根据一项近日发表在《国家科学评论》的新研究,祝融号在火星上有大发现,实锤了火星远古时的两次事件,其揭示的真相可以说是颠覆了我们之前对火星的认知。这具体是怎么回事呢?下面我们就来了解一下。
在火星的北半球,存在着一片巨大的平原——“乌托邦平原”(Utopia Planitia),其直径大约有3200公里,是火星表面最大的平原。
从卫星拍摄的高空照片来看,这片平原除了地势低、面积大以外,其边缘还存在着很多类似海岸线的地貌特征,因此科学家早就怀疑,在远古的火星上,这里曾经是一片巨大的海洋,只是后来干涸了。
但怀疑归怀疑,想要得到实锤证据,我们必须要去实地探测才行,实际上,这正是我国的祝融号火星车的主要任务之一。2021年5月15日,祝融号火星车成功在“乌托邦平原”南部区域着陆,随后开始调查该区域的地形、地质以及地下结构。
为了“看”清火星地表之下的秘密,祝融号携带了一个名为“次表层探测雷达”的精密仪器,简单来讲,它包含两个通道,其中低频通道(15-95MHz)像个“深层扫描仪”,能看到地下几十米甚至上百米深的地方,高频通道(0.45-2.15GHz)则像个“高清内窥镜”,专门负责“看”地表下面十几米范围内的精细结构。
在此次研究中,科学家对祝融号在其1.9公里的行程中采集到的雷达数据进行了仔细分析,结果发现了三个层次分明的地层结构。
最上面的一层,也就是地表往下10米左右,基本是风化碎屑和长年累月堆积的沙尘,这没啥好奇怪的,但真正让科学家们关心的,则是在地表10米到80米深处的两个地层,因为雷达回波显示,它们具备着明显的沉积特征,与我们在地球上看到的海洋沉积物非常相似。
而在火星表面以下10至36米的深度范围内,科学家还发现了一系列具有明显倾斜特征的反射体,它们整齐划一地朝向火星北部低地方向呈连续性下降,表现出典型的呈梯度下降的海岸线沉积结构,而这也就意味着,这应该就是远古火星海洋退却时留下的海岸线痕迹。
通过对这些地层的深度研究,科学家还原出了远古火星上的场景,具体来讲,最下面以及中间的这两个地层结构,分别代表两次事件。
第一次事件发生在距今大约35亿年前到32亿年前,当时的火星可能还比较温暖,由于某种剧烈的地质变动,或者是火星内部热能的喷发,大量的地下水或者是极地的冰盖迅速融化,形成了巨大的洪流,这些洪水携带泥沙倾泻而下,填满了乌托邦平原这个巨大的盆地,形成了一片早期的海洋或者巨大的湖泊。
雷达数据显示,最下面的这个地层里的岩石颗粒相对较大,符合洪水活动的特征,因为只有力量惊人的狂暴水流,才能把那些巨大的石块冲到盆地中心。
真正引人注目的则是第二次事件,因为雷达数据显示,中间这个地层里的物质非常细腻,其回波特征很均匀,这意味着在那场狂暴的洪水之后,火星经历了一个相对平静的时期,在这段时期里,“乌托邦平原”被一个长期存在的、平静的液态水体覆盖着,细小的泥沙在水里慢慢沉降,最终形成了这层细腻的沉积层。
重点来了,根据地层堆叠的关系和陨石坑定年法,科学家计算出了这层细腻沉积物的形成时间,一直持续到了大约7.5亿年前。
需要知道的是,火星地质年代分为了四大时期,分别是前诺亚纪(Pre-Noachian,约46亿至41亿年前)、诺亚纪(Noachian,约41至37亿年)、赫斯珀里亚纪(Hesperian,约37至30亿年前)以及亚马逊纪(Amazonian,约30亿年前至今)。
在此之前,科学界普遍认为,火星上长期稳定的地表液态水体,基本只在诺亚纪大规模存在,而在赫斯珀里亚纪,火星气候逐步由温暖湿润转向干冷,液态水也不断减少,到了亚马逊纪,火星就完全进入寒冷干旱阶段,其表面再也不存在大规模的液态水活动。
可以看到,此次的发现表明,即使是在大约7.5亿年前的亚马逊纪中后期,火星表面仍然有如此规模的液态水体,这无疑是颠覆了我们之前的认知。
而这也意味着,火星上适宜生命的时间窗口,要比我们之前认为的宽得多,从而大幅提升了火星上存在生命的可能性。或许在不远的未来,我们真的可以在火星上发现生命的痕迹。
参考资料: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
