行星地质团队的新成果：对天问三号火星采样着陆选址提供新思路

地大新闻网讯（通讯员 翟复胜）近日，我校地球科学学院行星地质团队，在《自然·天文学》期刊发表了题为《火星北部古海洋假说和来自祝融号的启示》的论文。2022级博士生王乐为论文第一作者，黄俊教授为通讯作者。

该研究综述了支持和反对火星北部古海洋假说的证据，讨论了近期我国祝融号火星车为支持古海洋假说所做的贡献，以及为揭示古海洋假说可探测的重点目标，对我国天问三号火星采样返回任务的着陆选址提供了新思路。

古海洋是火星地质演化中重要的地质过程，在认识火星早期气候、北部平原沉积历史和探测生命痕迹中具有关键性作用。自上世纪八十年代，基于维京号探测成果提出古海洋假说以来，围绕该假说开展了大量科学研究，目前仍是存在争议的话题。前人发现了大量支持古海洋假说的证据，包括：海岸线地貌、海啸沉积地貌、外流渠道和北方荒原组沉积地层，以及三角洲等。

火星表面古海岸线和水活动地貌的全球分布

支持古海洋假说的地貌证据

尽管已经有如此多的证据支持火星北部平原曾经存在海洋的假说，仍然有一些与之相悖的现象对古海洋假说产生挑战，包括：目前识别的海岸线在横向上高程差别较大，不位于一个等势面上；沉积盆地之间的高地形缺乏河流侵蚀地貌；未蚀变的橄榄石和黄钾铁矾指示火星干燥的气候条件，可能没有足够的水形成海洋；气候模拟结果表明，火星早期气候为寒冷冰冻，导致水分在绝热冷却效应的作用下以冰雪的形式被集中固定在南部高原，无法形成海洋。

我国天问一号火星探测任务的祝融号火星车，对乌托邦平原内的北方荒原组开展了原位探测，其搭载的多光谱相机发现了具有双向交错层理的沉积岩石，搭载的探地雷达在其巡视路线上发现了地下灾难性洪水沉积层，有力地支持了火星北部平原曾经存在古海洋的假说。

北方荒原组是潜在的古海洋沉积物，但由于其表面灰尘覆盖率高，只通过轨道探测难以约束其物质组成。目前，已经有六个巡视器和着陆器对北方荒原组开展了原位探测，包括：祝融号、洞察号、凤凰号、探路者号、维京1号和维京2号。尽管获得了大量的原位探测数据，仍然不足以全面了解其形成机制、物理性质和物质成分。基于祝融号在乌托邦平原内的重要发现，该研究提出了未来采样返回任务可以重点关注的探测目标，包括：可能为泥火山的凹锥，潜在的泥流，VBF的叶状边缘，以及可能出露沉积层露头的多边形地。

火星乌托邦平原 (天问一号着陆区) 内为揭示古海洋假说的关键探测目标

该研究得到国家自然科学基金面上项目 (42273041)的资助。（编辑 王俊芳 审稿 陈华文）