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火星似乎传来了属于它的“心跳”声——一种规律性轻微脉动,或将揭示这颗红色星球的深藏秘密:今天,它的地下深处,很可能仍流动着液态水。北京大学地球与空间科学学院李嘉琪团队获得的这一突破性发现,为探寻火星生命之源提供了令人振奋的新证据。

今天,我们就来探秘火星,了解天问一号探测器、祝融号火星车获取了哪些宝贵的科学数据,帮助我们解开了哪些关于火星的谜团。

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有没有水?

之前,我国科学家在分析祝融号的探测数据时就发现:祝融号在着陆区附近探测时所走过的岩土,与火星表面常见的火山岩之间存在明显差别,其层理结构不像是由多年风沙沉积所形成的,反而具备了许多水流冲刷地貌的特点。科学家推断,这些岩石可能形成于北部乌托邦平原古海洋的海退过程,这一推论很好地支持了火星北部曾经存在过古海洋的假说。

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祝融号与着陆平台合影 (图片来源 / 中国载人航天工程办公室)

除此之外,由于地面像一层硬壳,祝融号在火星行走的初期,出现过车轮打滑的情况。对获取的数据进行光谱分析后,人们推测这与地面的岩石结构有关,火星地表岩石可能含有水合二氧化硅或含水硫酸盐,这些物质都需要大量的液态水才能形成。

随着探测的不断深入,祝融号发现周围的沙墙上也存在着各式各样的裂纹,这些裂纹很像液态水蒸发后留下的痕迹,或是大气中的水汽在霜降与降雪过后,在岩土上留下的痕迹。

综合分析这些探测数据,科学家推演出了火星沙丘表面特征的演化模型,对数百万年前火星的气候条件有了新的推测。

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吹吹北风

火星上常年风沙肆虐,岩土遍布,形成了许多不同形态的风沙地貌。

在祝融号的着陆区中,有一种典型的风沙地貌——横向风成脊(在横风的作用下,经过多年变化形成的,突出地面如同山脊的结构)。它的形成过程与火星上的风力、风向等因素密切相关,是科学家研究火星气候特征的重要对象,可以帮助人们推测火星的古气候环境。

科学家通过计算祝融号着陆区横向风成脊的脊线、顺风剖面和风成床的形态特征,惊喜地发现,其与地球上存在的巨型沙波纹形态参数较为相似。更有趣的是,火星上横向风成脊的两翼方向指向南方——只有在北风之下才能形成这样的形态。综合祝融号测量到的火星风场信息,我们可以推断,火星上古时期也许时常刮起北风。

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祝融号行驶的车辙清晰可见(图片来源 / 中国载人航天工程办公室)

除了风向,祝融号还一路测量了风速、温度、气压等信息:白天,它身边的风速在2米/秒~6米/秒,最大可达10米/秒(根据《风力等级》国家标准,5级风的风速为8米/秒~10.7米/秒)。不过,火星大气十分稀薄,只有地球的约1%,若将火星的风换算到地球上来,其风力要小上不少。

但火星的温度并不像风力那样“和善”。祝融号记录的温差接近90摄氏度。想要在这里获取液态水,还是要经受相当严峻的考验。

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首张火星“全身照”

2023年4月,天问一号捕捉的中国首次火星探测火星全球影像图发布,其空间分辨率达到了76米,为国际领先水平。清楚地展示了火星表面的山川、峡谷等地貌特征,为我国开展后续火星探测与科研任务打下了重要基础。

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天问一号火星探测器传回的首幅火星图像,在距离火星约 220 万公里处拍摄,采用黑白模式成像

按计划,我国将在2028年发射天问三号,完成采集火星表面岩土样品并返回地球的任务,这是一个前所未有的伟大目标。火星的起源是什么?经历了哪些地质演化?以及最重要的问题——是否有生命存在过?相信到那时,我们将对这些问题展开更加深入的研究。

宇宙的奥秘离我们并不遥远,欢迎您和孩子一起讨论:如果我们能去火星,最想探索什么?在评论区留下你们的“火星梦想”吧!

责任编辑|赵青云

运营编辑|赵青云
质量审核 | 李雅欣 王维嘉
图文来源 | 《知识就是力量》杂志《询天问火 火星回答了我们什么?》,撰文/韩大洋,原文有删改,原创作品转载请注明来源。

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