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（原標(biāo)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團(tuán)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)。這項研究成果已發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）上。

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)律而被視為人類星際移民的理想目標(biāo)。過去幾十年里，人類對火星的探測取得了諸多里程碑式的成果，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。關(guān)于火星北部低地是否曾存在浩瀚海洋的科學(xué)辯論至今仍未解決，因此獲取火星古海洋的直接證據(jù)顯得尤為重要。

△36億年前火星的假想圖。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（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著陸，搭載了用于探測地下結(jié)構(gòu)和可能存在的水冰的火星次表層穿透雷達(dá)。研究路線位于前人推測的可能存在的古海洋海岸線以北約280公里處，海拔比該海岸線低約500米。

△烏托邦平原地圖、祝融號著陸點及四條可能的古海岸線

研究團(tuán)隊通過分析祝融號雷達(dá)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)發(fā)現(xiàn)了76個傾斜反射體。這些反射體在空間上分布廣泛且均勻，覆蓋范圍超過1.3千米，均呈向北方低地方向傾斜的特征，傾角在6°至20°之間，平均傾角為14.5°。在同一位置的不同深度上，可以觀察到多個平行分布的反射體。這些層狀結(jié)構(gòu)與地球沿海沉積物的雷達(dá)成像結(jié)果非常相似，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。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，并形成了前積層。這種結(jié)構(gòu)只能在持久穩(wěn)定的大型水體環(huán)境中形成，而不僅僅是局部和短暫的融水現(xiàn)象。

除了提供火星北部平原曾存在古代海洋的關(guān)鍵地下證據(jù)外，這項研究還揭示了火星曾經(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，發(fā)現(xiàn)的海岸線沉積物的電介質(zhì)特性與地球上由細(xì)砂和中砂顆粒組成的沉積物一致，進(jìn)一步證實了其海洋沉積物的性質(zhì)。

△火星上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(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，長期的物理和化學(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)的重要意義在于，不僅在火星極為寒冷且人跡罕至的地區(qū)發(fā)現(xiàn)了液態(tài)水的證據(jù)，更在更適宜人類活動的中低緯度地區(qū)找到了這些證據(jù)，證實了火星曾經(jīng)適宜居住的結(jié)論。如果這一區(qū)域曾經(jīng)存在海洋，隨著氣候變遷，大量淡水可能以地下冰的形式被封存，為未來火星基地的水資源利用提供了潛力，同時也將大大降低火星基地的建設(shè)和維護(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，研究這些沉積物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涓稍锏臍夂颍瑥亩鵀槿祟惛脑旎鹦黔h(huán)境、實現(xiàn)火星長期可持續(xù)居住提供科學(xué)依據(jù)。

（總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉）