
2021 年 5 月,祝融号火星车于火星乌托邦平原着陆,虽然目前它高机率因未撑过火星冬季而停止运作,但它收集的科学探测数据正在让我们更进一步揭开火星面貌。
过去研究已证明早期火星曾存在大量液态水,后来伴随火星早期大气逸散,气候环境发生重大转变,极低气压与水气含量导致现代火星难以稳定维持液态水,顶多以固态或气态形式存在。
NASA的凤凰号火星着陆器于2008年5月25日成功在火星北极软着陆,其观测到的液滴能证明当前火星高纬度地区夏季会出现含盐液态水,数值模拟也显示当今火星某些地方具有适合液态水短暂存在的气候条件,但对于气温最高的火星低纬度地区来说,是否存在液态水至今仍缺少直接观测证据。
由中国科学院地质与地球物理研究所秦小光研究员领导的团队,分析祝融号搭载的导航地形相机、多光谱相机、火星表面成分探测仪等设备数据,研究该地区沙丘表面微观形貌特征与物质成分特征,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、带状水痕等表面特征。
光谱数据分析表明沙丘表面富含含水硫酸盐、蛋白石、含水铁氧化物等成分,结合祝融号火星气象仪实测数据、其它火星探测器的地表观测气象数据,在排除地下水和二氧化碳可能后,研究人员确定这些表面特征与降温时在含盐沙丘表面的降霜或降雪有关,表明该地区存在近期水活动证据,揭示揭示晚亚马逊纪(7 亿年前)火星水圈比传统认为的更加活跃。
火星低纬度地区仍有机会出现湿润环境
含盐沙粒促使霜雪在低温下融化形成含盐液态水,盐水干燥后含水的硫酸盐、蛋白石和铁氧化物等矿物胶结沙粒形成风沙团粒、结壳,进一步干燥形成龟裂,后期降霜降雪再次落在结壳上,又进一步形成多边形脊与带状水痕等液态水活动痕迹。
同时根据沙丘上陨石坑统计,沙丘形成于距今大约 40~140 万年前,相当于晚亚马逊纪火星地轴大倾角时期,水汽从极地冰盖向赤道方向扩散传输,导致火星低纬度地区出现多次湿润环境,研究团队认为,火星地轴大倾角时低纬度地区低温有助于降霜降雪,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活动痕迹。
这项发现填补了火星低纬度地区液态水地面观测证据的空白,表明就算在表面温度相对温暖的低纬度地区,仍有机会出现潮湿环境,为未来寻找适居环境、生命存在提供关键线索。
祝融号火星车从2022年5月进入休眠模式至今,没有再与团队进行过任何交流,它是否还有机会从长时间的沉睡中醒过来还有待观察,但至少在闭上机器眼之前,它进行了一些有价值的科学观察。