中国科学院最新研究显示,祝融号火星车观测到乌托邦平原地区富含盐分的沙丘出现裂缝和结壳,表明距今数十万年前可能存在水。
中国的天问一号着陆器和火星表面的火星探测器。 (中国航天局)
乍一看,火星表面是一个相当荒凉的地方。土壤比地球上最干燥的沙漠干燥许多倍,温度从一个极端到另一个极端,空气稀薄且有毒。
然而,有充分的证据表明,火星曾经更温暖、更湿润,表面有大量流动和静止的水。随着时间的推移,随着火星的大气层被慢慢剥离,大部分水都流失到太空中,剩下的主要集中在两极周围,如冰川冰和永久冻土。
多年来,太空机构一直在向火星发送机器人着陆器、漫游者、轨道飞行器和飞行器,以更多地了解这种转变发生的时间和时间。根据包括祝融探测器在内的中国天问一号任务,火星表面出现液态水的时间可能比之前想象的要晚。
中国科学院最新研究显示,祝融号火星车观测到乌托邦平原地区富含盐分的沙丘出现裂缝和结壳,表明距今数十万年前可能存在水。
研究团队由地质与地球物理研究所新生代地质与环境重点实验室秦晓光、王旭共同领衔;国家天文台月球与深空探测重点实验室任鑫、刘建军。
来自这些机构、地球与行星科学学院和大气物理研究所的许多其他研究人员也加入了他们的行列。4 月 28 日发表在《科学进展》杂志上的一篇论文描述了他们的发现。
火星的新月形沙丘,由 MRO 的 HiRISE 相机拍摄。(NASA/HiRISE/MRO/LPL/UofA)
正如他们所描述的那样,祝融探测器在乌托邦平原的新月形沙丘表面观察到了有趣的特征,乌托邦平原是一个巨大的平原,也是太阳系中最大的撞击盆地。这些沙丘是火星北半球的一个特征,类似于出现在地球各地沙漠中的沙丘。
这是由于强风将沙子沉积成新月形,弯曲的一面朝向风的方向。在观察乌托邦平原南部的一片沙丘时,朱荣注意到了结壳、裂缝、聚集体和明亮的多边形山脊。
该团队得出结论,这些特征是由融化的霜或雪与矿物盐混合而成的小水袋形成的。一旦水在火星大气层中升华,就会留下一块块坚硬的地壳和松散的物质,以及凹陷和山脊。就像在有水存在的情况下形成的其他特征一样,这些特征随后被火星极其寒冷和干燥的大气层保存下来。
但与其他具有数百亿年或数十亿年历史的特征不同,该团队估计这些特征形成于 140 万至 40 万年前(也许更近)。
正如他们在论文中解释的那样,该团队能够排除冷冻二氧化碳(“干冰”)和风造成的可能性:
“相反,融化的霜/雪中的盐水参与是最可能的原因。这一发现揭示了现代火星气候更加潮湿的条件,并为未来寻找现存生命迹象的探索任务提供了关键线索,特别是在低纬度地区具有相对温暖、更适宜的表面温度。”
在所讨论的时期,火星环境与今天差不多(即极度寒冷和干燥)。因此,这些发现表明火星上最近存在水文循环,比以前认为的要晚得多。
该团队还进行了计算机模拟,并将其与其他机器人任务的观察相结合。这些表明,火星其他地区的条件可能适合在一年中的某些时间形成霜冻和冰,从而导致其他地方出现类似的特征。
前景是火星盖尔陨石坑内可见的沙丘,背景是夏普山。
2017 年 2 月 16 日,NASA 的好奇号火星车探索盖尔陨石坑内的沙丘和夏普山。(NASA/JPL/Ken Kremer/Marco Di Lorenzo)
这与自 NASA 的维京 1 号和2 号任务在 1970 年代后期探索火星以来机器人任务所做的观察是一致的。然而,科学家们普遍认为,晨霜只发生在特定地点和高度受限的条件下。
这一发现表明,今天火星上的其他地区可能存在周期性的液态水斑块,尽管数量非常小。正如研究作者所说:
“这一发现揭示了现代火星气候更加潮湿的条件,并为未来寻找现存生命迹象的探索任务提供了关键线索,特别是在地表温度相对温暖、更适宜的低纬度地区。”
这一发现也可能指向今天仍然存在微生物生命的小块肥沃土壤的存在。当然,在有信心地说出任何这些之前,还需要进行更多的研究。这些研究可能需要等待未来的任务,因为漫游者还没有从休眠中醒来。
天问一号首席设计师张荣桥表示,这可能是由于漫游者太阳能电池板上积聚了灰尘。就像美国宇航局的洞察力和机遇号任务一样,这可能会阻止任务再次运行。
自从它于 2021 年 5 月 22 日从天问一号着陆器上着陆以来,该探测器在火星表面探索了大约一年,然后于 2022 年 5 月 20 日进入休眠状态。由于它的设计运行时间仅为 90 个火星日 (sols) , 或 93 个地球日,火星车已经大大超过了它的预期寿命。
截至2022 年 5 月 5 日,祝融还成功地穿越了地表 1,921 米(1.194 英里)。如果中国国家航天局无法在不久后重新启动火星车并决定完成任务,祝融不可能选择更深刻的发现去继续!