问题——长期以来,火星常被认为是一颗“寒冷、干燥、变化缓慢”的星球。虽然轨道遥感已显示火星地表广泛存在尘埃与盐类矿物,但当代火星表面是否仍在持续发生风化改造、岩石表层纹理究竟由何种机制形成,依然缺少原位观测的直接证据。岩石表层记录着近地表环境与大气作用,其微观与宏观纹理成因的厘清,是判断火星“是否仍在活动”、理解地表物质循环的重要基础。 原因——中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气全国重点实验室研究员刘洋团队联合多家高校科研人员,利用祝融号沿途获取的高分辨率影像、多光谱与短波红外光谱,并结合实测气象数据开展分析,在多处岩石表面识别出三类代表性纹理:一是薄片状的层层剥落,边缘呈现较新的断口;二是块状碎裂并彼此嵌合的“拼图式”结构;三是密集分布的蜂窝状小凹坑。这些形态与地球干旱区常见的盐风化产物相似,提示盐结晶产生的压力在火星上也可能发挥作用。 深入的光谱证据支持此判断。研究团队在岩石凸起边缘与凹坑周缘发现蓝绿色、相对“新鲜”的区域,显示其氧化程度较低,可能对应近期暴露的表面。通过对不同地物短波红外光谱特征的比对分析,研究认为这些区域可能富集以含水硫酸盐为代表的盐类物质。此类盐具有吸湿性,在适当温湿条件下可发生潮解,生成微量卤水。由于火星近地表水汽总体稀薄,能否达到潮解条件成为关键。为此,团队利用祝融号实测气象数据并结合火星气候数据库进行模拟,结果显示在晚春至夏季的夜间,局地温度与相对湿度有时可达到部分盐类吸湿的门槛,使盐从大气中获取水分,形成短时存在的微量卤水;日出后卤水迅速蒸发,盐再次结晶。正是在这种“夜间吸湿—白天干燥”的循环中,盐晶生长带来的结晶压力持续作用于岩石孔隙与裂隙,促使微裂隙扩展、表层剥落和孔洞发育,逐步形成祝融号观察到的多种纹理。 影响——这项研究为当代火星表面仍存在“弱而持续”的地表改造提供了一条由原位数据支撑的证据链:纹理形态、盐类线索与气象条件可行性相互印证,构成较完整的解释框架。这有助于更新对火星当代地表过程的认识:即便在干冷背景下,火星近地表也可能发生由盐类吸湿、潮解与结晶驱动的短时过程,从而影响岩石风化速率、尘埃—盐分迁移以及表面物质循环。同时,盐与微量水的相互作用也为理解局地“新鲜暴露面”、表层碎屑化与风成沉积物来源提供了新的物理机制线索。 对策——面向后续深空探测与行星科学研究,观测与实验需同步推进:一是提升原位光谱与成像观测的时空连续性,通过跨季节、跨昼夜的长期监测捕捉潮解与结晶可能对应的短周期变化;二是在模拟火星环境条件下开展系统的盐类潮解—结晶实验与力学模拟,量化结晶压力对不同岩性与孔隙结构的破坏阈值;三是加强轨道与地面协同,将原位点位证据扩展到区域尺度,建立火星盐风化潜势分区图,为未来着陆区选址、样品采集与设备防护提供依据。考虑到盐类与微量卤水可能带来材料腐蚀与机械可靠性风险,探测器设计与运行也应纳入相应的环境评估。 前景——随着我国火星探测从“到达与巡视”迈向“精细探测与科学突破”,祝融号积累的原位数据仍有较大挖掘空间。未来若能结合更高精度的矿物识别、更灵敏的湿度与微量水探测手段,以及多点位的长期序列观测,有望进一步厘清盐类来源、迁移路径与季节性循环特征,并在更大范围内评估当代火星表层风化与物质循环的强度及其边界条件。这不仅关系到火星当代地质过程图景,也将为理解行星宜居环境的演化提供关键参照。
从“荒凉死寂”到可能仍在发生细微变化,人类对火星的认识正在被不断改写。祝融号的这个发现拓展了我们对火星当代地表过程的理解,也提示人们:即使在极端环境中,物质循环与能量交换也可能以微弱却持续的方式进行。这为寻找潜在生命对应的线索提供了新的研究路径,也提醒我们在探索宇宙时保持审慎——许多看似静止的表面之下,或许仍有尚未被充分识别的活动痕迹。