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(原標(biāo)題:中國(guó)“祝融號(hào)”有新發(fā)現(xiàn)!火星中低緯度地區(qū)曾存在古代海洋)
中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院消息:該研究院方廣有研究員領(lǐng)導(dǎo)的月球與火星探測(cè)雷達(dá)研究團(tuán)隊(duì)近日發(fā)現(xiàn),位于火星北半球?yàn)跬邪钇皆喜孔H谔?hào)著陸區(qū)的地下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,為火星中低緯度地區(qū)曾存在古代海洋提供了迄今為止最直接的地下證據(jù)。相關(guān)成果已發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(PNAS)上,具體發(fā)表日期為2025年2月25日。
火星因其與地球相似的地質(zhì)特征、季節(jié)性變化和晝夜節(jié)律而被科學(xué)家視為人類星際移民的理想目標(biāo)。過(guò)去幾十年,人類對(duì)火星的探測(cè)取得了諸多里程碑式的成就,但這些發(fā)現(xiàn)大多集中在環(huán)境極端寒冷的火星高緯度或極地區(qū)域,并且關(guān)于火星北部低地是否曾存在浩瀚海洋的爭(zhēng)論始終未有定論。因此,獲取火星古海洋的直接證據(jù)變得尤為關(guān)鍵。
△火星36億年前的假想圖。藍(lán)色區(qū)域顯示了現(xiàn)已消失的Deuteronilus古海洋和海岸線。橙色星標(biāo)表示中國(guó)祝融號(hào)火星車的著陸點(diǎn),黃色星標(biāo)是NASA毅力號(hào)火星車的著陸點(diǎn)(圖片來(lái)源: Robert Citron)
中國(guó)首輛火星車祝融號(hào)于2021年5月15日在火星成功著陸,其搭載的中國(guó)科學(xué)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(cè)地下結(jié)構(gòu)和潛在的水冰。祝融號(hào)探測(cè)路線位于前人推測(cè)可能存在的古海洋海岸線以北約280千米處,其海拔比該海岸線低約500米。
△烏托邦平原地圖、祝融號(hào)火星車著陸點(diǎn)和四條可能的古海岸線
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)祝融號(hào)雷達(dá)低頻通道實(shí)測(cè)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(shí)別出76個(gè)地下傾斜反射體。這些反射體的分布范圍超過(guò)1.3千米,且在相同位置的不同深度均可觀察到多個(gè)平行分布的層狀結(jié)構(gòu)。這些特征與地球沿海沉積物的雷達(dá)成像結(jié)果高度一致,排除了風(fēng)成沙堆、熔巖管道或河流沖積等其他成因的可能性。這些沉積物的廣泛存在表明,風(fēng)浪驅(qū)動(dòng)的沿岸輸送為海岸線提供了穩(wěn)定的泥沙凈流入,并形成了前積層,這種現(xiàn)象只能在持久穩(wěn)定的大型水體環(huán)境中發(fā)生,而非僅限于局部和短暫的融水現(xiàn)象。
該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),還揭示了火星歷史上可能存在過(guò)長(zhǎng)期溫暖濕潤(rùn)的氣候時(shí)期。這意味著火星曾經(jīng)歷過(guò)適宜液態(tài)水存在的溫度和氣壓環(huán)境。此外,研究發(fā)現(xiàn)的海岸線沉積物電介質(zhì)特性與地球上由細(xì)砂和中砂顆粒所具有的介電常數(shù)一致,進(jìn)一步證實(shí)了其海洋沉積物的性質(zhì)。
△火星上探測(cè)到的傾斜反射與地球海洋沉積物的對(duì)比 (A) 澳大利亞Shark Bay濱海沉積物的探地雷達(dá)圖像;(B) 祝融號(hào)火星次表層穿透雷達(dá)低頻通道雷達(dá)剖面圖
△祝融號(hào)著陸點(diǎn)傾斜沉積結(jié)構(gòu)形成過(guò)程的示意圖(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(zhǎng)期物理和化學(xué)風(fēng)化改變了巖石和礦物的性質(zhì),最終形成了當(dāng)前的火星表面土壤。因此,沉積物被當(dāng)前的火星表面土壤所覆蓋。
(總臺(tái)央視記者 帥俊全 褚爾嘉)
1. 此次發(fā)現(xiàn)具有重大意義,不僅在火星上找到了液態(tài)水的證據(jù),而且將研究范圍從高寒地區(qū)擴(kuò)展到了適合人類生活的中低緯度地區(qū),從而證實(shí)了火星曾經(jīng)適宜人類居住。如果這一區(qū)域曾有海洋存在,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下,為未來(lái)的火星基地提供水資源存儲(chǔ)的可能性,同時(shí)也將降低建設(shè)及維護(hù)成本。此外,這些古海洋沉積物保存了火星氣候變化的歷史信息,研究它們有助于我們理解火星從溫暖濕潤(rùn)向寒冷干燥環(huán)境的轉(zhuǎn)變過(guò)程,從而為改造火星環(huán)境、實(shí)現(xiàn)人類在火星的長(zhǎng)期可持續(xù)居住提供科學(xué)依據(jù)。
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