IT之家 4 月 26 日消息，IT之家從中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）官網(wǎng)獲悉，該校肖龍教授研究團(tuán)隊(duì)有了新的科研突破，他們找到了火星近期水活動(dòng)的最新證據(jù)。

近日，該校肖龍教授團(tuán)隊(duì)研究成果《火星近期水活動(dòng)：來(lái)自祝融號(hào)著陸區(qū)烏托邦平原橫向風(fēng)成脊的證據(jù)》以封面文章形式發(fā)表在《地球物理研究通訊》。研究團(tuán)隊(duì)首次在火星橫向風(fēng)成脊表面識(shí)別出小型多邊形裂隙，研究發(fā)現(xiàn)裂隙分布區(qū)的表面可能存在石膏等含水硫酸鹽礦物，為了解火星表面水活動(dòng)，評(píng)估當(dāng)前火星的宜居性這一關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，提供了新線索。

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火星的水活動(dòng)特征一直是火星探測(cè)與研究所關(guān)注的焦點(diǎn)。一般認(rèn)為，自諾亞紀(jì)（約 37 億年以前）以來(lái)，火星的地表水活動(dòng)逐步減弱。進(jìn)入亞馬遜紀(jì)（約 30 億年前至今），氣候變得干旱寒冷，液態(tài)水難以在火星表面穩(wěn)定存在，而水則主要以冰的形式貯存于火星兩極及中高緯度地表以下的土壤和巖石中。

雖然有研究認(rèn)為火星沖溝和復(fù)現(xiàn)性斜坡紋可能指示了近期的液態(tài)水活動(dòng)，但它們的成因依然存在爭(zhēng)議。整體而言，與火星近期水活動(dòng)相關(guān)的地貌證據(jù)依然缺乏。

圖 1 “祝融號(hào)”著陸區(qū)橫向風(fēng)成脊的類型與分布

2021 年 5 月，我國(guó)“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器攜帶的“祝融號(hào)”火星車著陸于烏托邦平原南部，在其著陸及巡視范圍內(nèi)分布有大量的橫向風(fēng)成脊（TAR）（圖 1）。橫向風(fēng)成脊是火星表面一類特殊的風(fēng)成地貌，是研究火星大氣運(yùn)動(dòng)及氣候特征的重要載體。本研究利用高分辨率遙感數(shù)據(jù)，在火星車著陸區(qū) 2 km×2 km 范圍內(nèi)識(shí)別出 354 個(gè)橫向風(fēng)成脊，并根據(jù)形態(tài)特性劃分出三個(gè)類型（圖 1），提出了該區(qū)域橫向風(fēng)成脊的兩階段演化模型（圖 4a），指示著陸區(qū)當(dāng)?shù)氐氖⑿酗L(fēng)向曾經(jīng)發(fā)生過(guò)一次顯著的改變。

圖 2 “祝融號(hào)”火星車拍攝的橫向風(fēng)成脊表面的多邊形裂隙

圖 3 “祝融號(hào)”獲得的橫向風(fēng)成脊表面多邊形裂隙區(qū)域的原位光譜與實(shí)驗(yàn)室光譜的對(duì)比，可見(jiàn)橫向風(fēng)成脊表面可能存在石膏等含水硫酸鹽礦物

研究團(tuán)隊(duì)利用“祝融號(hào)”導(dǎo)航與地形相機(jī)數(shù)據(jù)，對(duì)火星車巡視路線上的橫向風(fēng)成脊表面形貌特征進(jìn)行了詳細(xì)刻畫(huà)，首次在火星橫向風(fēng)成脊表面識(shí)別出小型多邊形裂隙（圖 2）。同時(shí)，對(duì)原位光譜數(shù)據(jù)的解譯表明，這些裂隙分布區(qū)的表面可能存在石膏等含水硫酸鹽礦物（圖 3），顯示了水在這些多邊形裂隙的形成過(guò)程中起到的重要作用。

圖 4 “祝融號(hào)”著陸區(qū)橫向風(fēng)成脊的演化模式及表面多邊形裂隙可能的形成機(jī)制

基于上述分析結(jié)果，結(jié)合著陸區(qū)的地質(zhì)背景，研究認(rèn)為這些多邊形裂隙可能存在兩種成因（圖 4b）：地下水通過(guò)毛細(xì)作用被輸送至橫向風(fēng)成脊表面，在水分蒸發(fā)過(guò)程中表面收縮形成多邊形；地表與大氣中的水汽交換導(dǎo)致橫向風(fēng)成脊表面形成硬化的砂質(zhì)殼層，殼層破裂形成多邊形裂隙。在當(dāng)前的火星環(huán)境條件下，第二種成因機(jī)制最為可能。

同時(shí)，由于橫向風(fēng)成脊是火星表面較為年輕的地貌（可能小于 100 萬(wàn)年），且這些多邊形裂隙在橫向風(fēng)成脊演化的后期形成，因此它們可能指示了火星近期水活動(dòng)及地表 — 大氣水的交換過(guò)程，從而為研究火星在當(dāng)前寒冷干旱氣候條件下的水循環(huán)提供了線索。

該成果得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、民用航天預(yù)研項(xiàng)目等聯(lián)合支持。

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