天问一号落火一周年，祝融号发现火星近期水活动

原创 溯鹰 果壳

自古以来，火星——这颗在苍穹中莹莹闪烁的炽红光斑，总会激起人们无尽的遐想与向往。

作为比邻而生的邻居，火星和地球一道，在漫长的演化历程中，共享着高度相似的早期过往。渴望遨游宇宙并寻找地外生命的人类，把它视为寄寓心底期待的第一站。

着陆在火星表面的天问一号着陆器，由祝融号火星车拍摄 | CNSA

一年前的今天，也就是2021年5月15日，我国天问一号着陆器载着祝融号火星车在火星表面成功着陆，鲜艳的五星红旗随着火星车一道，为这颗红色的星球增添了一抹生动的红色。

从发射到着陆再到传回数据，祝融号这一年是怎么过来的？有哪些关键节点？带你高燃回顾祝融号的365天。

作为一位行进在异星大陆的先驱者，祝融号用先进的技术，寻觅着一切未知的线索：无论是行星的起源与演化，还是地外生命存在的可能性……

祝融号火星车与天问一号着陆器的合影 | CNSA

然而，在这诸多的未知领域里穷究天问，却都离不开探索一个基本要素——水，一种简单而优雅的化合物，被称为生命之源，贯穿着行星与生命复杂互动的全部历程。它既是人人熟稔的寻常存在，却也能够在亿万年的行星历史中，留下沧海桑田的不朽见证。

截至2022年5月有5日，祝融号火星车累计行驶1921米 | wlr2678

火星上的水

在太阳系中，水其实并不是什么特别稀缺的成分。无论是掠过天际的彗星、环伺朱庇特的木卫二、还是遥远冰冷的科伊伯带，都含有丰富的水分。然而，这些水大部分以冰块的形式赋存，在亿万年的时间长河里没有任何复杂活动的迹象。

火星则不同，它曾和地球一样，是一颗有着活跃地质活动的岩质行星。在地质活动中，水往往是重要的参与者。因此，在火星“寻水”，便自然有了更为宽泛的意义——它蕴含着“有水参与的行星演化历程”。

在化学层面，水是活跃的溶剂和催化剂，驱动着地壳内各种离子成分的有效迁移；在机械层面，它是地表形貌的塑造者，承担着制造峡谷沟壑、平原沃野的任务；在环境层面，水圈构筑了一个得以同时影响气候和地文特征的庞大循环。

总之，水以自身活跃的特质，为一颗行星上复杂系统的孕育，乃至生命的诞生，提供了一个必要而先决的契机。

艺术家描绘了如今（左）和曾经（右）的火星，水在火星历史上扮演过举足轻重的作用| NASA’s Goddard Space Flight Center

但与此同时，水却还有另一幅截然不同的面貌：在岩石圈这个无机世界里，水完全可以一改活跃的特质，进入晶体的格架，和其它离子一道组成稳定的矿物质，成为过往地质演化信息的坚实记录者。

当我们通过物理或化学的手段寻找到保存于古老地层中的含水物质时，便可通过它今日的“静”，还原它昨日的“动”；利用这些物质现今的物理化学特性，还原其形成时的演化细节，最终构筑起一座衔接古今的逻辑桥梁。

火星历史四纪元

祝融号的着陆点位于火星乌托邦平原的南部，这片平原表面的地层，形成于火星历史中一段叫做“亚马逊纪”的时光里。

火星的历史总共划分为四个纪元，分别是前诺亚纪、诺亚纪、西方纪以及亚马逊纪。这四个纪元基本囊括了火星诞生至今的全部历程。

前诺亚纪（约46-41亿年前）是火星诞生的时代，无数的宇宙尘埃融合成火星庞大而浑圆的身躯，不久，这颗滚烫的岩浆球逐渐冷却，凝固出初生的地壳。

在紧随而至的诺亚纪（约41-37亿年前）里，火星遭受了无数小天体的高频撞击。这些小天体虽然在火星表面塑造出崎岖不平的陨击坑，却也为干燥的火星带来丰沛的水分。水分积少成多，最终可能汇成一片蔚蓝的海洋。之后，火星表面很快便建立了一个完整循环的水圈。湿润的雨水和降雪、大型的湖泊、奔腾的江河、汹涌的地下暗流……活跃的液态水滋润着原始火星的表生地壳。

