祝融號揭秘火星平原淺層結構 著陸區以下80米未發現液態水

撰文:林芷瑩
出版:更新:

中國科學院地質與地球物理研究所火星研究團隊,日前利用祝融號火星車獲取的雷達數據,揭示了祝融號著陸區表面以下0至80米深度的淺表精細結構和物性特徵。

據介紹,祝融號首次在烏托邦平原實施巡視器雷達探測,其搭載的次表層探測雷達能夠對巡視區地下淺層結構進行精細成像,實際最大探測深度達80米。

科研人員對祝融號前113 個火星日、探測長度達1171米的低頻雷達數據進行深入分析,獲得高精度結構分層圖像和地層物性信息。

低頻雷達數據成像結果及解譯。(a)低頻雷達剖面;(b)岩性地層;(c)平均介電常數隨深度的變化。白色實線為地層分界,虛線為層間反射模式變化的大致分界。(中科院地質地球所)

研究人員發現,該區域數米厚的火星土壤層之下存在兩套向上變細的沉積層序。第一套層序位於火星表面以下約10至30米,含有較多石塊,其粒徑隨深度逐漸增大。

第二套層序位於火星表面以下約30至80米,其石塊粒徑更大,可達米級,且分佈更為雜亂,反映了更古老、更大規模的火星表面改造事件。

烏托邦平原南部火表改造模型圖。(a)晚西方紀至早亞馬遜紀發生了大型洪水事件;(b)亞馬遜紀短時洪水、長期風化或重複撞擊作用改造了火表;(c)近代火星高傾角自轉導致液態水流失到高緯地區,形成現今乾燥的火壤層。(中科院地質地球所)

中科院地質與地球物理研究所研究員陳凌稱,大約16億年前以來的短時洪水、長期風化或重複隕石撞擊作用,可能導致了第一套層序的形成,第二套層序的形成可能與更早期的大型洪水活動有關。上述兩套層序可能反映了約35億年前至32億年前以來,多期次與水活動相關的火星表面改造過程。

此外,雷達成像結果顯示,0至80米深度範圍內,反射信號強度穩定,介質具有較低的介電常數,排除了祝融號巡視路徑下方含有富水層的可能性。

中科院地質與地球物理研究所研究員陳凌解讀「火星烏托邦平原淺表分層結構」成果。(中科院地質與地球物理研究所)

陳凌表示,熱模擬結果也進一步表明,液態水、硫酸鹽或碳酸鹽滷水難以在祝融號著陸區表面以下100米之內穩定存在,但目前無法排除鹽冰存在的可能性。

相關成果9月26日在國際學術期刊《自然》發表。