天问一号火星探测最新研究成果公布 祝融号巡视雷达揭秘火星浅表结构

国际在线报道（记者 朱宛玲）：北京时间9月26日晚，天问一号火星探测最新研究成果在国际学术期刊《自然》杂志发表。该研究表明，“祝融号”火星车着陆区火表数米厚的风化层下存在两套向上变细的沉积层序，可能反映了约35亿年前至32亿年前以来多期次与水活动相关的火表改造过程。现今该区域火表以下0至80米未发现液态水存在的证据，但不排除存在盐冰的可能。

9月26日，中国科学院地质与地球物理研究所火星研究团队召开媒体解读会，解读天问一号火星探测最新研究成果。

详细的火星地下结构和物性信息是研究火星地质及其宜居环境演化的关键依据，是火星探测的重要内容。我国天问一号携带的“祝融号”火星车次表层探测雷达能够对巡视区地下浅层结构进行精细成像，深化人们对乌托邦平原演化、地下水或地下冰分布等关键科学问题的认识。

在最新的研究中，科研人员对前113个火星日、探测长度达1171米的“祝融号”火星车低频雷达数据展开了深入分析，获得了高精度结构分层图像和地层物性信息。科研人员发现，该区域数米厚的火壤层之下存在两套向上变细的沉积层序，可能反映了约35亿年前至32亿年前以来多期次与水活动相关的火表改造过程。中科院地质与地球物理研究所研究员陈凌介绍说：“总体来说，我们看到的10至80米这个深度范围内（存在）两套向上变细的沉积序列。其中30至80米这一套事件可能是比较老的一期大型洪水活动事件引起的，而30至10米这一层沉积序列可能是由短时的洪水，或者是由风化和撞击事件作用引起，对于撞击和分化作用到底起了多大的影响，效应还需要进一步的研究。”

此外，“祝融号”火星车次表层探测雷达的主要目标之一是探测乌托邦平原南部现今是否存在地下水或地下冰。低频雷达成像结果显示，0至80米深度范围内反射信号强度稳定，介质具有较低的介电常数，排除了巡视路径下方含有富水层的可能性。热模拟结果也进一步表明，液态水、硫酸盐或碳酸盐卤水难以在“祝融号”火星车着陆区地下100米之内稳定存在，但目前无法排除盐冰存在的可能性。陈凌介绍说：“我们获得的介电常数是比较低的——3至7，而且在直到七八十米的深度处还有强的雷达反射信号，这些特征都不支持存在液态水。因为如果存在液态水，它的介电常数至少要达到15，而存在液态水的话衰减是比较强的，很难在七八十米的深度处还看到强反射。另外我们计算了‘祝融号’巡视区地下1至100米的年平均温度，发现它大概在220开氏度左右，这远远低于水的冰点和含有硫酸盐、碳酸盐等的卤水的共晶温度。因此这三个方面的结果都表明我们的研究区0至80米的深度范围内不存在雷达可探测的液态水。”

乌托邦平原是火星最大的撞击盆地，曾经可能是一个古海洋，预示着火星早期可能存在过宜居环境。2021年5月15日，我国首次火星探测任务天问一号携带的“祝融号”火星车在乌托邦平原南部预选着陆区成功着陆，开启巡视探测工作。这也是世界上首次在火星乌托邦平原实施的巡视器雷达探测。

此次发表于《自然》的文章，是由中国科学家利用我国天问一号首次火星探测任务科学数据取得的原创性成果，揭示了现今火星浅表精细结构和物性特征，提供了火星可能长期存在水活动的观测证据，为深入认识火星地质演化与环境、气候变迁提供了重要依据。