“祝融號(hào)”火星車(chē)拍攝的橫向風(fēng)成脊表面的多邊形裂隙。課題組供圖
“祝融號(hào)”著陸區(qū)橫向風(fēng)成脊的演化模式及表面多邊形裂隙可能的形成機(jī)制。課題組供圖
（作者 溫才妃 余淳梅）近日，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）教授肖龍團(tuán)隊(duì)研究成果《火星近期水活動(dòng)：來(lái)自祝融號(hào)著陸區(qū)烏托邦平原橫向風(fēng)成脊的證據(jù)》以封面文章形式發(fā)表在《地球物理研究通訊》。研究團(tuán)隊(duì)首次在火星橫向風(fēng)成脊表面識(shí)別出小型多邊形裂隙，研究發(fā)現(xiàn)裂隙分布區(qū)的表面可能存在石膏等含水硫酸鹽礦物，為了解火星表面水活動(dòng)，評(píng)估當(dāng)前火星的宜居性這一關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，提供了新線(xiàn)索。
火星的水活動(dòng)特征一直是火星探測(cè)與研究所關(guān)注的焦點(diǎn)。一般認(rèn)為，自諾亞紀(jì)（約37億年以前）以來(lái)，火星的地表水活動(dòng)逐步減弱。進(jìn)入亞馬遜紀(jì)（約30億年前至今），氣候變得干旱寒冷，液態(tài)水難以在火星表面穩(wěn)定存在，而水則主要以冰的形式貯存于火星兩極及中高緯度地表以下的土壤和巖石中。
雖然有研究認(rèn)為火星沖溝和復(fù)現(xiàn)性斜坡紋可能指示了近期的液態(tài)水活動(dòng)，但它們的成因依然存在爭(zhēng)議。整體而言，與火星近期水活動(dòng)相關(guān)的地貌證據(jù)依然缺乏。
2021年5月，我國(guó)“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器攜帶的“祝融號(hào)”火星車(chē)著陸于烏托邦平原南部，在其著陸及巡視范圍內(nèi)分布有大量的橫向風(fēng)成脊（TAR）。橫向風(fēng)成脊是火星表面一類(lèi)特殊的風(fēng)成地貌，是研究火星大氣運(yùn)動(dòng)及氣候特征的重要載體。本研究利用高分辨率遙感數(shù)據(jù)，在火星車(chē)著陸區(qū)2 km×2 km范圍內(nèi)識(shí)別出354個(gè)橫向風(fēng)成脊，并根據(jù)形態(tài)特性劃分出三個(gè)類(lèi)型，提出了該區(qū)域橫向風(fēng)成脊的兩階段演化模型，指示著陸區(qū)當(dāng)?shù)氐氖⑿酗L(fēng)向曾經(jīng)發(fā)生過(guò)一次顯著的改變。
研究團(tuán)隊(duì)利用“祝融號(hào)”導(dǎo)航與地形相機(jī)數(shù)據(jù)，對(duì)火星車(chē)巡視路線(xiàn)上的橫向風(fēng)成脊表面形貌特征進(jìn)行了詳細(xì)刻畫(huà)，首次在火星橫向風(fēng)成脊表面識(shí)別出小型多邊形裂隙。同時(shí)，對(duì)原位光譜數(shù)據(jù)的解譯表明，這些裂隙分布區(qū)的表面可能存在石膏等含水硫酸鹽礦物，顯示了水在這些多邊形裂隙的形成過(guò)程中起到的重要作用。
基于上述分析結(jié)果，結(jié)合著陸區(qū)的地質(zhì)背景，研究認(rèn)為這些多邊形裂隙可能存在兩種成因：地下水通過(guò)毛細(xì)作用被輸送至橫向風(fēng)成脊表面，在水分蒸發(fā)過(guò)程中表面收縮形成多邊形；地表與大氣中的水汽交換導(dǎo)致橫向風(fēng)成脊表面形成硬化的砂質(zhì)殼層，殼層破裂形成多邊形裂隙。在當(dāng)前的火星環(huán)境條件下，第二種成因機(jī)制最為可能。
同時(shí)，由于橫向風(fēng)成脊是火星表面較為年輕的地貌（可能小于100萬(wàn)年），且這些多邊形裂隙在橫向風(fēng)成脊演化的后期形成，因此它們可能指示了火星近期水活動(dòng)及地表—大氣水的交換過(guò)程，從而為研究火星在當(dāng)前寒冷干旱氣候條件下的水循環(huán)提供了線(xiàn)索。
據(jù)悉，論文第一作者為中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）博士王江，通訊作者為中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)探測(cè)與評(píng)估教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副研究員趙健楠。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1029/2022GL101650
鏈接：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)火星近期水活動(dòng)新證據(jù)—新聞—科學(xué)網(wǎng) (sciencenet.cn)
鄂公網(wǎng)安備 42011102004169號(hào)
