世界時(shí)訊：火星北部曾存在海洋！“祝融號”新發(fā)現+1

近日，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）地球科學(xué)學(xué)院肖龍教授領(lǐng)導的國際研究團隊，通過(guò)綜合分析“祝融號”火星車(chē)搭載的多光譜相機（MSCam）獲取的科學(xué)數據，首次在火星表面發(fā)現海洋沉積巖的巖石學(xué)證據，證明了火星北部曾經(jīng)存在過(guò)海洋。相關(guān)研究成果以《烏托邦平原海洋沉積巖的證據：祝融號火星車(chē)的觀(guān)測》為題發(fā)表在綜合性權威期刊《國家科學(xué)論評》。

目前的火星寒冷干燥，缺乏流水與生命痕跡，但數十億年前的火星環(huán)境或許大不相同。過(guò)去的研究已證明，早期火星曾存在大量液態(tài)水，并通過(guò)地貌分析和數值模擬提出過(guò)古海洋假說(shuō)，認為古海洋區域形成了個(gè)特殊的海洋沉積地質(zhì)單元，被稱(chēng)為北方荒原組（VBF），但是缺少原位探測數據的支持。因此，火星北部平原是否存在過(guò)海洋一直是爭議的焦點(diǎn)。

(資料圖片僅供參考)

2021年，我國天問(wèn)一號火星任務(wù)搭載的“祝融號”火星車(chē)成功著(zhù)陸于火星北部平原東部的烏托邦平原南部邊緣，位于前人所提出的古海岸線(xiàn)附近的北方荒原組，為查證是否存在古海洋沉積提供了機會(huì )。

自著(zhù)陸以來(lái)，“祝融號”一直在向南駛向潛在的海岸線(xiàn)區域，并對沿途出露的北方荒原組地層展開(kāi)觀(guān)測?！白Ｈ谔枴毙旭偭思s1921米（圖1），使用不同的成像和分析系統對露頭和地表巖石進(jìn)行詳細的就位觀(guān)測，其中導航和地形相機已經(jīng)獲得了106組全景圖像，詳細記錄了“祝融號”行進(jìn)路線(xiàn)附近許多巖石的表面形態(tài)與構造特征。

肖龍介紹，“我們查看火星車(chē)車(chē)載相機傳回的照片，發(fā)現這些裸露的巖石發(fā)育層理構造，顯著(zhù)不同于火星表面常見(jiàn)的火山巖，也不同于風(fēng)沙沉積形成的層理構造，這些層理知識指示的雙向水流特點(diǎn)，與地球濱—淺海環(huán)境中的低能潮汐流一致?！?/p>

基于MSCam獲取的巖石影像，肖龍教授研究團隊詳細分析了“祝融號”火星車(chē)巡視區內石塊的表面構造。由于所觀(guān)測的巖石都位于祝融巡視區內，研究團隊將其代表的地質(zhì)單元命名為：祝融段。研究團隊在研究中發(fā)現段內的巖石通常保留有局部呈透鏡狀的交錯層理組構，以多種小型交錯層理為主，伴隨少量透鏡狀壓扁層理和小型水道結構的沉積構造（圖2）。

其中，組成交錯層理的層系在兩個(gè)相反的方向疊覆傾斜，指示雙向古水流環(huán)境。此外，由于層系的厚度和粒度在不同方向上具有較大的差異，表明古水流在兩個(gè)方向上存在強度差異。這種雙向水流模式通常由具有周期性流向變化的流體作用所形成，在風(fēng)成環(huán)境及河流環(huán)境中并不常見(jiàn)，但在地球的濱—淺海環(huán)境中很常見(jiàn)。相比于地球而言，火星只有兩顆小衛星，使得其表面具有低能量的潮汐系統，在這種潮汐環(huán)境中只能形成小規模的層理構造。此外，研究中識別的底形和沉積構造具有支持其為流水沉積而不是風(fēng)成沉積的證據。

本研究中對祝融段巖石的觀(guān)測結果是迄今為止首個(gè)支持火星北部平原古海洋存在的直接性原位探測證據?！白Ｈ谔枴敝?zhù)陸點(diǎn)的位置表明，觀(guān)察到的沉積構造可能形成于北部平原古海洋的海退過(guò)程中（圖3）。

該研究在北方荒原組中發(fā)現的這些沉積構造，為重塑火星的歷史提供了新的啟示?！拔磥?lái)‘祝融號’對該區域的深入探測和采樣返回，將加深我們對火星宜居性和生命痕跡保存的認識”，肖龍說(shuō)。

本研究工作的聯(lián)合攻關(guān)團隊來(lái)自國內外高校的13位合著(zhù)者，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）肖龍教授和黃俊教授為論文的共同第一作者，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）肖龍教授和蒂姆·科斯基教授為論文的共同通訊作者。本研究得到了中國國家航天局（CNSA）月球探測與航天工程中心領(lǐng)導的中國首次火星探測計劃的支持，科學(xué)數據由中國月球與深空探測工程地面應用系統制作，由中國國家航天局提供。該研究成果得到了國家自然科學(xué)基金、民用航空航天技術(shù)預研項目、科技部專(zhuān)項基金和國際地質(zhì)科學(xué)聯(lián)合會(huì )巖石圈項目等的聯(lián)合支持。

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