祝融號發現火星近期水活動的“蛛絲馬跡”

我國科學家發現火星水活動跡象。

5月11日，《科學·進展》發表一項關於火星水活動的重要研究成果。基於祝融號火星車獲取的短波紅外光譜和導航地形相機數據，我國科研人員在火星表面發現了一種形貌上類似沉積岩的板狀亮色岩石，進一步分析發現，這些板狀亮色岩石富含含水硫酸鹽等礦物。

這標誌着祝融號國際首次利用巡視器上的短波紅外光譜儀在火星原位探測到含水礦物。

“祝融號在地質年代較為年輕的着陸區發現水活動的跡象表明，亞馬遜紀時期的火星水圈可能比以往認為的更加活躍。這一發現對理解火星的氣候環境演化歷史具有重要意義。”論文第一作者兼通訊作者、中科院國家空間科學中心研究員劉洋説。

我國首次火星探測任務天問一號搭載的祝融號火星車於2021年5月15日成功着陸於烏托邦平原南部區域。截至目前，祝融號火星車已經在火星北部低地的烏托邦平原區域行駛1年，累計行駛近2000米，獲得了大量寶貴的科學探測數據。

已有的撞擊坑定年工作顯示，祝融號火星車着陸區位於經過了後期重塑事件的亞馬遜紀地層。亞馬遜紀時，火星的氣候已經從暖濕變為以寒冷乾旱為主。軌道遙感數據分析顯示，着陸點周圍分佈的多種地貌特徵指示烏托邦平原曾經可能存在大量的揮發分。

然而，“受限於空間分辨率和覆蓋率，軌道遙感數據並沒有在着陸區附近發現含水礦物，這為此類地貌的形成機制和該地區水活動的性質帶來了諸多疑問。”劉洋表示。

研究團隊認為，祝融號發現的板狀亮色岩石是一層着陸區本地發育的硬殼。相比美國海盜一號火星着陸器原位觀察到的破碎岩石，祝融號着陸區的硬殼似乎更耐侵蝕，同時該硬殼層相對較厚。

“形成如此厚的硬殼層，需要大量的液態水，僅靠大氣中的水蒸氣是形成不了的。”劉洋解釋説。

同時，研究發現，着陸區不存在明顯的地表徑流或河道痕跡，而且巡視路線周圍並未發現由水體蒸發形成的蓬鬆的地表和鹽霜殘留物，從而排除了着陸區表面有大規模水體活動的可能。

對此，研究團隊提出了一種新的形成機制。該機制認為，火星沉積期前的土壤風化層在富含鹽類的地下水上升或滲透期間經歷了膠結和巖化作用，形成了觀察到的板狀岩石。鹽類膠結物在毛細孔隙或靠近潛水面的地下水中沉澱，併發生活躍的蒸發和聚集。地下水位的間歇性波動可能會使硬殼進一步增厚，並形成層狀結構。隨後，覆蓋在硬殼上的表土受到侵蝕作用流失，從而使得抗侵蝕的硬殼層暴露了出來。

劉洋表示，祝融號火星車的發現表明，火星在亞馬遜紀時期的水活動可能比以前認為的更加活躍。祝融號着陸區以及火星北部平原的廣泛區域可能含有大量以含水礦物形式存在的可利用水。