基于火星舌状岩屑堆积层形态反演其内部的含冰量和演化

火星舌状岩屑堆积层（lobate debris aprons, 简称LDA）为分布于火星中、高纬度带的一类可能含有大量水冰的大型山前堆积物，其分布位置和含冰量大小对研究最近100 Myr 以来火星的气候变化和水圈演化有重要意义。本项目拟采用有限元数值模拟法（FEM）来模拟在火星地表条件下，不同的水冰含量对冰石混合物型的LDA的地貌形态的影响，并将计算结果与卫星测高数据得到的实际LDA的地形剖面形态进行对比，从而反演得到对火星LDA内部含冰量大小的估算。最后，利用NASA和欧洲宇航局火星探测器获得的最新共享图像资料，进一步用陨石坑密度法得到LDA的表面年龄，在地貌研究和数值模拟相结合的基础上，研究火星LDA在冰蚀作用下的形态演变过程。通过本项目的研究，可以比较准确地得到火星全球LDA含冰量和LDA的整体演化历史，同时为反演火星晚Amazonian纪以来的气候变化情况提供有力约束。

本项目通过对美国宇航局及欧空局已有火星探测项目数据的分析，结合数值模拟手段，研究火星舌状岩屑堆积层（lobate debris aprons, 简称LDAs）的分布、内部含冰量及其演化过程。项目围绕火星南、北半球中高纬度带的大型含冰山前堆积构造，展开以下几个方面的具体研究：（1）LDA的全球分布和形态特征；(2) 建立合理的有限元数值模型模拟水冰含量对LDA的剖面形态的影响，在此基础上分析不同LDA剖面形态与其内部的冰含量的关系；(3)LDA表面年龄特征，结合数值模型分析其演化规律及与火星亚马逊纪气候演化的关系。该项目对火星的研究，符合我国空间科学发展的总体规划，将对未来中国的火星探测项目科学目标的确定提供可靠依据。