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祝融号发现火星近期水活动的“蛛丝马迹”

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来源:科技日报

祝融号发现火星近期水活动的“蛛丝马迹”

◎本报记者 陆成宽

我国科学家发现火星水活动迹象。

5月11日,《科学·进展》发表一项关于火星水活动的重要研究成果。基于祝融号火星车获取的短波红外光谱和导航地形相机数据,我国科研人员在火星表面发现了一种形貌上类似沉积岩的板状亮色岩石,进一步分析发现,这些板状亮色岩石富含含水硫酸盐等矿物。

这标志着祝融号国际首次利用巡视器上的短波红外光谱仪在火星原位探测到含水矿物。

“祝融号在地质年代较为年轻的着陆区发现水活动的迹象表明,亚马逊纪时期的火星水圈可能比以往认为的更加活跃。这一发现对理解火星的气候环境演化历史具有重要意义。”论文第一作者兼通讯作者、中科院国家空间科学中心研究员刘洋说。

我国首次火星探测任务天问一号搭载的祝融号火星车于2021年5月15日成功着陆于乌托邦平原南部区域。截至目前,祝融号火星车已经在火星北部低地的乌托邦平原区域行驶1年,累计行驶近2000米,获得了大量宝贵的科学探测数据。

已有的撞击坑定年工作显示,祝融号火星车着陆区位于经过了后期重塑事件的亚马逊纪地层。亚马逊纪时,火星的气候已经从暖湿变为以寒冷干旱为主。轨道遥感数据分析显示,着陆点周围分布的多种地貌特征指示乌托邦平原曾经可能存在大量的挥发分。

然而,“受限于空间分辨率和覆盖率,轨道遥感数据并没有在着陆区附近发现含水矿物,这为此类地貌的形成机制和该地区水活动的性质带来了诸多疑问。”刘洋表示。

研究团队认为,祝融号发现的板状亮色岩石是一层着陆区本地发育的硬壳。相比美国海盗一号火星着陆器原位观察到的破碎岩石,祝融号着陆区的硬壳似乎更耐侵蚀,同时该硬壳层相对较厚。

“形成如此厚的硬壳层,需要大量的液态水,仅靠大气中的水蒸气是形成不了的。”刘洋解释说。

同时,研究发现,着陆区不存在明显的地表径流或河道痕迹,而且巡视路线周围并未发现由水体蒸发形成的蓬松的地表和盐霜残留物,从而排除了着陆区表面有大规模水体活动的可能。

对此,研究团队提出了一种新的形成机制。该机制认为,火星沉积期前的土壤风化层在富含盐类的地下水上升或渗透期间经历了胶结和岩化作用,形成了观察到的板状岩石。盐类胶结物在毛细孔隙或靠近潜水面的地下水中沉淀,并发生活跃的蒸发和聚集。地下水位的间歇性波动可能会使硬壳进一步增厚,并形成层状结构。随后,覆盖在硬壳上的表土受到侵蚀作用流失,从而使得抗侵蚀的硬壳层暴露了出来。

刘洋表示,祝融号火星车的发现表明,火星在亚马逊纪时期的水活动可能比以前认为的更加活跃。祝融号着陆区以及火星北部平原的广泛区域可能含有大量以含水矿物形式存在的可利用水。

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