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（原標題：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。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，藍色區(qū)域顯示了已消失的Deuteronilus古海洋和海岸線。橙色星標表示中國祝融號火星車的著陸點，黃色星標是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，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

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）