作者:陆成宽 来源:科技日报 发布时间:2023/5/4 21:51:17
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“祝融号”发现火星低纬度地区存在液态水

 

“祝融号”火星车着陆区存在液态水吗?答案是肯定的。国际学术期刊《科学进展》近日发表了一项火星存在液态水的研究成果。基于“祝融号”火星车观测数据,我国科研人员首次发现“祝融号”着陆区的沙丘表面存在结壳、龟裂、团粒化、多边形脊、带状水痕等特征,光谱数据分析发现,沙丘表面富含含水硫酸盐、蛋白石、含水铁氧化物等含水矿物。

“更重要的是,我们进一步研究认为,沙丘表面的含水特征,并不是地下水和二氧化碳导致的,而是因为降霜或降雪。”5月4日,论文通讯作者、中科院地质与地球物理研究所研究员秦小光告诉科技日报记者。

火星上是否存在液态水,一直是大众关注的焦点,对星际移民、理解近代火星气候演化具有重要意义。如果存在液态水,就说明火星可能有适宜生存的环境,乃至存在生命。

过去的研究已证明,早期火星曾存在大量液态水。后来,由于大气层消失,火星气候环境发生了重大转变,极低的气压和水汽含量导致今天火星上液态水难以稳定存在,只能以固态或气态的形式存在。

然而,美国“凤凰”号火星探测器机械臂上观测到的液滴证明,当前火星高纬度地区夏季可以出现含盐液态水;同时,数值模拟也显示,适合液态水存在的气候条件可以短暂出现在当今火星的某些地方。“但是,气温最高的火星低纬度地区是否存在液态水,至今仍然缺少直接的观测证据。”秦小光说。

2021年,我国天问一号火星任务搭载的“祝融号”火星车成功着陆于乌托邦平原南部边缘,该地区位于火星低纬度地区。截至2022年5月休眠,“祝融号”火星车工作了350多个火星日,行程约2000米,获得了大量宝贵的科学探测数据。“这为研究上述问题提供了极好的条件。”秦小光强调。

利用“祝融号”搭载的导航地形相机、多光谱相机和火星表面成分探测仪,研究人员对该地区沙丘表面的微观形貌特征和物质成分特征开展了深入研究;同时,结合“祝融号”火星气象仪的实测数据和其他火星探测器的地表观测气象数据,研究人员确定,该地区含盐沙丘表面的含水特征,与降温时发生的降霜或降雪有关。

“含盐沙粒能够促使霜雪在低温下融化形成含盐液态水,盐水干燥后,硫酸盐、蛋白石和铁氧化物等含水矿物会胶结沙粒,形成风沙团粒乃至结壳,结壳进一步干燥会形成龟裂。”秦小光解释,后期的再次降霜降雪,在结壳上又会进一步形成多边形脊和带状水痕等液态水活动痕迹。

在晚亚马逊纪40万年至140万年以来的多次火星地轴大倾角时期,火星水汽从极地冰盖向赤道方向的扩散传输,导致火星低纬度地区多次出现湿润的环境。由此,研究人员提出,火星地轴大倾角时,低纬度地区的低温有助于降霜降雪,进而导致含盐沙丘表面结壳和团粒化,造成沙丘固化并留下液态水的活动痕迹。

秦小光表示,这项研究填补了在火星低纬度地区存在液态水地面观测证据的空白,揭示了在表面温度相对温暖、适宜的低纬度地区,现代火星仍然可以出现潮湿的环境。这一发现对理解火星气候演化历史、寻找宜居环境具有非常重要的意义,也为未来寻找生命提供了关键线索。

 
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