祝融号火星车探测到火星表面下有神秘多边形

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中国祝融号火星车拍摄的一张图像显示了前景中的航天器硬件和背景中的火星地形。图片来源：CNSA

中国的祝融号火星车配备了探地雷达系统，使其能够窥视火星表面以下。研究人员宣布了祝融号在乌托邦平原着陆点的扫描结果，称他们在机器人的旅程中发现了位于约35米深度的不规则多边形楔子。

这些物体的直径从几厘米到几十米不等。科学家们认为，埋藏的多边形是由数十亿年前火星上的冻融循环产生的，但它们也可能是火山，来自冷却的熔岩流。

祝融号火星车于2021年5月15日登陆火星，使中国成为第二个成功登陆火星车的国家。这辆可爱的火星车以中国火神的名字命名，探索了它的着陆点，发回了照片——包括用远程相机拍摄的着陆器自拍照——研究了火星的地形，并用其探地雷达（GPR）仪器进行了测量。

祝融号的主要任务寿命为三个地球月，但它在进入计划的冬眠之前成功运行了一个地球年多一点。然而，自 2022 年 5 月以来，火星车一直没有音讯。

中国科学院地质与地球物理研究所的研究人员使用祝融号的数据表示，GPR为欧空局火星快车和中国自己的天问一号轨道飞行器等任务的轨道雷达探索提供了重要补充。他们说，原位GPR测量可以提供沿漫游车横移约100米深度内的浅层结构和成分的关键局部细节。

乌托邦平原是乌托邦中的一个大平原，乌托邦是火星上公认的最大的撞击盆地（也在太阳系中），估计直径为 3,300 公里。火星车在其生命周期内总共行驶了 1,921 米。

a，乌托邦平原地形图，显示了祝融号火星车、维京2号着陆器和毅力号火星车的着陆点。图中显示了 ？4？km 高程等值线。具有多边形地形的四个局部区域 （c–f） 用白色方块标记。b，祝融号火星车从太阳11号穿越到太阳113号（HiRISE图像：ESP_073225_2055）。绿色线段表示从图 2 （P1–P16） 中识别出的埋藏多边形的楔形。紫色线段表示多边形的内部。c–f， 乌托邦平原中多边形的四个代表性HiRISE图像，其位置标记为：PSP_002202_2250（c）、PSP_006962_2215（d）、PSP_002162_2260（e）和PSP_003177_2275（f）。请注意多边形大小的空间比例范围。c-f 中所示多边形的平均直径在扩展数据图 6 中计算。图片来源：HiRISE图片：NASA/JPL/亚利桑那大学。

由张磊领导的研究人员在发表在《自然天文学》上的论文中写道，火星车的雷达在大约1.2公里的距离内探测到了16个多边形楔形，这表明在乌托邦平原下，类似地形的广泛分布。

这些探测到的特征可能在3.7-29亿年前在火星上的晚赫斯珀世-亚马逊早期时期形成，“可能是随着古代潮湿环境的停止。古多边形地形，无论是否被侵蚀，随后都被后来的地质过程掩埋了。

虽然在之前的许多任务中，在火星的几个区域都看到了多边形类型的地形，但这是第一次有迹象表明埋藏的多边形特征。

研究人员写道，埋藏的多边形地形需要寒冷的环境，这可能与早期火星上乌托邦平原南部的水/冰冻融过程有关。

“楔形中冻融过程所需的水和冰可能来自低温吸力诱导的火星地下含水层的水分迁移，空气中的降雪或孔隙冰沉积的蒸汽扩散，”该论文解释说。

祝融着陆点多边形地形形成过程示意图。a、表面热收缩开裂的成因。b， 形成由水冰或土质填充的裂缝，形成三种类型的多边形地形（冰楔形、复合楔形和沙楔形多边形）。c， 晚赫斯珀世-早亚马逊期地表多边形地形的稳定，可能随着古代湿润环境的停止。d， 古多边形地形，无论是否被侵蚀，随后被亚马逊覆盖物的沉积所掩埋。火星表面图像由导航和地形相机（NaTeCam）获取。图片来源：Zhang 等人，来自 Nature Astronomy （2023）。DOI： 10.1038/s41550-023-02117-3

祝融号雷达数据的早期研究表明，在同一时间段内，多次洪水在乌托邦平原的地表下形成了几层。

虽然这篇新论文指出，最有可能的形成机制是干燥的湿沉积物导致的土壤收缩，产生泥浆裂缝，然而，冷却熔岩的收缩也可能产生热收缩开裂。

无论哪种方式，他们都指出，火星气候的巨大变化是多边形形成的原因。

研究人员写道：“覆盖材料覆盖在埋藏的古多边形地形上的地下结构表明，此后的某个时候发生了显着的古气候转变。“在大约35米深度的上方和下方的对比代表了古代火星时代水活动或热条件的显着变化，这意味着在中低纬度地区存在气候剧变。

原标题：《祝融号火星车探测到火星表面下有神秘多边形》

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