美国国家科学院论文称中国火星探测器取得惊人发现 寻找古水证据

发布日期：2025-03-06 15:04    点击次数：53

这幅插图描绘了 36 亿年前火星的样子，当时海洋可能覆盖了地球的三分之一。可以看到中国的祝融号火星车的着陆点（橙色），以及 NASA 的毅力号火星车着陆点（黄色），靠近一个古老的湖泊和河流三角洲

根据一项新的研究，火星可能曾经拥有 36 亿年前海浪拍打沙滩的海洋。中国的祝融号火星车及其探地雷达在 2021 年 5 月至 2022 年 5 月运行期间探测到古老的海岸线。

火星车降落在乌托邦平原，这是火星上已知最大的撞击盆地内的一片平原，靠近火星北半球的一系列山脊。长期以来，科学家们一直质疑这些山脊是否代表了海岸线的遗迹，因此祝融号开始寻找古代水的证据。

这项研究基于祝融号在其雷达仪器窥视地表下以检查隐藏的岩层时收集的数据，周一发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）杂志上。

“我们在火星上发现了一些曾经看起来像古老海滩和古老河流三角洲的地方，”该研究的合著者、宾夕法尼亚州立大学地球科学系地质学助理教授本杰明·卡德纳斯（Benjamin Cardenas）在一份声明中说。“我们找到了风、海浪、不乏沙子的证据——一个合适的度假式海滩。”

更重要的是，研究作者写道，火星环境可能比以前怀疑的要温暖和潮湿的时间长数千万年。

这些发现进一步增加了越来越多的证据，证明这颗红色星球曾经拥有更温暖、更潮湿的气候以及覆盖火星表面三分之一的海洋——这些条件可能为生命创造了一个宜居的环境。

水手 9 号轨道飞行器于 1970 年代首次在火星的赫斯珀里表面拍摄了巨大的峡谷，但它们通常被视为代表地下水向地表的灾难性爆发，而不是积水的证据，”卡沃西说。“我们的想法是，火星的气候此时已经冷却，表面干涸了。”

多个航天器捕捉到的观测结果表明，随着火星大气层的消失，火星的大部分水逃逸到太空中——天文学家仍在调查导致这种戏剧性变化的原因。随着地球冷却，一些水可能以冰的形式移动到地下或与岩石结合形成矿物质。

维京人的照片展示了北半球似乎是一条海岸线。但与地球上平坦的海岸线形成鲜明对比的是，火星特征呈锯齿状不规则，高度差高达 6.2 英里（10 公里）

该研究的合著者、加州大学伯克利分校地球与行星科学教授迈克尔·曼加 （Michael Manga） 和他的同事此前提出，该地区的火山活动以及火星自转的变化改变了海岸线，并导致其随着时间的推移变得不平坦。

“因为火星的自旋轴发生了变化，火星的形状也发生了变化。因此，过去平坦的不再平坦，“Manga 说。

但 Cavosie 说，科学家们最需要回答他们的问题是从“地面上的靴子”或在这种情况下的漫游车足迹进行的观察。祝融号将能够看到埋藏在 Utopia Planitia 中的岩层是火山岩，还是含有与海洋一致的沉积物。

海岸线的凹陷

当祝融号着陆时，它沿着乌托邦平原的山脊行驶，用雷达收集地表以下 260 英尺（80 米）的数据。

在 32.8 到 114.8 英尺（10 到 35 米）之间，漫游车的雷达检测到类似于地球上分层海滩的沉积结构，它们以 14.5 度角倾斜。雷达还测量了颗粒的大小，这与沙粒的大小相匹配。

“这些结构看起来不像沙丘，”Manga 说。“它们看起来不像一个撞击坑。它们看起来不像熔岩流。那时我们开始考虑海洋。这些特征的方向与旧海岸线的方向平行。

研究作者说，这些结构与地球上的沿海沉积物沉积物非常相似，例如在孟加拉湾发现的沉积物，这些沉积物是由长期稳定的海洋形成的。

该团队表示，它相信漫游车发现了“前滩沉积物”，随着潮汐和海浪携带的沉积物向下倾斜到海洋，这些沉积物需要数百万年才能形成。

立即让我们印象深刻，因为它表明存在波浪，这意味着存在空气和水的动态界面，”Cardenas 说。“当我们回顾地球上最早的生命发展的地方时，它是在海洋和陆地之间的相互作用中，所以这描绘了一幅古老的宜居环境图景，能够为微生物生命提供友好的条件。”

河流可能有助于将沉积物倾倒到海洋中，然后通过波浪传播以形成海滩。美国宇航局 （NASA） 的毅力号火星车 （Perseverance Rover） 研究了沉积岩、雕刻的河道，甚至是古代河流三角洲的遗迹，都表明了水曾经如何塑造了火星景观。

卡德纳斯说，海洋干涸后，海滩可能被火山喷发和沙尘暴产生的物质所覆盖，有效地保护了海岸线。