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（原標(biāo)題：中國“祝融號”又有新發(fā)現(xiàn)！火星中低緯度曾有古代海洋）

1月18日，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院發(fā)布消息，該院方廣有研究員領(lǐng)導(dǎo)的月球與火星探測雷達(dá)研究團隊在火星北半球烏托邦平原南部祝融號著陸區(qū)，發(fā)現(xiàn)地下10至35米深處存在多層傾斜沉積結(jié)構(gòu)。這些地質(zhì)特征與地球海岸沉積物高度相似，為火星中低緯度曾存在古代海洋提供了迄今為止最直接的地下證據(jù)。該研究成果已在《美國國家科學(xué)院院刊》發(fā)表。

火星因其地質(zhì)特征與地球相似、存在季節(jié)性氣候變化和晝夜節(jié)律，被科學(xué)家視為人類星際移民的理想目標(biāo)。過去幾十年間，人類對火星的探測取得了諸多具有里程碑意義的成果，但這些發(fā)現(xiàn)大多集中在環(huán)境極端寒冷的高緯度或極地區(qū)域。圍繞火星北部低地是否曾存在浩瀚古代海洋的科學(xué)辯論至今未有定論，這使得獲取火星古代海洋直接證據(jù)的重要性日益凸顯。

在36億年前繪制的火星古地圖中，藍(lán)色區(qū)域顯示了已消失的Deuteronilus古海洋和海岸線。橙色星標(biāo)表示中國祝融號火星車的著陸點，黃色星標(biāo)是NASA毅力號火星車的著陸點（圖片來源：Robert Citron）

中國首輛火星車祝融號于2021年5月15日在烏托邦平原南部成功著陸，搭載有中科院空天信息創(chuàng)新研究院研制的火星次表層穿透雷達(dá)，用于探測地下結(jié)構(gòu)和可能存在的水冰。祝融號行駛的路線位于前人提出可能存在的古海洋海岸線以北約280千米處，比該海岸線低約500米。

烏托邦平原地圖及祝融號火星車著陸點，以及四條可能的古海岸線示意圖

研究團隊通過對祝融號雷達(dá)低頻通道實測數(shù)據(jù)的分析，在火星車沿途地表以下10至35米深度范圍內(nèi)，識別出76個地下傾斜反射體。這些反射體分布空間廣泛且均勻，覆蓋范圍超過1.3千米，所有反射體均呈現(xiàn)向北方低地方向傾斜的特征，傾角介于6°至20°之間、平均傾角為14.5°，且在相同位置的不同深度可觀測到多個平行分布的反射體。這些層理結(jié)構(gòu)與地球沿海沉積物的雷達(dá)成像結(jié)果高度一致，其一致性和物理特性排除了風(fēng)成沙堆、熔巖管道或河流沖積等其他成因。這些沉積物的大規(guī)模存在表明，風(fēng)浪驅(qū)動的沿岸輸送為海岸線提供了穩(wěn)定的泥沙凈流入，并形成了海岸線前積層，這種結(jié)構(gòu)只能在具備持久穩(wěn)定大型水體環(huán)境時形成，而不僅僅是局部和短暫的融水現(xiàn)象。

該項研究不僅為火星北部平原曾存在古代海洋提供了關(guān)鍵的地下證據(jù)，還揭示了火星曾經(jīng)歷過長期溫暖濕潤的氣候時期，這意味著火星曾維持適宜液態(tài)水存在的溫度和氣壓條件。此外，研究發(fā)現(xiàn)的海岸線沉積物電介質(zhì)特性與地球上細(xì)砂和中砂顆粒的介電常數(shù)一致，進一步證實了其海洋沉積物的性質(zhì)。

在火星上探測到的傾斜反射與地球海洋沉積物的對比圖（A）澳大利亞Shark Bay濱海沉積物的探地雷達(dá)圖像；（B）祝融號火星次表層穿透雷達(dá)低頻通道雷達(dá)剖面圖

祝融號著陸點傾斜沉積結(jié)構(gòu)形成過程示意圖（A）潮汐沉積作用下的分層結(jié)構(gòu)；（B）隨著古代海岸線后退，液態(tài)水消失，沉積作用停止。隨后長期物理和化學(xué)風(fēng)化改變了巖石和礦物的性質(zhì)，導(dǎo)致火星表面層的形成。因此，沉積物被當(dāng)前的火星表面土壤覆蓋

這次發(fā)現(xiàn)的意義重大，在于不僅將火星液態(tài)水的證據(jù)從寒冷的極地地區(qū)擴展到了更適合人類居住的中低緯度地區(qū)，也證實了火星曾經(jīng)是一個適宜人類居住的星球。如果這一區(qū)域曾經(jīng)存在過海洋，隨著氣候的變化，大量水分可能以地下冰的形式被封存在地底，為未來火星基地提供水資源利用的可能性，同時也將大大降低火星基地的建設(shè)和維護成本。此外，這些古海洋沉積物還保存了火星氣候變化的歷史記錄，研究這些沉積物將有助于我們理解火星如何從溫暖濕潤的環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)楹涓稍锏沫h(huán)境，從而指導(dǎo)人類如何改造火星環(huán)境，實現(xiàn)火星的長期可持續(xù)居住。

（總臺央視記者 帥俊全、褚爾嘉）