祝融號(hào)發(fā)現(xiàn)火星近期水活動(dòng)跡象

　　中新網(wǎng)5月12日電 據(jù)中國(guó)科學(xué)院官網(wǎng)12日消息，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心空間天氣學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員劉洋團(tuán)隊(duì)利用我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)天問(wèn)一號(hào)祝融號(hào)火星車獲取的短波紅外光譜和導(dǎo)航與地形相機(jī)數(shù)據(jù)，在著陸區(qū)發(fā)現(xiàn)了巖化的板狀硬殼層，通過(guò)分析光譜數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，這些類似沉積巖的板狀硬殼層富含含水硫酸鹽等礦物。研究團(tuán)隊(duì)推斷，這些富含硫酸鹽的硬殼層可能由地下水涌溢或毛細(xì)作用蒸發(fā)結(jié)晶出的鹽類礦物膠結(jié)了火星土壤后經(jīng)巖化作用形成。該研究標(biāo)志著祝融號(hào)實(shí)現(xiàn)了國(guó)際上首次利用巡視器上的短波紅外光譜儀在火星原位探測(cè)到含水礦物。

　　祝融號(hào)火星車著陸區(qū)位于經(jīng)歷了重塑事件的年輕亞馬遜紀(jì)地層上，已有的研究認(rèn)為火星在亞馬遜紀(jì)時(shí)期氣候寒冷干燥，液態(tài)水活動(dòng)的范圍和程度十分有限。祝融號(hào)在地質(zhì)年代較為年輕的著陸區(qū)發(fā)現(xiàn)水活動(dòng)的跡象表明，亞馬遜紀(jì)時(shí)期的火星水圈可能比以往認(rèn)為的更加活躍。該發(fā)現(xiàn)對(duì)理解火星的氣候環(huán)境演化歷史具有重要意義，相關(guān)研究成果于5月11日發(fā)表在Science Advances上。

　　中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)天問(wèn)一號(hào)搭載的祝融號(hào)火星車于2021年5月15日著陸于烏托邦平原南部(北緯25.066°、東經(jīng)109.925°)區(qū)域，首次在火星上留下了中國(guó)印記。截至目前，祝融號(hào)火星車已經(jīng)在火星北部低地的烏托邦平原區(qū)域行駛1年，累計(jì)行駛近2千米，獲得了大量科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)。已有的撞擊坑定年工作顯示，著陸區(qū)位于經(jīng)歷了后期重塑事件的亞馬遜紀(jì)地層，是火星地質(zhì)年代幾個(gè)主要階段(前諾亞紀(jì)、諾亞紀(jì)、西方紀(jì)和亞馬遜紀(jì))的末期，氣候已從之前的暖濕變?yōu)橐院涓珊禐橹鳌＼壍肋b感數(shù)據(jù)分析顯示，著陸點(diǎn)周圍分布的多種地貌特征指示烏托邦平原可能曾經(jīng)存在大量揮發(fā)分，但受限于空間分辨率和覆蓋率，軌道遙感數(shù)據(jù)并沒有在著陸區(qū)附近發(fā)現(xiàn)含水礦物，這為此類地貌的形成機(jī)制和該地區(qū)水活動(dòng)的性質(zhì)帶來(lái)了諸多疑問(wèn)。

　　劉洋及其合作者通過(guò)對(duì)祝融號(hào)火星表面成分探測(cè)器(MarSCoDe)獲取的短波紅外光譜和導(dǎo)航與地形相機(jī)(NaTeCam)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)了一種形貌上類似沉積巖的巖石類型——板狀的亮色巖石，其通常部分被灰塵和土壤覆蓋，顯示出剝落的表面，表明受到熱應(yīng)力和風(fēng)成作用的物理風(fēng)化。研究人員利用短波紅外光譜在亮色板狀巖石中探測(cè)到之前軌道數(shù)據(jù)在該區(qū)域沒有識(shí)別到的含水礦物，這些光譜具有~1.9μm和~2.2μm吸收特征，推測(cè)其為含水硅或含水硫酸鹽。

　　研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，上述亮色巖石與海盜一號(hào)火星著陸器原位觀察到的破碎巖石在形貌上相似，是一層本地發(fā)育的硬殼(duricrust)。但海盜一號(hào)著陸區(qū)的硬殼層相對(duì)脆薄，可能是由大氣中的水汽長(zhǎng)期和火星表面土壤相互作用膠結(jié)形成。祝融號(hào)著陸點(diǎn)的硬殼可能更耐侵蝕，并在周圍松散的土壤中形成厚層，這需要大量的液態(tài)水，僅靠大氣中的水蒸氣無(wú)法形成。研究還發(fā)現(xiàn)，著陸區(qū)不存在地表徑流或河道留下的明顯痕跡，并且巡視路線周圍未發(fā)現(xiàn)由水體蒸發(fā)形成的蓬松松脆的表面和鹽霜?dú)埩粑铮瑥亩懦吮砻娲笠?guī)模水體活動(dòng)的可能。研究團(tuán)隊(duì)提出一種形成機(jī)制是，沉積期前的土壤風(fēng)化層在富含鹽類的地下水上升或滲透期間經(jīng)歷了膠結(jié)和巖化作用，形成了觀察到的板狀巖石。鹽類膠結(jié)物從毛細(xì)孔隙或靠近潛水面的地下水中沉淀，發(fā)生活躍的蒸發(fā)和聚集。地下水位的間歇性波動(dòng)可能使硬殼進(jìn)一步增厚，并形成層狀結(jié)構(gòu)。隨后，覆蓋在硬殼上的表土受到侵蝕作用流失，導(dǎo)致抗侵蝕的硬殼層暴露出來(lái)。

　　該發(fā)現(xiàn)表明，火星在亞馬遜紀(jì)時(shí)期的水活動(dòng)可能比以往認(rèn)知的更活躍。祝融號(hào)著陸區(qū)(以及火星北部平原的廣泛區(qū)域)可能含有大量以含水礦物形式存在的可利用水，可供未來(lái)載人火星探測(cè)的原位資源利用。