根据科学家对火星早期地表特征的推测，艺术家制作出了火星早期面貌的想象图 | Ittiz

然而好景不长，距今约37亿年前，诺亚纪结束，西方纪开始。除了偶发的地下水涌溢和冰川熔融形成大大小小的一些泄洪渠道外，之前火星那温暖湿润的气候条件逐渐褪去，并朝着极寒冷、干燥的恶劣环境迅速转化。

距今30亿年左右，亚马逊纪开始，陨击事件和地质活动的频率进一步降低，除了局部产生的一些大型冰川作用外，火星在一点点失去自己最后的活力，并最终在漫长的演化过程中，变为今日的面貌。稀薄的大气层偶尔刮着狂暴的风，在干涸的地面上扬起滚滚沙尘，遮蔽着从遥远太阳照射而来的苍凉光芒。

被水“浸润”的火星新史

登陆火星的这一年时光里，祝融号就在这样的世界里孑然前行，持续获得着丰富的勘测数据。在地表这片经历了重塑事件的亚马逊纪地层中，祝融号的短波红外光谱仪与导航地形相机寻觅到了一些特殊的亮色岩块。这些岩块和漫布地表的玄武岩石块有着质的区别，自然引起了科学家的高度关注。

祝融号火星车拍到的一些亮色岩块（白色箭头所指）

2022年5月12日，中国科学院国家空间科学中心的研究团队在国际权威科学期刊《Science Advance》上发表研究成果。基于光谱探测数据分析，这些亮色岩块中很可能大量赋存着结晶水硫酸盐矿物。根据地球上类似的环境进行推导，这些矿物很可能是地下水在表层土壤的孔隙中持续蒸发沉淀的结果。

亮色岩块的光谱探测数据显示，其中很可能大量赋存着结晶水硫酸盐矿物

当水分蒸发，孔隙水中沉淀出的含水矿物，便会将松散的沉积物胶结后经岩化作用形成较为致密的岩石。而后，在表层的差异风化作用下，未被胶结的松散堆积物被纷纷吹走，被矿物质牢牢胶结的“硬坨坨”则留在原地，最终形成孑遗于地表的硬壳层。

祝融号视野中的关键物质——地表沉积物受到含水硫酸盐胶结作用而形成的岩化硬壳层。下图三个阶段（Stage）展示了硬壳层从形成至暴露地表的整个表生地质作用过程

如果按照过往理解，在亚马逊纪时，火星的水循环已经变得极为有限。而新发现的现象却充分表明，哪怕在这个最新的地质纪元里，火星上依然有着活跃的液态水作用。

且不论这些水来自哪里，它们在一个较新的地质时代里活跃存在的事实本身，便为我们重新认识这颗荒凉行星的历史过往，提供了一条全新的可能路径。毕竟，液态水的潜在活跃时间更长，便为一切更为复杂的系统的孕育，争取到了更多的机会。

祝融号火星车回望来时路| CNSA

浩渺的异星大陆，孑然前行的先驱者仍在不断探索。在“橙红大地”上，火与光的使者化身为寻水之人，在不断发回地球的电磁波里，用一幅幅全新的图景，温润着人类孜孜不倦的好奇心。

这是一篇关于探索的故事，在荧惑大陆和蓝色家园之间往复穿梭的电磁波，如同不断翻动着书页，续写着与星球的历史一同前行的，人类未来。

作者：溯鹰

原标题：《天问一号落火一周年，祝融号发现火星近期水活动》

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