“祝融號(hào)”火星車著陸區(qū)存在液態(tài)水嗎？答案是肯定的。國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》近日發(fā)表了一項(xiàng)火星存在液態(tài)水的研究成果。基于“祝融號(hào)”火星車觀測數(shù)據(jù)，我國科研人員首次發(fā)現(xiàn)“祝融號(hào)”著陸區(qū)的沙丘表面存在結(jié)殼、龜裂、團(tuán)粒化、多邊形脊、帶狀水痕等特征。光譜數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，沙丘表面富含含水硫酸鹽、蛋白石、含水鐵氧化物等含水礦物。
“更重要的是，我們進(jìn)一步研究認(rèn)為，沙丘表面的含水特征，并不是地下水和二氧化碳導(dǎo)致的，而是因?yàn)榻邓蚪笛?/strong>”5月4日，論文通訊作者、中科院地質(zhì)與地球物理研究所研究員秦小光告訴記者。
火星上是否存在液態(tài)水，一直是大眾關(guān)注的焦點(diǎn)，對(duì)星際移民、理解近代火星氣候演化具有重要意義。如果存在液態(tài)水，就說明火星可能有適宜生存的環(huán)境，乃至存在生命。
過去的研究已證明，早期火星曾存在大量液態(tài)水。后來，由于大氣層消失，火星氣候環(huán)境發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變，極低的氣壓和水汽含量導(dǎo)致今天火星上液態(tài)水難以穩(wěn)定存在，只能以固態(tài)或氣態(tài)的形式存在。然而，美國“鳳凰”號(hào)火星探測器機(jī)械臂上觀測到的液滴證明，當(dāng)前火星高緯度地區(qū)夏季可以出現(xiàn)含鹽液態(tài)水；同時(shí)，數(shù)值模擬也顯示，適合液態(tài)水存在的氣候條件可以短暫出現(xiàn)在當(dāng)今火星的某些地方。“但是，氣溫最高的火星低緯度地區(qū)是否存在液態(tài)水，至今仍然缺少直接的觀測證據(jù)。”秦小光說。
2021年，我國天問一號(hào)火星任務(wù)搭載的“祝融號(hào)”火星車成功著陸于烏托邦平原南部邊緣，該地區(qū)位于火星低緯度地區(qū)。截至2022年5月休眠，“祝融號(hào)”火星車工作了350多個(gè)火星日，行程約2000米，獲得了大量寶貴的科學(xué)探測數(shù)據(jù)。“這為研究上述問題提供了極好的條件。”秦小光強(qiáng)調(diào)。
利用“祝融號(hào)”搭載的導(dǎo)航地形相機(jī)、多光譜相機(jī)和火星表面成分探測儀，研究人員對(duì)該地區(qū)沙丘表面的微觀形貌特征和物質(zhì)成分特征開展了深入研究；同時(shí)，結(jié)合“祝融號(hào)”火星氣象儀的實(shí)測數(shù)據(jù)和其他火星探測器的地表觀測氣象數(shù)據(jù)，研究人員確定，該地區(qū)含鹽沙丘表面的含水特征，與降溫時(shí)發(fā)生的降霜或降雪有關(guān)。
“含鹽沙粒能夠促使霜雪在低溫下融化形成含鹽液態(tài)水，鹽水干燥后，硫酸鹽、蛋白石和鐵氧化物等含水礦物會(huì)膠結(jié)沙粒，形成風(fēng)沙團(tuán)粒乃至結(jié)殼，結(jié)殼進(jìn)一步干燥會(huì)形成龜裂。”秦小光解釋，后期的再次降霜降雪，在結(jié)殼上又會(huì)進(jìn)一步形成多邊形脊和帶狀水痕等液態(tài)水活動(dòng)痕跡。
在晚亞馬遜紀(jì)40萬年至140萬年以來的多次火星地軸大傾角時(shí)期，火星水汽從極地冰蓋向赤道方向的擴(kuò)散傳輸，導(dǎo)致火星低緯度地區(qū)多次出現(xiàn)濕潤的環(huán)境。由此，研究人員提出，火星地軸大傾角時(shí)，低緯度地區(qū)的低溫有助于降霜降雪，進(jìn)而導(dǎo)致含鹽沙丘表面結(jié)殼和團(tuán)粒化，造成沙丘固化并留下液態(tài)水的活動(dòng)痕跡。
秦小光表示，這項(xiàng)研究填補(bǔ)了在火星低緯度地區(qū)存在液態(tài)水地面觀測證據(jù)的空白，揭示了在表面溫度相對(duì)溫暖、適宜的低緯度地區(qū)，現(xiàn)代火星仍然可以出現(xiàn)潮濕的環(huán)境。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)理解火星氣候演化歷史、尋找宜居環(huán)境具有非常重要的意義，也為未來尋找生命提供了關(guān)鍵線索。
