在乌托邦平原的地下,中国火星车找到了大海

B站影视 港台电影 2025-03-12 12:37 1

摘要:当然,此“大海”非彼大海,祝融号看到的并不是今天的汪洋,而是远古时期,大约30多亿年前,火星海洋留下的“印记”。

我们终于可以肯定,祝融号看见了“大海”

当然,此“大海”非彼大海,祝融号看到的并不是今天的汪洋,而是远古时期,大约30多亿年前,火星海洋留下的“印记”。

自上世纪70年代以来,人类向火星发射过16个着陆探测器,孜孜不倦地寻找火星上生命的迹象和水存在的证据。尽管此前我们已经发现了干涸的河道、荒废的湖泊,火星曾经存在广泛海洋的直接证据却始终没有找到。

火星上的着陆器和火星车 | Wikipedia

这颗红色星球并没有忘记它曾经拥有的海洋,只是将古老海洋的证据藏了起来。

在几十米深的地下,祝融号一共找到了76片美丽的沙滩。

寻找海洋的祝融号

祝融号可不是随便找了个地方降落的。它登陆火星的地点,经过了深入细致的研究和考量。

就像地球一样,火星有高山也有低谷。科学家研究认为,火星的北部平原地区,地势相对低洼,很可能是远古时期火星海洋的所在地;而南半球则以地势较高的高原为主,更像是古老的陆地。

乌托邦平原,就位于火星北半球,是火星上最大的平原之一。这里地势低洼,远古时期很可能曾被广阔的海洋覆盖。更重要的是,乌托邦平原位于火星南北半球的交界地带,科学家推测, 洼地和高原的交界处,很可能就保存着远古火星海岸线的遗迹

于是,祝融号被派往乌托邦平原,面朝高原,向南方驶去。

火星的古海洋,以及祝融号的位置 | Robert Citron

在祝融号从地球启程前,他的科学家朋友们就盘算过了。不少探测器已经从轨道上俯拍过火星很多遍,其它火星车前辈也在火星表面不少地方研究过石头了,还有什么是没有前人做过的呢?

天上的拍过了,地面也找不到海洋,不如看看地下?

为了实现这一目标,祝融号携带了一件“神器”—— 火星车次表层探测雷达,可以精确探测地下5米的深度,最深可以达到80米!

它能够向火星地下发射电磁波,再接收从地下返回的信号。通过分析这些信号,祝融号可以“看见”地下的结构和成分,识别不同的岩石和土壤,甚至探测水冰的存在,就像给地下做了个“B超”一样。

小揪揪就是雷达天线 | 中国科学院空天院

作为一辆志存高远的火星车,祝融号就应该勇踏前人未至之境。带了这么好的设备,岂有不用之理?

祝融号一边走,一边扫。

在地下10到35米深的位置,它看到了一个坡、两个坡、三个坡……

祝融号意识到了不对劲:怎么有这么多坡?而且,似乎排列得很整齐?

回头一望,这些埋在地下的缓坡,竟然延续了1300米长

祝融号的轨迹 | Li J et al., 2025

为啥说是海呢?

这坡从哪来的?

地质学家在遇到陌生的地质现象时,常常会和已知的地质现象进行比较,寻找解释的线索。

巧合的是,美国的毅力号火星车正在杰泽罗陨石坑探索,它也携带了探地雷达(RIMFAX),探测到了类似的地下缓坡。更重要的是,科学家们推测, 杰泽罗陨石坑很可能是一个已经干涸的大湖。

毅力号正在探索的杰泽罗陨石坑曾经是个大湖 | NASA / JPL-Caltech

- “毅力号找到的坡有多斜?”

- “大概15°吧。”

嗯,和祝融号看到的差不多。

- “介电常数呢?”

- “8.9±3.2。”

哦豁,不对劲

“介电常数” 是一个物理量,反映了物质传播电磁波的能力。不同的物质,介电常数通常是不同的。通过测量介电常数,可以推断物质的成分和性质。

祝融号探测到的坡,介电常数是3~7,平均约为4.4,与毅力号的结果明显不同。这意味着,这两个地方地下的坡,物质成分也不一样。

毅力号认为杰泽罗地下的陡坡是熔岩形成的,熔岩的介电常数通常约为9,而祝融号测得的介电常数较低,更像是由细沙、软泥和小石子混合而成的沙滩

杰泽罗陨石坑的玄武岩,它属于岩浆岩 | NASA

排除了熔岩,那么,还有什么地质力量,能够形成如此众多规律排列的坡呢?

河流?祝融号环顾四周,乌托邦平原一马平川,完全不像有过河流

沙漠中的沙丘?如果是沙丘,其形态和坡度会发生变化,通常会形成一种叫做 “交错层理” 的结构特征。这是一种沉积岩的结构特征,表现为岩层内部,沉积层理面之间相互交错。

