研讨证明火星北部曾存在海洋 

研讨证明火星北部曾存在海洋 
 

2021年，我国天问一号火星使命搭载的“回禄号”火星车成功着陆于火星北部平原东部的乌托邦平原南部边际，坐落前人所提出的古海岸线邻近的北方荒漠组，为查验是否存在古海洋堆积供给了时机。

自着陆以来，“回禄号”一直在向南驶向潜在的海岸线区域，并对沿途出露的北方荒漠组地层展开观测。“回禄号”行进了约1921米（图1），运用不同的成像和剖析体系对露头和地表岩石进行具体的就位观测，其中导航和地势相机已经获得了106组全景图像，具体记录了“回禄号”行进路线邻近许多岩石的外表形状与结构特征。

图1：“回禄号”行进路线图和巡视区地势

肖龙介绍，“咱们查看火星车车载相机传回的照片，发现这些暴露的岩石发育层理结构，显著不同于火星外表常见的火山岩，也不同于风沙堆积构成的层理结构，这些层理知识指示的双向水流特色，与地球滨—浅海环境中的低能潮汐流一起。”

基于MSCam获取的岩石影像，肖龙教授研讨团队具体剖析了“回禄号”火星车巡视区内石块的外表结构。因为所观测的岩石都坐落回禄巡视区内，研讨团队将其代表的地质单元命名为：回禄段。研讨团队在研讨中发现段内的岩石一般保留有部分呈透镜状的交织层理组构，以多种小型交织层理为主，随同少量透镜状压扁层理和小型水道结构的堆积结构（图2）。

其中，组成交织层理的层系在两个相反的方向叠覆歪斜，指示双向古水流环境。此外，因为层系的厚度和粒度在不同方向上具有较大的差异，表明古水流在两个方向上存在强度差异。这种双向水流形式一般由具有周期性流向变化的流体作用所构成，在风成环境及河流环境中并不常见，但在地球的滨—浅海环境中很常见。比较于地球而言，火星只有两颗小卫星，使得其外表具有低能量的潮汐体系，在这种潮汐环境中只能构成小规模的层理结构。此外，研讨中辨认的底形和堆积结构具有支撑其为流水堆积而不是风成堆积的依据。

图2：“回禄号”观测的岩石和堆积层理素描图，岩石编号Sol50-08

本研讨中对回禄段岩石的观测结果是迄今为止首个支撑火星北部平原古海洋存在的直接性原位勘探依据。“回禄号”着陆点的方位表明，观察到的堆积结构可能构成于北部平原古海洋的海退过程中（图3）。

图3：西方纪亚尼罗海洋演化形式图

该研讨在北方荒漠组中发现的这些堆积结构，为重塑火星的前史供给了新的启示。“未来‘回禄号’对该区域的深化勘探和采样返回，将加深咱们对火星宜居性和生命痕迹保存的认识”，肖龙说。

本研讨工作的联合攻关团队来自国内外高校的13位合著者，我国地质大学（武汉）肖龙教授和黄俊教授为论文的一起第一作者，我国地质大学（武汉）肖龙教授和蒂姆·科斯基教授为论文的一起通讯作者。本研讨得到了我国国家航天局（CNSA）月球勘探与航天工程中心领导的我国首次火星勘探计划的支撑，科学数据由我国月球与深空勘探工程地面应用体系制造，由我国国家航天局供给。该研讨成果得到了国家自然科学基金、民用航空航天技术预研项目、科技部专项基金和国际地质科学联合会岩石圈项目等的联合支撑。