我国科学家日前利用祝融号火星车获取的数据，在地质年代较年轻的祝融号着陆区发现了水活动迹象，表明火星该区域可能含有大量以含水矿物形式存在的可利用水。该研究由中国科学院国家空间科学中心刘洋研究员团队完成，相关成果12日在国际学术期刊《科学进展》发表。

　　截至目前，祝融号火星车已在火星表面行驶1年，累计行驶近2千米，获得了大量宝贵的科学探测数据。此次发现标志着祝融号实现了国际上首次利用巡视器上的短波红外光谱仪在火星原位探测到含水矿物。

　　富含硫酸盐的岩化硬壳。

火星原位探测到含水矿物

　　作为太阳系中与地球同处于 “宜居带”的行星，火星是人类探寻地外生命的绝佳地点。火星是如何从温暖湿润变得寒冷干燥的？火星的水环境演化经历了怎样的历程？历来是人们关注的重要内容。

　　记者从中国科学院国家空间科学中心获悉，该中心刘洋研究员团队基于祝融号火星车获取的短波红外光谱和导航地形相机数据，在着陆区发现了岩化的板状硬壳层，通过分析光谱数据发现，这些类似沉积岩的板状硬壳层富含含水硫酸盐等矿物。

　　研究团队推断，这些富含硫酸盐的硬壳层可能是由地下水涌溢或者毛细作用蒸发结晶出的盐类矿物胶结了火星土壤后经岩化作用形成。这也标志着祝融号实现了国际上首次利用巡视器上的短波红外光谱仪在火星原位探测到含水矿物。

理解火星气候演化历史

　　2021年5月15日，中国首次火星探测任务“天问一号”搭载的祝融号火星车成功着陆于火星乌托邦平原南部（北纬25.066°、东经109.925°）区域。截至目前，祝融号火星车已在火星北部低地的乌托邦平原区域行驶近1年，累计行驶近2千米，获得大量宝贵的科学探测数据。

　　已有的撞击坑定年工作显示，祝融号着陆区位于经过了后期重塑事件的年轻亚马逊纪地层，是火星地质年代几个主要阶段（前诺亚纪、诺亚纪、西方纪和亚马逊纪）的末期，气候已经从以前的暖湿变为以寒冷干旱为主。

　　已有的研究认为火星在亚马逊纪时期气候寒冷干燥，液态水活动的范围和程度极其有限。祝融号在地质年代较为年轻的着陆区发现水活动的迹象表明，亚马逊纪时期的火星水圈可能比以往认为的更加活跃，这一发现对理解火星的气候环境演化历史具有重要意义。

富含含水硫酸盐等矿物

　　轨道遥感数据分析显示，祝融号火星着陆点周围分布的多种地貌特征指示乌托邦平原曾经可能存在大量的挥发分。但受限于空间分辨率和覆盖率，轨道遥感数据并没有在着陆区附近发现含水矿物，这为此类地貌的形成机制和该地区水活动的性质带来诸多疑问。

　　祝融号火星车获取的短波红外光谱和导航地形相机数据帮助解决了这个难题。刘洋研究员和合作者通过对祝融号光谱和数据进行分析，发现一种形貌上类似沉积岩的岩石类型——板状的亮色岩石。这些板状岩石通常部分被灰尘和土壤覆盖，显示出剥落的表面，表明受到热应力和风成作用的物理风化。研究人员利用短波红外光谱在这些亮色板状岩石中探测到了之前轨道数据在该区域没有识别到的含水矿物，推测其为含水硅或含水硫酸盐。

　　研究团队认为，这些亮色岩石与美国“海盗一号”火星着陆器原位观察到的破碎岩石在形貌上相似，是一层本地发育的硬壳，但“海盗一号”着陆区的硬壳层相对脆薄，可能是由大气中的水汽长期和火星表面土壤相互作用胶结形成。

　　进一步对比分析表明，祝融号着陆点的硬壳似乎更耐侵蚀，并在周围松散的土壤中形成厚层，这需要大量的液态水，而单靠大气中的水蒸气无法形成。同时，研究发现着陆区不存在明显的地表径流或河道留下的痕迹，而且巡视路线周围并未发现由水体蒸发形成的蓬松松脆的表面和盐霜残留物，从而排除了表面大规模水体活动的可能。

可供未来载人火星探测

　　祝融号火星着陆点的硬壳地貌是如何形成的？研究团队提出一种形成机制认为，沉积期前的土壤风化层在富含盐类的地下水上升或渗透期间经历胶结和岩化作用，形成观察到的板状岩石。盐类胶结物从毛细孔隙或靠近潜水面的地下水中沉淀，发生活跃的蒸发和聚集。地下水位的间歇性波动可能会使硬壳进一步增厚，并形成层状结构。随后覆盖在硬壳上的表土受到侵蚀作用流失，使得抗侵蚀的硬壳层暴露出来。

　　研究团队指出，祝融号火星车的发现表明，火星在亚马逊纪时期的水活动可能比以前认为的更加活跃。祝融号着陆区（以及火星北部平原的广泛区域）可能含有大量以含水矿物形式存在的可利用水，可供未来载人火星探测的原位资源利用。

/ 延伸 / 

-100℃！祝融号四招火星“过冬”

　　2021年5月“天问一号”着陆巡视器成功着陆火星，当时火星正处于夏末秋初季节。火星上也有昼夜交替和四季变化，火星的公转周期约是687天，所以火星每个季节的平均持续时间约是地球上的2倍。目前，火星的北半球正在进入冬季，祝融号准备在火星越冬了。

　　根据测量，火星车所在地正午最高温度已降至零下20℃，夜间环境温度低至零下100℃以下，预计7月中下旬将进入一年中最冷的时节。由于存在沙尘天气影响火星车太阳翼电池阵的发电能力，祝融号在火星如何过冬呢？设计团队在设计之初，就对祝融号火星车在抗低温、抗沙尘、电力保障等多方面，进行了有针对性的设计，确保它在火星执行巡视探测过程中的安全。针对冬季的沙尘天气发生次数较多，设计人员为祝融号制定了四项措施。

　　特殊的太阳翼电池片材料让灰尘掉落。太阳翼的电池片是一种特殊的材料，叫超疏基材料。就跟荷叶一样，水珠落上去就可以滑落，灰落上去之后比较容易吹掉。

　　太阳翼还有对太阳的定向跟踪功能。尽管到了冬季，太阳的高度相对低一些，但火星车的这对翅膀依旧会像向日葵一样，随着太阳的东升西落而变化位置，最大限度地获取太阳能。

　　第三项措施就是在风沙的天气条件下，火星车可以通过改变工作模式来保存体力、减少能源的消耗。

　　第四个措施就是休眠唤醒，为了安全度过火星寒冬、沙尘暴等极端天气，祝融号火星车设计了自主休眠等工作模式，在能源降低到一定程度后会自动进入休眠模式，等到环境条件逐渐转好后再恢复正常工作模式。

本版文图据新华社

　　央视新闻