近日,中国科学院空天信息创新研究院的一项重大发现引起了科学界的广泛关注。该研究院的方广有研究员及其领导的月球与火星探测雷达研究团队,在火星北半球乌托邦平原南部的祝融号着陆区,揭示了地下深处隐藏的秘密。
通过祝融号火星车搭载的次表层穿透雷达,研究团队在地下10至35米范围内发现了多层倾斜沉积结构。这些结构与地球海岸沉积物惊人地相似,为火星中低纬度地区曾经存在古代海洋提供了直接证据。这一研究成果已在《美国国家科学院院刊》上发表。
火星,这颗红色星球,因其与地球相似的地质特征和季节性变化,一直被视为人类星际探索的重要目标。然而,过去对火星的探测大多集中在环境极端的高纬度或极地区域,关于火星北部低地是否曾拥有浩瀚海洋的争议一直存在。此次发现,无疑为这一争议提供了新的视角。
祝融号火星车于2021年成功着陆乌托邦平原南部,其路线位于前人推测的古海洋海岸线以北约280千米处。研究团队利用祝融号收集的数据,识别出了76个地下倾斜反射体,这些反射体广泛分布,覆盖范围超过1.3千米。它们均向北方低地方向倾斜,倾角在6°至20°之间,且在相同位置的不同深度可观测到多个平行分布的反射体。
这些层理结构与地球沿海沉积物的雷达成像高度一致,排除了其他成因的可能性。沉积物的大规模存在表明,火星曾经历过风浪驱动的沿岸输送,形成了稳定的海岸线前积层。这种结构只有在持久稳定的大型水体环境中才能形成,进一步证实了火星曾存在古代海洋的推测。
此次发现不仅为火星北部平原的古代海洋提供了关键证据,还揭示了火星曾经历过的长期温暖湿润气候期。这意味着火星曾长期维持适宜液态水存在的温度和气压条件。研究发现的海岸线沉积物电介质特性与地球上细砂和中砂颗粒的介电常数一致,进一步证实了其海洋沉积物的性质。
研究团队还将火星上的倾斜反射与地球海洋沉积物进行了对比,结果进一步支持了火星曾存在古代海洋的结论。同时,他们还绘制了祝融号着陆点倾斜沉积结构形成过程的示意图,展示了潮汐沉积作用下形成的分层结构,以及随着古代海岸线后退,液态水消失后沉积作用停止的过程。
此次发现的最大意义在于,它将火星液态水的证据从极地地区扩展到了更适合人类活动的中低纬度地区。这不仅证实了火星曾经是宜居的,还为未来火星基地的水资源利用提供了可能。这些古海洋沉积物还保存了火星气候变化的历史记录,对于理解火星如何从温暖湿润转变为寒冷干燥,以及指导人类如何改造火星环境、实现长期可持续居住具有重要意义。