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（原標題：中國“祝融號”有新發(fā)現(xiàn)！火星中低緯度地區(qū)曾存在古代海洋）

研究人員從中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院獲悉，該院方廣有研究員領(lǐng)導的月球與火星探測雷達研究團隊發(fā)現(xiàn)，位于火星北半球烏托邦平原南部祝融號著陸區(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)特征與地球沿海沉積物高度相似，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)。該成果于2025年2月25日在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上發(fā)布。

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)律而被科學家認為是人類星際移民的理想目標。過去幾十年，人類對火星的探測取得了許多里程碑式的成就，但這些發(fā)現(xiàn)大多集中在極端寒冷的高緯度或極地區(qū)域，而關(guān)于火星北部低地是否存在廣袤海洋的爭論至今未有定論，這使得獲取火星古代海洋的直接證據(jù)顯得尤為重要。

△火星36億年前的預測圖形。藍色區(qū)域顯示了已消失的Deuteronilus早期海洋和海岸線。橙色星標表示中國祝融號火星車著陸點，黃色星標是NASA毅力號火星車著陸點（圖片來源: Robert Citron）

中國首輛火星車祝融號于2021年5月15日在火星烏托邦平原南部著陸，搭載有中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院研制的火星次表層探測雷達，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的可能存在的古代海洋海岸線北側(cè)約280公里處，海拔比該海岸線低約500米。

△火星烏托邦平原地圖、祝融號著陸點和四條可能的古代海洋邊界線

研究團隊通過分析祝融號雷達低頻通道的實測數(shù)據(jù)，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。這些反射體的空間分布均勻且廣泛，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)與地球沿岸沉積物的雷達成像結(jié)果高度一致，其一致性和物理特性排除了風成沙堆、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，并形成了前積層，這種結(jié)構(gòu)只有在長期穩(wěn)定的大型水體環(huán)境中才能形成，而非僅僅是局部和短暫的融水現(xiàn)象。

該研究不僅提供了火星北部平原曾存在古代海洋的關(guān)鍵地下證據(jù)，還揭示了火星曾經(jīng)經(jīng)歷過分溫暖濕潤的氣候時期，這意味著火星曾長期維持適宜液態(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)特性與地球上由細砂和中砂顆粒的介電常數(shù)一致，這也進一步證實了其海洋沉積物的性質(zhì)。

△火星上探測到的傾斜反射與地球沿岸沉積物的對比 (A) 澳大利亞Shark Bay濱海沉積物的探地雷達圖像；(B) 祝融號火星次表層穿透雷達低頻通道雷達剖面圖

△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)水退去，沉積作用停止。隨后長期的物理和化學風化改變了巖石和礦物的性質(zhì)，導致火星表面層的形成。因此，沉積物被當前的火星表面土壤覆蓋

此次發(fā)現(xiàn)具有最大的意義，不僅將火星液態(tài)水存在的證據(jù)從高緯度極地地區(qū)擴展到了更適合人類活動的中低緯度地區(qū)，也證實了火星曾經(jīng)適宜居住。這一發(fā)現(xiàn)表明，如果在火星中低緯度地區(qū)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殼之下。這將為未來火星基地提供水資源存儲的可能性，大大降低建設維護的費用。此外，這些古海洋沉積物記錄了火星氣候變化的歷史軌跡，通過研究這些沉積物，我們能夠更好地理解火星氣候從溫暖濕潤向寒冷干燥的轉(zhuǎn)變過程，這對人類如何改造火星環(huán)境、實現(xiàn)可持續(xù)的火星居住具有重要參考價值。

（總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉）