主要指标,兼顾物质组成,再结合线性构造形成的动力学机制,建立了符合月球动力学演化背景的、统一规范的线性构造类型划分的新方案,避免了单以形貌特征为依据来分类出现的混乱状态,具有较好的科学性和可操作性。将月球的线性构造类型划分为:内动力地质作用形成的线性构造,包括皱脊、月溪、地堑、断裂;外动力地质作用形成的线性构造,包括坑缘断裂和坑底断裂,以及多成因机制、多动力来源作用形成的特殊类型如坑链等。在此基础上,并利用多源遥感数据建立了易于判别且具有代表性的线性构造识别标志,可为全月球线性构造的统一制图提供识别依据。

云海撞击盆地的恢复及其地质演化研究

研究月海撞击盆地,尤其是古老的月海撞击盆地,有助于深入认识月球乃至太阳系中两种动力学即内动力和外动力地质作用的演化过程,也是研究月球早期演化和现今状态的重要纽带。云海撞击盆地为古老的撞击盆地之一,形成于前酒海纪,在后期的内外动力地质作用下,盆地有很大程度的改造。为了恢复云海撞击盆地原貌,深入认识该地区的地质演化过程,本文利用了LRO宽角相机影像数据、LOLA地形数据和GRAIL重力数据等多种类型的遥感数据,开展了云海撞击盆地演化的研究。结果显示,云海盆地是由一次撞击事件形成,具中央隆起的三环结构的撞击盆地,三环直径分别约为740km、500km、340km,盆地中心约为16°W,21°S。云海撞击盆地事件破坏了该地区原始月壳结构,随后岩浆喷出或溢流充填在撞击盆地中形成云海,塑造了现今观察到的云海地形特征和重力异常特征。

月球典型撞击坑溅射物研究及对月球地质编图的意义

撞击坑是月表最典型的地质单元,其溅射物作为撞击坑的坑外组成部分可分布到距离坑中心10个直径距离之外的区域,因此撞击溅射物也是月球地质编图中最重要的表达要素之一。本文使用月球勘测轨道器(LRO)的激光高度计(LOLA)数据、广角相机(WAC)影像、窄角相机(NAC)影像以及Clementine的UVVIS多光谱数据,研究了哥白尼纪正面月海区直径31km的Kepler撞击坑和背面月陆区直径30km的Necho撞击坑。哥白尼纪撞击坑溅射沉积物可以分为三个相:连续溅射沉积相(CE)、不连续溅射沉积相(DE)和辐射纹(CR)。连续溅射沉积相分布在最大约2.6个半径范围之内,不连续溅射沉积相分布在最大近11个半径范围之内,辐射纹分布在最大近29个半径范围之内。本文强调了多源数据结合在识别撞击坑溅射沉积物中的作用,对Kepler坑和Necho坑溅射沉积物进行了填图,不对称分布的特征表明这两个坑可能形成于倾斜撞击。

月球佩塔维厄斯幅(LQ-21)数字地质填图与区域地质演化特征

佩塔维厄斯幅月球地质图(LQ-21)位于近月面与远月面交接位置,又处于月海和月陆的过渡区,周边邻近酒海、丰富海、史密斯海等大型撞击盆地,是月球数字地质填图工作中的一个典型区域。研究该地区的地质发育概况有助于了解月球的发展演化历史。本文利用中国探月工程所获得的“嫦娥一号”(CE-1)CCD影像数据、干涉成像光谱仪(IIM)数据、激光高度计(LAM)数据和“嫦娥二号”(CE-2)CCD影像数据以及其他已有的月球地质资料,应用ArcGIS平台,开展月表物质成分、构造要素、地质时代信息的研究和数字填图工作,编制了1∶2 500 000佩塔维厄斯幅(LQ-21)数字月球地质图,总结了该地区区域地质演化历史并建立地质图空间数据库。

嫦娥4号着陆区冯·卡门撞击坑溅射物的识别及年代分析

撞击坑是月球、火星和水星等固态行星表面重要的地貌和构造,其形成时产生的溅射物包含了大量地质信息,是认识撞击坑形成过程和区域地质演化的重要研究对象。本文以冯·卡门撞击坑为研究对象,结合月球勘测轨道飞行器(LRO)影像数据、激光高度计(LOLA)地形数据、Clementine多光谱数据等对冯·卡门撞击坑的溅射物进行综合解析。冯·卡门撞击坑的溅射物后期改造比较严重,只有南部区域保存相对完整。选取连续溅射物中受其他撞击坑溅射物影响较小的区域,并以宽角相机(WAC)数据和高分辨率地形相机(TC)数据为基础,利用撞击坑提取工具CraterTools对均一的区域进行撞击坑统计分析,进而利用月球产率和年代学函数推导出绝对模型年龄,获得了冯·卡门撞击坑的年龄为4.15Ga。本文主要强调了多源数据在识别溅射物时的重要性,以及年代分析时排除周围溅射物影响的必要性。

