近日，該校肖龍教授團隊研究成果《火星近期水活動(dòng)：來(lái)自祝融號著(zhù)陸區烏托邦平原橫向風(fēng)成脊的證據》以封面文章形式發(fā)表在《地球物理研究通訊》。研究團隊首次在火星橫向風(fēng)成脊表面識別出小型多邊形裂隙，研究發(fā)現裂隙分布區的表面可能存在石膏等含水硫酸鹽礦物，為了解火星表面水活動(dòng)，評估當前火星的宜居性這一關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，提供了新線(xiàn)索。

　　火星的水活動(dòng)特征一直是火星探測與研究所關(guān)注的焦點(diǎn)。一般認為，自諾亞紀（約 37 億年以前）以來(lái)，火星的地表水活動(dòng)逐步減弱。進(jìn)入亞馬遜紀（約 30 億年前至今），氣候變得干旱寒冷，液態(tài)水難以在火星表面穩定存在，而水則主要以冰的形式貯存于火星兩極及中高緯度地表以下的土壤和巖石中。

　　雖然有研究認為火星沖溝和復現性斜坡紋可能指示了近期的液態(tài)水活動(dòng)，但它們的成因依然存在爭議。整體而言，與火星近期水活動(dòng)相關(guān)的地貌證據依然缺乏。

　　2021 年 5 月，我國“天問(wèn)一號”探測器攜帶的“祝融號”火星車(chē)著(zhù)陸于烏托邦平原南部，在其著(zhù)陸及巡視范圍內分布有大量的橫向風(fēng)成脊（TAR）。橫向風(fēng)成脊是火星表面一類(lèi)特殊的風(fēng)成地貌，是研究火星大氣運動(dòng)及氣候特征的重要載體。本研究利用高分辨率遙感數據，在火星車(chē)著(zhù)陸區 2 km×2 km 范圍內識別出 354 個(gè)橫向風(fēng)成脊，并根據形態(tài)特性劃分出三個(gè)類(lèi)型（圖 1），提出了該區域橫向風(fēng)成脊的兩階段演化模型，指示著(zhù)陸區當地的盛行風(fēng)向曾經(jīng)發(fā)生過(guò)一次顯著(zhù)的改變。

　　研究團隊利用“祝融號”導航與地形相機數據，對火星車(chē)巡視路線(xiàn)上的橫向風(fēng)成脊表面形貌特征進(jìn)行了詳細刻畫(huà)，首次在火星橫向風(fēng)成脊表面識別出小型多邊形裂隙（圖 2）。同時(shí)，對原位光譜數據的解譯表明，這些裂隙分布區的表面可能存在石膏等含水硫酸鹽礦物，顯示了水在這些多邊形裂隙的形成過(guò)程中起到的重要作用。

　　基于上述分析結果，結合著(zhù)陸區的地質(zhì)背景，研究認為這些多邊形裂隙可能存在兩種成因：地下水通過(guò)毛細作用被輸送至橫向風(fēng)成脊表面，在水分蒸發(fā)過(guò)程中表面收縮形成多邊形；地表與大氣中的水汽交換導致橫向風(fēng)成脊表面形成硬化的砂質(zhì)殼層，殼層破裂形成多邊形裂隙。在當前的火星環(huán)境條件下，第二種成因機制最為可能。

　　同時(shí)，由于橫向風(fēng)成脊是火星表面較為年輕的地貌（可能小于 100 萬(wàn)年），且這些多邊形裂隙在橫向風(fēng)成脊演化的后期形成，因此它們可能指示了火星近期水活動(dòng)及地表 — 大氣水的交換過(guò)程，從而為研究火星在當前寒冷干旱氣候條件下的水循環(huán)提供了線(xiàn)索。

　　該成果得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、民用航天預研項目等聯(lián)合支持。