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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）

中國科學(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)的月球與火星探測雷達研究團隊近日發(fā)現(xiàn)，位于火星北半球烏托邦平原南部祝融號著陸區(qū)的地層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最直接的地下證據(jù)。該研究成果已發(fā)表在國際知名期刊《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）上，發(fā)表時間為北京時間2025年2月25日。

火星因其與地球類似的地質(zhì)特征、顯著的季節(jié)性變化和晝夜節(jié)律，被視為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諸多里程碑式成果，但這些發(fā)現(xiàn)主要集中在環(huán)境極端寒冷的火星高緯度或極地區(qū)域。圍繞火星北部低地是否曾存在浩瀚古代海洋的爭論至今未有定論，因此獲取火星古海洋直接證據(jù)顯得尤為重要。

△火星36億年前的假想圖。藍色區(qū)域顯示了已消失的古海洋與海岸線。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，搭載了中科院空天信息創(chuàng)新研究院研制的火星次表層穿透雷達，用于探測地下結(jié)構(gòu)和可能存在的水冰。祝融號行駛路線位于科學(xué)家推測的古海洋海岸線以北約280公里處，比該海岸線低約500米。

△烏托邦平原地圖、祝融號著陸點和四條可能的古海岸線

研究團隊通過對祝融號雷達低頻通道實測數(shù)據(jù)的分析，在火星車沿地表以下10至35米深度范圍內(nèi)識別出76個地下傾斜反射體。這些反射體分布廣泛且均勻，覆蓋范圍超過1.3千米，均向北方低地方向傾斜，傾角范圍在6度至20度之間，平均為14.5度，并在相同位置的不同深度可觀察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成像特征極為相似，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。大量存在表明，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，并形成了前積層，這種結(jié)構(gòu)僅能在持久穩(wěn)定的大型水體環(huán)境中形成，而非僅靠局部短暫的融水現(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)經(jīng)歷過的長期溫暖濕潤氣候，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)特性與地球上由細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)。

△火星上探測到的傾斜反射與地球海洋沉積物的對比 (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，沉積物被當前的火星表面土壤覆蓋。

本次發(fā)現(xiàn)的最大突破在于，將火星液態(tài)水的證據(jù)從高緯度的極地地區(qū)擴展到了中低緯度更適合人類活動的地區(qū)，從而證實了火星曾經(jīng)是宜居的星球。這一發(fā)現(xiàn)表明，如果該區(qū)域曾經(jīng)存在過海洋，那么隨著氣候的變化，大量水分可能以地下冰的形式被封存，為未來在火星基地進行水資源利用提供了可能性，也將大大降低火星基地的建設(shè)和維護成本。此外，這些古海洋沉積物不僅保留了火星氣候變化的歷史信息，研究這些沉積物還有助于我們理解火星從溫暖濕潤的過去轉(zhuǎn)變?yōu)楹涓稍锏默F(xiàn)在的過程，從而為人類如何改造火星環(huán)境、實現(xiàn)火星的長期可持續(xù)居住提供重要參考。

（總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉）