■ 导言

“祝融号”火星地下不太可能有液态水，但可能存在盐冰。

火星上有没有水？刚发明望远镜的时候，人们看到火星上有很多像沟渠一样的结构。于是很多人认为那是火星人的运河，甚至还搞出过火星人入侵地球的新闻。然而现在我们知道，火星是一颗干燥的星球，生存条件远不如地球，不要说智慧生命了，连初等生命都没有发现。但是，仍然不排除火星以前有过水，甚至现在也仍然可能有水——只是不在表面，而在地下。

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最近，中国科学院地质与地球物理研究所火星研究团队召开媒体解读会，解读“天问一号”火星探测最新研究成果（https://www.cas.cn/zkyzs/2022/09/364/zyxw/202209/t20220927_4849010.shtml）。主要成果有两点：一，火星表面可能被水改造过；二，“祝融号”火星地下不太可能有液态水，但可能存在盐冰。

具体解释一下。2021年5月15日，我国首次火星探测任务“天问一号”携带的“祝融号”火星车在乌托邦平原南部预选着陆区成功着陆，开启巡视探测工作。乌托邦平原是火星最大的撞击盆地，曾经可能是一个古海洋，预示着火星早期可能存在过宜居环境。这里的地质如何演化？现今具有怎样的地下结构？是否还存在水或冰？“祝融号”火星车次表层探测雷达能够对巡视区地下浅层结构进行精细成像，让我们对这些问题取得了突破性进展。

从更大的范围看，人类在地外天体上迄今总共开展了四次巡视雷达探测，中国三次，美国一次。是的，中国比美国多！在月球上有两次，我国的嫦娥三号和嫦娥四号分别实现了对月球正面和背面浅表结构的精细探测。在火星上有两次，美国的“毅力号”和我国的“祝融号”于2021年先后开启了火星巡视雷达探测。“毅力号”的探测区域为杰泽罗撞击坑边缘，实际最大探测深度为15米。“祝融号”探测区域为乌托邦平原南部，雷达频带较宽，实际最大探测深度达80米。

我的科大师姐、中科院地质地球所研究员陈凌在媒体解读会上介绍（火星浅表是否存在水？中国女科学家最新发现），研究团队对前113个火星日（1个火星日即火星上一“昼夜”，比地球长约2分钟）、探测长度达1171米的“祝融号”火星车低频雷达数据展开深入分析，获得火星浅表80米范围的高精度结构分层图像和地层物性信息，发现乌托邦平原南部区域数米厚的火壤层之下存在两套向上变细的沉积层序，可能反映了约35亿-32亿年以来多期次与水活动相关的火表改造过程。

第一套层序位于火表地下约10-30米，含有较多石块，其粒径随深度逐渐增大，这可能来自距今约16亿年以来的短时洪水、长期风化或重复陨石撞击作用。第二套层序位于火表地下约30-80米，其石块粒径更大（可达米级）且分布更为杂乱，反映了更古老、更大规模的火表改造事件。基于前人的撞击坑统计定年结果推测，这次改造事件可能发生在距今35亿-32亿年前，与乌托邦平原南部的大型洪水活动有关。

这次研究的另一项主要目标，是探测乌托邦平原南部现今是否存在地下水或冰。低频雷达成像结果显示，火表0-80米深度范围内反射信号强度稳定，介质具有较低的介电常数，这说明火星车巡视路径下方不可能有富水层。进一步热模拟的结果表明，液态水、硫酸盐或碳酸盐卤水难以在“祝融号”火星车着陆区地下100米之内稳定存在。但目前无法排除盐冰存在的可能性，也不能排除更深地下空间存在液态或固态水的可能性，这些有待于未来的研究。

陈凌表示，这次的研究揭示现今火星浅表精细结构和物性特征，提供火星可能长期存在水活动的观测证据。研究表明火星在整体变干旱的演化大背景下，在约35亿-32亿年前还存在水活动相关火表改造的复杂过程，这改变了人们对火星演化的传统认知。这些成果将为深入认识火星地质演化与环境、气候变迁提供重要依据，也为认识地球未来演化提供重要参考。是啊，如果我们不注意保护环境，地球将来也会变得像火星这样死气沉沉。

同时，此次研究也提出一系列新的科学问题：火表80米之下结构如何？火星多深处有水？哪些区域有水？火星的“水”影响持续多久？这些为未来的研究提供了思路和方向，——也许你就会为此做出贡献。