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南方網(wǎng)訊 據(jù)中國科學(xué)院官網(wǎng)消息，國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）近日發(fā)表了一項(xiàng)火星存在液態(tài)水的研究成果。我國科研人員利用“祝融號”火星車觀測數(shù)據(jù)，對“祝融號”著陸區(qū)的沙丘表面的微觀形貌特征和物質(zhì)成分特征開展研究，首次發(fā)現(xiàn)該區(qū)的沙丘表面存在結(jié)殼、龜裂、團(tuán)粒化、多邊形脊、帶狀水痕等表面特征（如圖）。

沙丘表面水痕跡。（a）圖e中剖面位置地形等高線圖；（b）亮結(jié)殼上條帶狀痕跡和疑似水浸土塊碎屑與暗沙壟上風(fēng)沙團(tuán)粒的MSCam相機(jī)鳥視照片；（c）亮多邊形脊和龜裂的放大圖像；（d）環(huán)形區(qū)及其條帶狀邊界痕跡的照片；（e）亮沙丘西翼兩個縱向暗沙壟之間洼槽的三維圖像，其中白虛線是圖f剖面的位置；（f）圖e中白虛線的地形剖面圖。圖片來源/中國科學(xué)院

現(xiàn)代火星是否存在液態(tài)水，對于星際移民、近代火星氣候演化研究具有重要意義。液態(tài)水是塑造火星宜居環(huán)境乃至存在生命的前提。

以往研究已證明早期火星曾存在大量液態(tài)水，而后伴隨火星早期大氣逸散，氣候環(huán)境發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，極低的氣壓和水汽含量導(dǎo)致今天火星上液態(tài)水難以穩(wěn)定存在而只能以固態(tài)或氣態(tài)的形式存在。然而，“鳳凰號”機(jī)械臂上觀測到的液滴證明當(dāng)前火星高緯度地區(qū)夏季可以出現(xiàn)含鹽液態(tài)水，數(shù)值模擬也顯示適合液態(tài)水存在的氣候條件可以短暫出現(xiàn)在當(dāng)今火星某些地方。但是，氣溫最高的火星低緯度地區(qū)是否存在液態(tài)水，一直以來都缺少直接的觀測證據(jù)。 

2021年我國“天問一號”火星任務(wù)搭載的“祝融號”火星車成功著陸于烏托邦平原（Utopia Planitia，UP）南部邊緣，該地區(qū)屬于火星低緯度地區(qū)。截止冬季休眠，“祝融號”火星車工作了350多個火星日，行程約2000米，獲得了大量寶貴的科學(xué)探測數(shù)據(jù)。 

中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員秦小光、王旭、吳海斌，聯(lián)合國家天文臺研究員劉建軍、任鑫，大氣物理研究所博士孫詠等，利用“祝融號”搭載的導(dǎo)航地形相機(jī)、多光譜相機(jī)和火星表面成分探測儀，對該地區(qū)沙丘表面的微觀形貌特征和物質(zhì)成分特征開展研究。結(jié)合“祝融號”火星氣象儀的實(shí)測數(shù)據(jù)和其他火星探測器的地表觀測氣象數(shù)據(jù)，在排除地下水和CO2的可能后，科研人員確定這些表面特征與降溫時在含鹽沙丘表面的降霜或降雪有關(guān)。

含鹽沙粒促使霜雪在低溫下融化形成含鹽液態(tài)水，鹽水干燥后含水的硫酸鹽、蛋白石和鐵氧化物等含水礦物膠結(jié)沙粒形成風(fēng)沙團(tuán)粒乃至結(jié)殼，且結(jié)殼進(jìn)一步干燥形成龜裂。后期的再次降霜降雪在結(jié)殼上進(jìn)一步形成多邊形脊和帶狀水痕等液態(tài)水活動痕跡。

同時，根據(jù)沙丘上隕石坑的統(tǒng)計，研究人員確定沙丘形成于距今約40萬年至140萬年前以后，結(jié)合水的三相圖關(guān)系推定，在晚亞馬遜紀(jì)的火星地軸大傾角時期，水汽從極地冰蓋向赤道方向的擴(kuò)散傳輸導(dǎo)致火星低緯度地區(qū)出現(xiàn)多次濕潤環(huán)境。由此研究提出，火星地軸大傾角時低緯度地區(qū)低溫有助于降霜降雪、導(dǎo)致含鹽沙丘表面結(jié)殼和團(tuán)粒化，造成沙丘固化并留下液態(tài)水活動痕跡的形成模式。 

上述成果推進(jìn)了在火星低緯度地區(qū)液態(tài)水地面觀測證據(jù)的研究，揭示了在表面溫度相對溫暖、適宜的低緯度地區(qū)，現(xiàn)代火星氣候可出現(xiàn)更潮濕的環(huán)境。這對探索火星氣候演化歷史、尋找宜居環(huán)境具有重要意義，并為未來尋找生命存在提供了關(guān)鍵線索。

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