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“祝融號(hào)”再立功中國地質(zhì)大學(xué)科學(xué)家研究證明火星北部曾存在海洋

2023-05-18 13:53:51 來源：鳳凰網(wǎng)

IT之家 5 月 18 日消息，目前的火星寒冷干燥，缺乏流水與生命痕跡，但數(shù)十億年前的火星環(huán)境或許大不相同。

(資料圖)

此前有研究證明，早期火星曾存在大量液態(tài)水，并通過地貌分析和數(shù)值模擬提出過古海洋假說，認(rèn)為古海洋區(qū)域形成了個(gè)特殊的海洋沉積地質(zhì)單元，被稱為北方荒原組（VBF），但是缺少原位探測(cè)數(shù)據(jù)的支持。因此這個(gè)問題一直是學(xué)界爭議的焦點(diǎn)。

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(dǎo)的國際研究團(tuán)隊(duì)，通過綜合分析“祝融號(hào)”火星車搭載的多光譜相機(jī)（MSCam）獲取的科學(xué)數(shù)據(jù)，首次在火星表面發(fā)現(xiàn)海洋沉積巖的巖石學(xué)證據(jù)，證明了火星北部曾經(jīng)存在過海洋。

相關(guān)研究成果以《烏托邦平原海洋沉積巖的證據(jù)：祝融號(hào)火星車的觀測(cè)》為題發(fā)表在綜合性權(quán)威期刊《國家科學(xué)論評(píng)》。

2021 年，我國天問一號(hào)火星任務(wù)搭載的“祝融號(hào)”火星車成功著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附近的北方荒原組，為查證是否存在古海洋沉積提供了機(jī)會(huì)。

自著陸以來，“祝融號(hào)”一直在向南駛向潛在的海岸線區(qū)域，并對(duì)沿途出露的北方荒原組地層展開觀測(cè)。“祝融號(hào)”行駛了約 1921 米，使用不同的成像和分析系統(tǒng)對(duì)露頭和地表巖石進(jìn)行詳細(xì)的就位觀測(cè)，其中導(dǎo)航和地形相機(jī)（MSCam）已經(jīng)獲得了 106 組全景圖像，詳細(xì)記錄了“祝融號(hào)”行進(jìn)路線附近許多巖石的表面形態(tài)與構(gòu)造特征。

“祝融號(hào)”行駛路線圖和巡視區(qū)地形

“我們查看火星車車載相機(jī)傳回的照片，發(fā)現(xiàn)這些裸露的巖石發(fā)育層理構(gòu)造，明顯不同于火星表面常見的火山巖，也不同于風(fēng)沙沉積形成的層理構(gòu)造，這些層理知識(shí)指示的雙向水流特點(diǎn)，與地球?yàn)I — 淺海環(huán)境中的低能潮汐流一致”，肖龍介紹。

基于 MSCam 獲取的巖石影像，肖龍教授研究團(tuán)隊(duì)詳細(xì)分析了“祝融號(hào)”火星車巡視區(qū)內(nèi)石塊的表面構(gòu)造。由于所觀測(cè)的巖石都位于祝融巡視區(qū)內(nèi)，研究團(tuán)隊(duì)將其代表的地質(zhì)單元命名為：祝融段。研究團(tuán)隊(duì)在研究中發(fā)現(xiàn)段內(nèi)的巖石通常保留有局部呈透鏡狀的交錯(cuò)層理組構(gòu)，以多種小型交錯(cuò)層理為主，伴隨少量透鏡狀壓扁層理和小型水道結(jié)構(gòu)的沉積構(gòu)造。其中，組成交錯(cuò)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(qiáng)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，但在地球的濱 — 淺海環(huán)境中很常見。相比于地球而言，火星只有兩顆小衛(wèi)星，使得其表面具有低能量的潮汐系統(tǒng)，在這種潮汐環(huán)境中只能形成小規(guī)模的層理構(gòu)造。此外，研究中識(shí)別的底形和沉積構(gòu)造具有支持其為流水沉積而不是風(fēng)成沉積的證據(jù)。

“祝融號(hào)”觀測(cè)的巖石和沉積層理素描圖，巖石編號(hào) Sol50-08

本研究中對(duì)祝融段巖石的觀測(cè)結(jié)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(cè)證據(jù)。“祝融號(hào)”著陸點(diǎn)的位置表明，觀察到的沉積構(gòu)造可能形成于北部平原古海洋的海退過程中。

西方紀(jì)亞尼羅海洋演化模式圖

該研究在北方荒原組中發(fā)現(xiàn)的這些沉積構(gòu)造為重塑火星的歷史提供了新的啟示。“未來‘祝融號(hào)’對(duì)該區(qū)域的深入探測(cè)和采樣返回，將加深我們對(duì)火星宜居性和生命痕跡保存的認(rèn)識(shí)”，肖龍說。

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