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月球莫霍面模型

全月球莫霍面深度反演模型
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月球莫霍面深度分布预览图
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模型概述

本模型采用 Uieda et al. (2017) 提出的球坐标下快速非线性重力反演方法,我们修改了软件中的相关参数,使其能够在月球的环境下稳定运行。

空间域反演最优参数与模型正演结果分析

空间域反演的最优参数和模型正演结果如图 1所示:

  • (a) 为正则化参数曲线。该图显示了一个单调递增的曲线,最小值出现在正则化参数为 1×10-10 的位置,得分为 4.54×101
  • (b) 为参考深度与密度对比的得分情况。反演得到的最优参数为:参考界面位于月球参考球面下方 40 km,壳幔密度对比 Δρ = 700 kg/m³
  • (c) 展示了最佳反演模型正演与观测的残差直方图。残差直方图显示均值为 -1.45,标准差为 3.67。残差均值接近 0 且标准差不大,表明反演结果可信。
  • (d) 图与 (e) 图分别展示了模型正演预测的布格重力异常与观测的布格重力异常。预测与观测的布格重力异常显示出高度一致的结果。

综上,基于空间域小单元球面棱柱体正演的月球莫霍面反演,其最佳反演参数应选择:

  • • 正则化参数 λ = 10-10
  • • 密度对比 Δρ = 700 kg/m³
  • • 参考深度 href = -40 km

根据模型正演结果,模型对观测重力场的拟合效果较好,模型整体可信。

图 3.6 空间域反演参数与正演结果

图 3.6 空间域反演最优参数与模型正演结果

参考文献

Uieda, L., & Barbosa, V. C. (2017). Fast nonlinear gravity inversion in spherical coordinates with application to the South American Moho. Geophysical Journal International, 208(1), 162-176.

Uieda, L., Barbosa, V. C., & Braitenberg, C. (2016). Tesseroids: Forward-modeling gravitational fields in spherical coordinates. Geophysics, 81(5), F41-F48.