“祝融號”發現火星低緯度地區存在液態水

“祝融號”火星車著陸區存在液態水嗎？答案是肯定的。國際學術期刊《科學進展》近日發表了一項火星存在液態水的研究成果。基于“祝融號”火星車觀測數據，我國科研人員首次發現“祝融號”著陸區的沙丘表面存在結殼、龜裂、團粒化、多邊形脊、帶狀水痕等特征，光譜數據分析發現，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，我們進一步研究認為，沙丘表面的含水特征，并不是地下水和二氧化碳導致的，而是因為降霜或降雪。”5月4日，論文通訊作者、中科院地質與地球物理研究所研究員秦小光告訴科技日報記者。

火星上是否存在液態水，一直是大眾關注的焦點，對星際移民、理解近代火星氣候演化具有重要意義。如果存在液態水，就說明火星可能有適宜生存的環境，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水。后來，由于大氣層消失，火星氣候環境發生了重大轉變，極低的氣壓和水汽含量導致今天火星上液態水難以穩定存在，只能以固態或氣態的形式存在。

然而，美國“鳳凰”號火星探測器機械臂上觀測到的液滴證明，當前火星高緯度地區夏季可以出現含鹽液態水；同時，數值模擬也顯示，適合液態水存在的氣候條件可以短暫出現在當今火星的某些地方。“但是，氣溫最高的火星低緯度地區是否存在液態水，至今仍然缺少直接的觀測證據。”秦小光說。

2021年，我國天問一號火星任務搭載的“祝融號”火星車成功著陸于烏托邦平原南部邊緣，該地區位于火星低緯度地區。截至2022年5月休眠，“祝融號”火星車工作了350多個火星日，行程約2000米，獲得了大量寶貴的科學探測數據。“這為研究上述問題提供了極好的條件。”秦小光強調。

利用“祝融號”搭載的導航地形相機、多光譜相機和火星表面成分探測儀，研究人員對該地區沙丘表面的微觀形貌特征和物質成分特征開展了深入研究；同時，結合“祝融號”火星氣象儀的實測數據和其他火星探測器的地表觀測氣象數據，研究人員確定，該地區含鹽沙丘表面的含水特征，與降溫時發生的降霜或降雪有關。

“含鹽沙粒能夠促使霜雪在低溫下融化形成含鹽液態水，鹽水干燥后，硫酸鹽、蛋白石和鐵氧化物等含水礦物會膠結沙粒，形成風沙團粒乃至結殼，結殼進一步干燥會形成龜裂。”秦小光解釋，后期的再次降霜降雪，在結殼上又會進一步形成多邊形脊和帶狀水痕等液態水活動痕跡。

在晚亞馬遜紀40萬年至140萬年以來的多次火星地軸大傾角時期，火星水汽從極地冰蓋向赤道方向的擴散傳輸，導致火星低緯度地區多次出現濕潤的環境。由此，研究人員提出，火星地軸大傾角時，低緯度地區的低溫有助于降霜降雪，進而導致含鹽沙丘表面結殼和團粒化，造成沙丘固化并留下液態水的活動痕跡。

秦小光表示，這項研究填補了在火星低緯度地區存在液態水地面觀測證據的空白，揭示了在表面溫度相對溫暖、適宜的低緯度地區，現代火星仍然可以出現潮濕的環境。這一發現對理解火星氣候演化歷史、尋找宜居環境具有非常重要的意義，也為未來尋找生命提供了關鍵線索。