根據一項近日發表在《國家科學評論》的新研究,祝融號在火星上有大發現,實錘了火星遠古時的兩次事件,其揭示的真相可以說是顛覆了我們之前對火星的認知。這具體是怎么回事呢?下面我們就來了解一下。
在火星的北半球,存在著一片巨大的平原——“烏托邦平原”(Utopia Planitia),其直徑大約有3200公里,是火星表面最大的平原。
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從衛星拍攝的高空照片來看,這片平原除了地勢低、面積大以外,其邊緣還存在著很多類似海岸線的地貌特征,因此科學家早就懷疑,在遠古的火星上,這里曾經是一片巨大的海洋,只是后來干涸了。
但懷疑歸懷疑,想要得到實錘證據,我們必須要去實地探測才行,實際上,這正是我國的祝融號火星車的主要任務之一。2021年5月15日,祝融號火星車成功在“烏托邦平原”南部區域著陸,隨后開始調查該區域的地形、地質以及地下結構。
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為了“看”清火星地表之下的秘密,祝融號攜帶了一個名為“次表層探測雷達”的精密儀器,簡單來講,它包含兩個通道,其中低頻通道(15-95MHz)像個“深層掃描儀”,能看到地下幾十米甚至上百米深的地方,高頻通道(0.45-2.15GHz)則像個“高清內窺鏡”,專門負責“看”地表下面十幾米范圍內的精細結構。
在此次研究中,科學家對祝融號在其1.9公里的行程中采集到的雷達數據進行了仔細分析,結果發現了三個層次分明的地層結構。
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最上面的一層,也就是地表往下10米左右,基本是風化碎屑和長年累月堆積的沙塵,這沒啥好奇怪的,但真正讓科學家們關心的,則是在地表10米到80米深處的兩個地層,因為雷達回波顯示,它們具備著明顯的沉積特征,與我們在地球上看到的海洋沉積物非常相似。
而在火星表面以下10至36米的深度范圍內,科學家還發現了一系列具有明顯傾斜特征的反射體,它們整齊劃一地朝向火星北部低地方向呈連續性下降,表現出典型的呈梯度下降的海岸線沉積結構,而這也就意味著,這應該就是遠古火星海洋退卻時留下的海岸線痕跡。
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通過對這些地層的深度研究,科學家還原出了遠古火星上的場景,具體來講,最下面以及中間的這兩個地層結構,分別代表兩次事件。
第一次事件發生在距今大約35億年前到32億年前,當時的火星可能還比較溫暖,由于某種劇烈的地質變動,或者是火星內部熱能的噴發,大量的地下水或者是極地的冰蓋迅速融化,形成了巨大的洪流,這些洪水攜帶泥沙傾瀉而下,填滿了烏托邦平原這個巨大的盆地,形成了一片早期的海洋或者巨大的湖泊。
雷達數據顯示,最下面的這個地層里的巖石顆粒相對較大,符合洪水活動的特征,因為只有力量驚人的狂暴水流,才能把那些巨大的石塊沖到盆地中心。
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真正引人注目的則是第二次事件,因為雷達數據顯示,中間這個地層里的物質非常細膩,其回波特征很均勻,這意味著在那場狂暴的洪水之后,火星經歷了一個相對平靜的時期,在這段時期里,“烏托邦平原”被一個長期存在的、平靜的液態水體覆蓋著,細小的泥沙在水里慢慢沉降,最終形成了這層細膩的沉積層。
重點來了,根據地層堆疊的關系和隕石坑定年法,科學家計算出了這層細膩沉積物的形成時間,一直持續到了大約7.5億年前。
需要知道的是,火星地質年代分為了四大時期,分別是前諾亞紀(Pre-Noachian,約46億至41億年前)、諾亞紀(Noachian,約41至37億年)、赫斯珀里亞紀(Hesperian,約37至30億年前)以及亞馬遜紀(Amazonian,約30億年前至今)。
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在此之前,科學界普遍認為,火星上長期穩定的地表液態水體,基本只在諾亞紀大規模存在,而在赫斯珀里亞紀,火星氣候逐步由溫暖濕潤轉向干冷,液態水也不斷減少,到了亞馬遜紀,火星就完全進入寒冷干旱階段,其表面再也不存在大規模的液態水活動。
可以看到,此次的發現表明,即使是在大約7.5億年前的亞馬遜紀中后期,火星表面仍然有如此規模的液態水體,這無疑是顛覆了我們之前的認知。
而這也意味著,火星上適宜生命的時間窗口,要比我們之前認為的寬得多,從而大幅提升了火星上存在生命的可能性。或許在不遠的未來,我們真的可以在火星上發現生命的痕跡。
參考資料:Multipolarized radar reveals shallow subsurface structure and middle-late Amazonian aqueous activity in Utopia Planitia, Mars, National Science Review, Volume 12, Issue 12, December 2025, nwaf505, doi.org/10.1093/nsr/nwaf505
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