中國日報2月28日電（記者 閆東潔）近日，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院方廣有研究員領(lǐng)導(dǎo)的月球與火星探測雷達(dá)研究團隊發(fā)現(xiàn)，位于火星北半球烏托邦平原南部"祝融號"著陸區(qū)的地下10至35米深處存在多層傾斜沉積結(jié)構(gòu)。這些地質(zhì)特征與地球海岸沉積物高度相似，為火星中低緯度地區(qū)曾存在古代海洋提供了迄今最直接的地下證據(jù)。

這一成果以《火星成像發(fā)現(xiàn)古海洋地下沉積層》（Ancient ocean coastal deposits imaged on Mars）為題，于北京時間2025年2月25日發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）上。

火星因其與地球相似的地質(zhì)特征、季節(jié)性變化和晝夜節(jié)律而被科學(xué)家視為人類星際移民的首選目標(biāo)。過去數(shù)十年，人類對火星的探測已取得諸多里程碑成果，但這些發(fā)現(xiàn)大多集中在環(huán)境極端寒冷的火星高緯度或極地區(qū)域，并且關(guān)于火星北部低地是否曾存在浩瀚海洋的爭論始終存在，這使得獲取火星古海洋的直接證據(jù)至關(guān)重要。

中國首輛火星車祝融號于2021年5月15日著陸于烏托邦平原南部，搭載有中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院研制的火星次表層穿透雷達(dá)，用于探測地下結(jié)構(gòu)和可能存在的水冰。祝融號行駛的路線位于前人提出可能存在的古海洋海岸線以北約 280 km處，海拔比該海岸線低約500 m。

研究團隊通過分析祝融號雷達(dá)低頻通道實測數(shù)據(jù)，在火星車沿途地表以下10至35米深度范圍內(nèi)識別出76個地下傾斜反射體。這些發(fā)射體空間分布廣泛且均勻，覆蓋范圍超過1.3公里，所有反射體均呈現(xiàn)向北方低地方向傾斜的特征，傾角介于6°至20°之間、平均傾角為14.5°，且在相同位置的不同深度可觀測到多個平行分布的反射體。這些層理結(jié)構(gòu)與地球沿海沉積物的雷達(dá)成像結(jié)果驚人地相似，其一致性和物理特性排除了風(fēng)成沙堆、熔巖管道或河流沖積等其他成因。這些沉積物的大規(guī)模存在表明，風(fēng)浪驅(qū)動的沿岸輸送為海岸線提供了穩(wěn)定的泥沙凈流入，并形成了海岸線前積層，這種結(jié)構(gòu)只有在持久穩(wěn)定的大型水體環(huán)境中才能形成，而非僅僅是局部和短暫的融水現(xiàn)象。

這項研究不僅提供了火星北部平原曾存在古代海洋的關(guān)鍵地下證據(jù)，還揭示了火星曾經(jīng)經(jīng)歷過長期溫暖濕潤的氣候期，這意味著火星可能曾長期維持適宜液態(tài)水存在的溫度和氣壓條件，遠(yuǎn)超之前估計的短期融水事件。此外，研究發(fā)現(xiàn)的海岸線沉積物電介質(zhì)特性與地球上由細(xì)砂和中砂顆粒的介電常數(shù)一致，這也進(jìn)一步證實了其海洋沉積物的性質(zhì)。

此次發(fā)現(xiàn)的最大意義，在于將火星液態(tài)水的證據(jù)從火星人跡罕至的極地地區(qū)，擴展到了更適合人類活動的中低緯度地區(qū)，證實了火星可能曾經(jīng)是宜居的。如果這一區(qū)域曾存在海洋，那么隨著氣候變遷，大量水分可能以地下冰的形式被封存，為未來火星基地的水資源利用提供了可能，也將大大降低火星基地的建設(shè)和維護成本。此外，這些古海洋沉積物保存了火星氣候變化的歷史記錄，研究這些沉積物可以幫助我們理解火星如何從溫暖濕潤轉(zhuǎn)變?yōu)楹涓稍?，進(jìn)而指導(dǎo)人類如何改造火星環(huán)境，實現(xiàn)火星的長期可持續(xù)居住。

本研究由來自廣州大學(xué)、中國科學(xué)院、同濟大學(xué)、賓夕法尼亞州立大學(xué)以及加利福尼亞大學(xué)伯克利分校等機構(gòu)的國際科學(xué)家團隊共同完成，廣州大學(xué)博士生李鑒輝和劉海教授為共同第一作者，劉海、Michael Manga和方廣有擔(dān)任通訊作者。研究得到了中國國家航天局、中國首次火星探測任務(wù)（天問一號）團隊的支持，同時也獲得了中國國家自然科學(xué)基金和廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金的資助。