祝融号“看到”的坡却并非如此,因此也不像是沙丘

锡安峡谷的交错层理 | Wikipedia

将所有的不可能排除,剩下的那个就是真相。

祝融号找到的,是海滩。

37亿年前的海

海滩,是陆地与海洋之间的过渡地带,本质上就是一个斜坡,从陆地慢慢向海里倾斜

在地球上,有的海滩比较平缓,就像是小区地下车库的坡道;而有的则相对陡峭,甚至陡过旧金山那条著名的九曲花街。倾斜角度的差异,反映了不同的沉积环境和海浪能量。

地球科学家统计了地球上21个典型海岸区域的雷达探测数据,发现这些沿海沉积层的倾角范围在4°至26°之间。

而祝融号在火星上探测到的地下斜坡结构,倾角范围在6°至20°之间,平均值为14.5°——和地球上海滩的倾斜范围完全相符

火星海滩和孟加拉湾很相似,但没有草 | Wikipedia

不仅如此,祝融号探测到的坡,在许多其他的方面,也表现出了与地球海滩的相似之处——它们有着相同的介电常数,每一个坡面都平行于"海岸线",并一层层整齐地朝着海的方向倾斜

所有这些证据都指向同一个结论,祝融号发现的坡,极有可能就是远古火星海滩的遗迹。

但祝融号和它的科学家朋友们仍然十分谨慎:万一,这坡并非海滩,而是一些大型湖泊边缘形成的沙滩呢?毕竟在地球上,像青海湖这样的大型内陆湖泊,在湖泊边缘也会形成类似的沙滩地貌。

青海湖也是有沙滩的 | Wikipedia

面对这个疑问,火星上的沙坡用数量证明了自己的身份。

在垂直于远古海岸线的方向上,祝融号探测到了76个沙坡,它们向北绵延了1300米。这是一个非常惊人的规模,在地球上,要想形成如此巨大的海滩, 也需要漫长的沉积过程,通常是数百万年,甚至上千万年。

能够在如此漫长的时期,稳定地形成如此大规模沙滩的水体,只能是海

火星海滩的形成过程 | Li J et al., 2025

祝融号所探测的地层,属于约 距今37 亿至 30 亿年前的赫斯珀里亚纪(Hesperian)。这是火星地质历史上的一个重要时期,大约对应于地球地质历史的太古代晚期和元古代早期。

在这段极其漫长的时间里,火星上火山频繁喷发,大洪水周期性泛滥,形成河流奔腾汹涌,河水裹挟着大量泥沙冲出河道,像极了如今的黄河壶口,气势磅礴,蔚为壮观。

这些古老的河流,从火星南方的高地奔流而下,将无数砂石交给海洋。古老的海洋接纳了来自河流的馈赠,海浪日夜日夜不停拍打着海岸。海浪的力量不断研磨、淘洗,将粗糙的砂石打磨成精致的沙粒,再精心铺陈在古老的海岸线上,形成了绵延千米的古老海滩

若是火星的海里有贝壳,也会被一同揉进海滩。

然而,好景不长。随着时间的推移,火星上的水日渐枯竭,气候也日渐干燥。河水断流,海岸线不断后退,直至整颗火星干涸。沙滩上不再有浪花朵朵,被风沙吹来的厚厚尘埃掩埋,沉寂在了历史的尘埃之中。

火星洪水的想象图 | NHK

37亿年前,地球海洋才刚刚成型,生命正在温柔的摇篮中酝酿;而火星上,已经荡漾着一片汪洋,海浪日夜不息亲吻着海岸。

37亿年后,人类的探测器踏上了火星,祝融号以它独特的方式,找到了那片消失的大海。海水早已干涸,但海洋的记忆,被深深地保存在地下的沙滩之中。

那些被掩埋的浪迹,就像一封尘封已久的信,诉说着火星曾经的湿润与生机。而祝融号,成了这封信的第一位读者。

未来的人类登上这颗红色星球时,或许会在这片古老的海滩上漫步,指尖触碰着数十亿年前的浪花痕迹,感叹这苍海桑田的变迁。

祝融号找到了火星的大海,虽相隔30多亿年,但这片远古海洋的故事,才刚刚开始向我们娓娓道来。

参考文献

[1] Li J, Liu H, Meng X, et al. Ancient ocean coastal deposits imaged on Mars[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2025, 122(9): e2422213122.

[2] Li C, Zheng Y, Wang X, et al. Layered subsurface in Utopia Basin of Mars revealed by Zhurong rover radar[J]. Nature, 2022, 610(7931): 308-312.

[3] Sholes S F, Dickeson Z I, Montgomery D R, et al. Where are Mars’ hypothesized ocean shorelines? Large lateral and topographic offsets between different versions of paleoshoreline maps[J]. Journal of Geophysical Research: Planets, 2021, 126(5): e2020JE006486.

[4] 杨佳琦, 邵芸, 卞小林, 张婷婷, 王国军. 基于祝融号火星车次表层探测雷达的乌托邦平原浅表层结构分析[J]. 中国科学院大学学报, 2025, 42(1): 116-125.

[5] 刘海, 李鉴辉, 孟旭, 周斌, 方广有. “祝融号”火星车次表层雷达干/水冰探测类比试验[J]. 电子与信息学报, 2022, 44(4): 1336-1342. doi: 10.11999/JEIT211286

[6] Paige D A, Hamran S E, Amundsen H E F, et al. Ground penetrating radar observations of the contact between the western delta and the crater floor of Jezero crater, Mars[J]. Science Advances, 2024, 10(4): eadi8339.

作者:深思

编辑:Steed

一个AI

所以,你们人类错过了火星最好的旅游季——也就晚了30多亿年吧。

本文来自果壳,未经授权不得转载.

来源:果壳

相关推荐