近日，中國地質大學（武漢）教授肖龍團隊研究成果《火星近期水活動：來自祝融號著陸區烏托邦平原橫向風成脊的證據》以封面文章形式發表在《地球物理研究通訊》。研究團隊首次在火星橫向風成脊表面識別出小型多邊形裂隙，研究發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，評估當前火星的宜居性這一關鍵科學問題，提供了新線索。

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“祝融號”火星車拍攝的橫向風成脊表面的多邊形裂隙。課題組供圖

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“祝融號”著陸區橫向風成脊的演化模式及表面多邊形裂隙可能的形成機制。課題組供圖

火星的水活動特征一直是火星探測與研究所關注的焦點。一般認為，自諾亞紀（約37億年以前）以來，火星的地表水活動逐步減弱。進入亞馬遜紀（約30億年前至今），氣候變得干旱寒冷，液態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水活動，但它們的成因依然存在爭議。整體而言，與火星近期水活動相關的地貌證據依然缺乏。

2021年5月，我國“天問一號”探測器攜帶的“祝融號”火星車著陸于烏托邦平原南部，在其著陸及巡視范圍內分布有大量的橫向風成脊（TAR）。橫向風成脊是火星表面一類特殊的風成地貌，是研究火星大氣運動及氣候特征的重要載體。本研究利用高分辨率遙感數據，在火星車著陸區2 km×2 km范圍內識別出354個橫向風成脊，并根據形態特性劃分出三個類型，提出了該區域橫向風成脊的兩階段演化模型，指示著陸區當地的盛行風向曾經發生過一次顯著的改變。

研究團隊利用“祝融號”導航與地形相機數據，對火星車巡視路線上的橫向風成脊表面形貌特征進行了詳細刻畫，首次在火星橫向風成脊表面識別出小型多邊形裂隙。同時，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程中起到的重要作用。

基于上述分析結果，結合著陸區的地質背景，研究認為這些多邊形裂隙可能存在兩種成因：地下水通過毛細作用被輸送至橫向風成脊表面，在水分蒸發過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成脊表面形成硬化的砂質殼層，殼層破裂形成多邊形裂隙。在當前的火星環境條件下，第二種成因機制最為可能。

同時，由于橫向風成脊是火星表面較為年輕的地貌（可能小于100萬年），且這些多邊形裂隙在橫向風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及地表—大氣水的交換過程，從而為研究火星在當前寒冷干旱氣候條件下的水循環提供了線索。

據悉，論文第一作者為中國地質大學（武漢）博士王江，通訊作者為中國地質大學（武漢）地質探測與評估教育部重點實驗室副研究員趙健楠。

相關論文信息：https://doi.org/10.1029/2022GL101650