我國首次火星探測任務(wù)“天問一號”攜帶的“祝融號”火星車如今正在火星北部烏托邦平原“休眠”，但它已傳回的雷達(dá)數(shù)據(jù)正讓中國科學(xué)家做出原創(chuàng)性成果——研究表明，“祝融號”火星車著陸區(qū)的火星表面數(shù)米厚的風(fēng)化層下存在兩套向上變細(xì)的沉積層序，可能反映了約35～32億年以來多期次與水活動(dòng)相關(guān)的火星表面改造過程；現(xiàn)今該區(qū)域火星地表以下0～80 m處未發(fā)現(xiàn)液態(tài)水存在的證據(jù)，但不排除存在鹽冰的可能。

這一成果是由中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所聯(lián)合中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心、北京大學(xué)的科學(xué)家共同完成的，發(fā)表于北京時(shí)間2022年9月26日出版的國際學(xué)術(shù)期刊《自然》上。有評論認(rèn)為，這些原創(chuàng)性成果，揭示了現(xiàn)今火星淺表的精細(xì)結(jié)構(gòu)和物性特征，提供了火星可能長期存在水活動(dòng)的觀測證據(jù)，為深入認(rèn)識火星地質(zhì)演化與環(huán)境、氣候變遷提供了重要依據(jù)。

曾經(jīng)滄海，如今荒漠——火星是否曾經(jīng)宜居？它的今天會(huì)不會(huì)是地球的未來？這些問題，都需要我們詳細(xì)地了解火星的地下結(jié)構(gòu)和物性信息。而烏托邦平原是火星最大的撞擊盆地，之前的研究表明這里可能曾是古海洋，預(yù)示著火星早期可能存在過宜居環(huán)境。那么，這里的地質(zhì)如何演化？現(xiàn)今具有怎樣的地下結(jié)構(gòu)？是否還存在水或冰？

我國“天問一號”攜帶的“祝融號”火星車次表層探測雷達(dá)能夠?qū)Φ叵聹\層結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)成像，讓回答這些問題成為可能——這是世界上首次在火星烏托邦平原實(shí)施的巡視器雷達(dá)探測，實(shí)際最大的探測深度達(dá)80 m。

研究的主要完成人之一、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員陳凌介紹，科研人員此次對前113個(gè)火星日、探測長度達(dá)1 171 m的“祝融號”火星車低頻雷達(dá)數(shù)據(jù)展開了深入的分析，獲得了淺表80 m之上的高精度結(jié)構(gòu)分層圖像和地層物性信息，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域火壤層之下存在兩套層序:第一套層序位于地下10～30 m處，含有較多的石塊，其粒徑隨深度逐漸地增大，推測可能是距今大約16億年以來的短時(shí)洪水、長期風(fēng)化或重復(fù)隕石撞擊作用，導(dǎo)致其向上變細(xì)沉積層序的形成；第二套層序位于地下30～80 m處，其石塊的粒徑更大（可達(dá)米級）且分布更為雜亂，反映了更古老、更大規(guī)模的火表改造事件，基于前人的撞擊坑統(tǒng)計(jì)定年結(jié)果推測，這次改造事件可能發(fā)生在距今35～32億年前，與烏托邦平原南部的大型洪水活動(dòng)有關(guān)。

此外，雷達(dá)研究結(jié)果也排除了“祝融號”巡視路徑下方0～80 m深度范圍含有富水層的可能性。陳凌說:“熱模擬結(jié)果也表明，液態(tài)水、硫酸鹽或碳酸鹽鹵水難以在‘祝融號'火星車著陸區(qū)地下100 m之內(nèi)穩(wěn)定地存在。但會(huì)不會(huì)存在固態(tài)的水，比如鹽冰？目前這種可能性還無法排除，我們也在繼續(xù)研究中?！?/p>