由中國地質(zhì)大學(xué) (武漢) 地球科學(xué)學(xué)院教授肖龍領(lǐng)導的國際研究團隊通過(guò)綜合分析“祝融號”火星車(chē)搭載的多光譜相機獲取的科學(xué)數據，首次在火星表面發(fā)現海洋沉積巖的巖石學(xué)證據，證明了火星北部曾經(jīng)存在過(guò)海洋。

　　5月18日，相關(guān)研究成果以《烏托邦平原海洋沉積巖的證據：祝融號火星車(chē)的觀(guān)測》為題，在綜合性期刊《國家科學(xué)評論》上發(fā)表。

　　全景圖像記錄海洋存在證據

　　目前的火星寒冷干燥，缺乏流水與生命痕跡，但數十億年前的火星環(huán)境或許和今天大不相同。

　　過(guò)去的研究已證明，早期火星曾存在過(guò)大量的液態(tài)水。科學(xué)家通過(guò)地貌分析和數值模擬提出了火星古海洋假說(shuō)，認為可能存在的古海洋區域形成了一個(gè)特殊的海洋沉積地質(zhì)單元，被稱(chēng)為北方荒原組。但該假說(shuō)一直缺少原位探測數據的支持，因此火星北部平原是否存在過(guò)海洋一直存在爭議。

　　2021年，我國“天問(wèn)一號”火星任務(wù)搭載的“祝融號”火星車(chē)成功著(zhù)陸于火星北部平原東部的烏托邦平原南部邊緣，位于前人所提出的古海岸線(xiàn)附近的北方荒原組。

　　著(zhù)陸以來(lái)，“祝融號”一直在向南駛向潛在的海岸線(xiàn)區域，并對沿途出露的北方荒原組地層展開(kāi)觀(guān)測。

　　“祝融號”行駛了約1900米，利用不同成像和分析系統對露頭和地表巖石進(jìn)行詳細的就位觀(guān)測。其中，“祝融號”的導航和地形相機已獲得了106組全景圖像，詳細記錄了“祝融號”行進(jìn)路線(xiàn)附近許多巖石的表面形態(tài)與構造特征。

　　“我們查看‘祝融號’火星車(chē)車(chē)載相機傳回的照片時(shí)，發(fā)現這些裸露的巖石發(fā)育層理構造，顯著(zhù)不同于火星表面常見(jiàn)的火山巖，也不同于風(fēng)沙沉積形成的層理構造，這些層理知識指示的雙向水流特點(diǎn)，與地球濱—淺海環(huán)境中的低能量潮汐流一致。”肖龍介紹。

　　為重塑火星歷史提供新啟示

　　基于多光譜相機獲取的巖石影像，肖龍研究團隊詳細分析了“祝融號”火星車(chē)巡視區內石塊的表面構造。

　　因所觀(guān)測的巖石均位于“祝融號”巡視區內，研究團隊將其代表的地質(zhì)單元命名為祝融段。

　　研究團隊發(fā)現，祝融段內的巖石通常保留有局部呈透鏡狀的交錯層理組構，以多種小型交錯層理為主，伴隨少量透鏡狀壓扁層理和小型水道結構的沉積構造。其中，組成交錯層理的層系在兩個(gè)相反的方向疊覆傾斜，指示雙向古水流環(huán)境。

　　此外，由于層系厚度和粒度在不同方向上具有較大差異，表明古水流在兩個(gè)方向上存在強度差異。

　　肖龍介紹，這種雙向水流模式通常由具有周期性流向變化的流體作用所形成，在風(fēng)成環(huán)境及河流環(huán)境中并不常見(jiàn)，但在地球的濱—淺海環(huán)境中很常見(jiàn)。

　　相比地球而言，火星只有兩顆小衛星，使得其表面具有低能量的潮汐系統，在這種潮汐環(huán)境中只能形成小規模的層理構造。同時(shí)，研究中識別的底形和沉積構造具有支持其為流水沉積而非風(fēng)成沉積的證據。

　　據悉，上述研究對祝融段巖石的觀(guān)測結果，是迄今為止首個(gè)支持火星北部平原古海洋存在的直接性原位探測證據。“祝融號”著(zhù)陸點(diǎn)位置表明，觀(guān)察到的沉積構造可能形成于北部平原古海洋的海退過(guò)程中。

　　該研究在北方荒原組中發(fā)現的沉積構造為重塑火星歷史提供了新啟示。“未來(lái)‘祝融號’對該區域的深入探測和采樣返回，將加深我們對火星宜居性和生命痕跡保存的認識。”肖龍說(shuō)。（記者 吳純新 通訊員 王俊芳 梁睿華）