大鼠肝组织核因子-κB活性变化与过氧化物酶体增殖物激活受体γ表达的关系

目的 观察不同病因所致的脂肪性肝病大鼠肝组织核因子-κB(NF-κB)的活性变化,过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPAR γ)的表达,及其相互关系在脂肪性肝病炎症反应中的作用。方法40只Wistar 大鼠随机分为正常对照组、酒精组、高脂组和酒精加高脂4组,每组10只大鼠,16周断头处死,用HE、苏丹Ⅳ、Masson三色染色观察肝组织光镜下的病理改变和超微结构的变化。用电泳迁移率分析、逆转录聚合酶链反应观察各组大鼠肝组织NF-κB的活性变化与PPAR γ mRNA的表达、各生物化学指标间的相互关系。 结果 模型组大鼠肝组织均表现有不同程度的脂肪变性、炎症、坏死和纤维化,以酒精加高脂组病理损害最重。酒精组和酒精加高脂组的NF-κB活性(142±16.32,238±19.14)明显高于正常对照组(73±9.24,F值分别为6.36、17.93,P值均<0.01)和单纯高脂组(84±10.38,F值分别为5.96、16.20,P值均<0.01),酒精加高脂组的NF-κB活性显著高于酒精组(F=6.23,P<0.01),而高脂组和正常对照组比较差异无统计学意义。酒精组、高脂组和酒精加高脂组大鼠肝组织PPAR γmRNA的表达(0.2530±0.069,0.3647±0.082,0.1226±0.054)均较正常对照组(0.8097±0.094)有不同程度的减弱(F值分别为15.43、7.24、21.45,P值均<0.01)。

复肝解毒方对酒精性肝病大鼠肝组织过氧化物酶体增殖物激活受体-γ的激活作用

目的 从分子水平探讨中药复方复肝解毒方治疗酒精性肝病的作用机制。方法 选用 4 0只Wister大鼠随机分为正常对照组 (10只 )、模型组 (30只 ) ,16周末断头处死正常对照组 (10只 )和模型组部分大鼠 (9只 ) ,取血清和肝组织标本。模型组另 2 0只随机分为中药治疗组和治疗对照组 ,每组 10只大鼠 ,2 4周后一并处死。分别以HE、SudanⅣ、Masson三色染色观察各组大鼠肝组织光镜下的病理改变和电镜下超微结构的变化。以免疫组织化学染色和RT PCR观察复肝解毒方对过氧化物酶体增殖物激活受体 (PPARγ)蛋白和基因表达的影响。结果 模型组大鼠血清丙氨酸转移酶(ALT)、肿瘤坏死因子 (TNFα)水平和肝匀浆丙二醛 (MDA)含量增高 ,肝组织表现有明显的脂肪变性、炎症、坏死和纤维化 ,PPARγ蛋白和mRNA的表达减弱 ;中药治疗组肝组织脂变、炎症和纤维化程度显著减轻 ,接近正常对照组 ,PPARγ蛋白和mRNA的表达增强 (与治疗对照组比较P <0 0 5 ) ;治疗对照组血清ALT水平和肝细胞脂变程度较模型组减轻 ,但炎症、纤维化和PPARγ的表达无显著变化。结论 复肝解毒方可以有效逆转酒精所致的肝损伤 ,这与本方可以活化核因子PPARγ ,抑制酒精性肝损伤的炎症反应有关。

The 1:2,500,000-scale geologic map of the global Moon

月球地质图系统表达了月壳表面地层、构造、岩性和年代学等地质方面的信息,反映了月球岩浆作用、撞击作用和火山活动等地质过程的演化.20世纪90年代以来,人类对月球的探索取得了巨大成就,深刻地拓展了我们对月球的认识.基于月球动力学演化历史,充分利用国内外探月数据和研究结果,世界第一幅全月1:250万地质图编制完成.在新的月球地质图中,基于月球动力学演化的认识更新了月球地质年表,表达了不同时代的撞击坑物质和盆地建造,以及17种岩石类型和14类构造要素.此图可为月球科学研究、探测规划和着陆点选址等提供重要的基础资料,为其他行星地质图的编制提供参考.