中國的祝融號火星車深入探測了火星表面之下，發現了兩次重大洪水的證據，這兩次洪水可能塑造了這個機器人自2021年5月著陸以來一直在探索的區域。
今天發表在《自然》雜誌上的一項分析是祝融號雷達成像儀的首個成果，該成像儀可以探測到地表以下100米。奧斯陸大學的行星科學家斯韋恩-埃裡克·哈姆蘭說：“這是一篇非常有趣的論文，我對他們用這種雷達能看到多深印象深刻。”他分析了美國宇航局的毅力號火星車收集的唯一先前的行星地面穿透雷達資料。
祝融號著陸點——位於火星北半球烏托邦平原的廣闊平原——的歷史一直困擾著科學家。一些人推測，水或冰曾經是這片景觀的特徵。來自太空的觀測已經確定了沉積物，表明該地區曾經是一個古老的海洋或被巨大的洪水淹沒，以及地質特徵，例如坑狀錐，類似於由水或冰形成的結構。今年5月，研究人員分析了中國火星軌道飛行器天問一號拍攝的著陸點紅外影像，發現水合礦物質，這些礦物質可能是地下水透過岩石上升或冰融化時形成的。
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但是該地區也可能被熔岩覆蓋，從而掩蓋了地下的一些水文過程。來自著陸點以東埃律西昂火山的噴發或其他火山活動可能已經用岩漿覆蓋了該地區，正如在烏托邦盆地的其他地區觀察到的那樣。透過研究雷達資料，研究人員希望瞭解發生了什麼，以及水或冰是否可能仍然潛伏在岩石之下。北京國家空間科學中心的行星科學家、研究合著者劉洋說：“我們想知道地表之下發生了什麼。”
地表之下
祝融號是中國在紅色星球上的第一輛火星車，它一直在探索烏托邦平原的南部。該火星車的地面穿透雷達發射高頻無線電波，可以穿透地表3至10米的深度，而低頻波可以到達地下100米，但解析度較差。該研究的作者分析了5月25日至9月6日期間在祝融號向南行駛超過1100米地形時採集的低頻資料。雷達訊號從地表下的物質反射回來，揭示了它們的顆粒大小及其保持電荷的能力。較強的訊號通常表示較大的物體。
雷達沒有發現任何液態水下至80米的證據，但它確實探測到兩個具有有趣模式的水平層。該團隊報告說，在10至30米深的層中，反射訊號隨著深度的增加而增強。研究人員說，這可能是由於較大的巨石位於該層的底部，而較小的岩石沉降在頂部。一個更古老、更厚的層在30至80米以下顯示出類似的模式。
中國科學院地質與地球物理研究所的地震學家、合著者陳玲說，較老的層可能是30多億年前快速洪水將沉積物帶到該地區的結果，當時火星上有很多水活動。
上層可能是大約16億年前另一次洪水造成的，當時有很多冰川活動。陳說，上層不太可能包含完整的熔岩流，因為它保持電荷的能力比完整的火山岩預期的要小。此外，研究人員沒有看到任何突然的層變化，當熔岩流遇到沉積物時，預計會出現這種情況。
火山的還是沉積的？
但是，陳說，薄薄的一層熔岩曾經覆蓋了上層，並且逐漸分解成較小的碎片，這是有可能的。澳門科技大學的行星科學家徐毅說，僅憑雷達資料無法明確揭示物質是沉積的還是火山的。
哈姆蘭說，雷達資料擅長指示地下物質的層理和幾何形狀，但不太擅長精確確定其成分，包括物質是冰還是岩石。他說，通常，研究人員依靠其他線索，例如從地表露出的岩石，來構建過去事件的圖景。作者說，他們不能排除該地區包含埋藏的鹽冰的可能性。
預計該任務將獲得更多雷達結果，包括祝融號繼續在火星上行駛期間採集的資料、已經進行的高頻雷達測量的結果以及天問一號的軌道雷達觀測結果，這些觀測結果深入行星內部。它們可能有助於澄清地形的細節。凌說：“這只是第一步。”
本文經許可轉載，最初於2022年9月27日首次發表。