中國科學院空天信息創新研究院研究員方廣有團隊等發現，位于火星北半球烏托邦平原南部“祝融號”著陸區的地下10米至35米深處存在多層傾斜沉積結構。這些地質特征與地球海岸沉積物高度相似，為火星中低緯度地區曾存在古代海洋提供了迄今最直接的地下證據。
火星因與地球相似的地質特征、季節性變化和晝夜節律而被科學家視為人類星際移民的首選目標。過去數十年，人類對火星的探測已取得諸多成果，但這些發現聚焦于環境極端寒冷的火星高緯度或極地區域。關于火星北部低地是否曾存在浩瀚海洋存有爭議。因此，獲取火星古海洋的直接證據至關重要。
中國首輛火星車“祝融號”于2021年5月15日著陸于烏托邦平原南部，搭載空天院研制的火星次表層穿透雷達，以探測地下結構和可能存在的水冰。“祝融號”行駛路線位于前人提出可能存在的古海洋海岸線以北約280公里處，海拔比該海岸線低約500米。
該研究通過分析“祝融號”雷達低頻通道實測數據，在火星車沿途地表以下10米至35米深度范圍內識別出76個地下傾斜反射體。這些發射體空間分布廣泛且均勻，覆蓋范圍超過1.3公里，所有反射體均呈現向北方低地方向傾斜的特征，傾角介于6°至20°之間，平均傾角為14.5°，且在相同位置的不同深度可觀測到多個平行分布的反射體。這些層理結構與地球沿海沉積物的雷達成像結果相似，其一致性和物理特性排除了風成沙堆、熔巖管道或河流沖積等其他成因。這些沉積物的大規模存在表明，風浪驅動的沿岸輸送為海岸線提供了穩定的泥沙凈流入并形成了海岸線前積層。這種結構只有在持久穩定的大型水體環境中才能形成，而非僅僅是局部和短暫的融水現象。
上述成果提供了火星北部平原曾存在古代海洋的關鍵地下證據，揭示了火星曾經經歷過長期溫暖濕潤的氣候期。這意味著火星可能曾長期維持適宜液態水存在的溫度和氣壓條件，遠超之前估計的短期融水事件。同時，研究發現的海岸線沉積物電介質特性與地球上由細砂和中砂顆粒的介電常數一致，證實了其海洋沉積物的性質。
該研究將火星液態水的證據從火星人跡罕至的極地地區擴展到更適合人類活動的中低緯度地區，證實火星可能曾經是宜居的。如果這一區域曾存在海洋，那么隨著氣候變遷，大量水分可能以地下冰的形式被封存，有望為未來火星基地的水資源利用提供可能。同時，這些古海洋沉積物保存了火星氣候變化的歷史記錄。研究這些沉積物可以幫助我們探討火星如何從溫暖濕潤轉變為寒冷干燥，進而指導人類如何改造火星環境，以實現火星的長期可持續居住。
2月25日，相關研究成果以《火星成像發現古海洋地下沉積層》（Ancient ocean coastal deposits imaged on Mars）為題，發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。研究工作得到國家航天局、我國首次火星探測任務（天問一號）團隊的支持，并獲得國家自然科學基金和廣東省基礎與應用基礎研究基金的資助。該工作由中國科學院、廣州大學、同濟大學、美國賓夕法尼亞州立大學、美國加利福尼亞大學伯克利分校等合作完成。
烏托邦平原地圖、“祝融號”火星車著陸點和四條可能的古海岸線
火星上探測到的傾斜反射與地球海洋沉積物對比
“祝融號”著陸點傾斜沉積結構形成過程示意圖
本文鏈接：“祝融號”新發現火星中低緯度地區曾存在古代海洋http://www.sq15.cn/show-12-795-0.html
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