“新火星地图”揭示火星表面下隐藏的“结构”丨科技观察

封面新闻记者 闫雯雯 实习生 吴翼君

火星是离地球较近且环境最为相似的星球，在人类的现有认知里，火星很大程度上被认为是“另一个地球”。

无数的科幻作品都以火星作为灵感，甚至还有影视作品中也提到“在火星种土豆”。

2016年3月22日，美国宇航局（NASA）绘制了迄今为止最详细的“火星重力图”，形象地揭示出隐藏在火星内部的一些“秘密”。而中国在深空探测上也有了自己的话语权，2023年4月24日，中国绘制的火星探测火星全球影像图首次发布。

在已有的火星图的基础上，近日，一张新的火星地图揭示了隐藏在失落海洋沉积层之下的神秘结构。

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通过重力数据

绘制火星“新面貌”

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研究人员发现，火星北极冰盖周围散布着大约20个此前未知的地下结构，这些结构的密度明显高于周围环境。

突出显示火星北半球密集引力结构的地图（图据巴特-罗特博士）

这些结构的形状和大小各不相同，这让团队感到困惑，因为他们不知道这些结构到底是什么，也不知道它们来自哪里。其中一种观点是，这些结构是由古代流星撞击压实的，或由火山活动形成的。

这项研究结合了多个任务的模型和数据，还表明火星地幔中的活跃过程可能会影响火山活动，尤其是太阳系中最大的火山——奥林匹斯山的火山活动。代尔夫特理工大学的巴特·罗特博士近日在柏林举行的欧洲行星科学大会上介绍了这一研究成果。

罗特博士和同事们利用卫星轨道的微小偏差来研究火星的重力场，并找到有关火星内部质量分布的线索。这些数据被输入到一些模型中，这些模型利用美国宇航局“洞察”号任务对火星地壳的厚度和柔韧性以及火星地幔和深层内部的动态进行的新观测，绘制出火星的全球密度图。

密度图显示，北部极地地貌的密度比周围地区高出约300-400公斤/立方米。不过，这项研究也揭示了塔尔西斯隆起巨大火山区的地下结构，其中包括奥林帕斯山巨型火山。

“洞察”任务新发现显示，科学家们有望通过即将进行的专门重力任务——“马奎斯”（MaQuIs），对探索火星地表下的情况进行观测，从而帮助研究团队发现更多关于火星的神秘隐藏特征。

“马奎斯”任务又称作火星量子重力任务，该任务旨在利用分别为月球和地球上的“圣杯”和“优美”等任务开发的技术，详细绘制火星重力场图。

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中国深空探测任务还在进行

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9月5日，在安徽黄山召开的第二届深空探测（天都）国际会议主论坛上，天问三号任务总设计师刘继忠宣布，天问三号任务以生命痕迹探寻为第一科学目标，计划在2028年前后实施两次发射任务，目标是实现人类历史上首次火星样品返回地球。

我国首次火星探测任务于2021年5月15日成功实现火星着陆，获得了许多关于火星的新认知。2022年5月18日，受着陆区冬季严寒和沙尘天气影响，超额完成任务的祝融号火星车进入冬季休眠模式。祝融号火星车休眠前，已在火星表面累计行驶1921米。

“祝融号”火星车与“天问一号”探测器在火星表面（图据国家航天局）

在探测过程中，祝融号利用其先进的科学仪器，包括地形相机、多光谱相机、次表层探测雷达等，对火星表面进行了全方位的探测和研究，而最重要的发现之一，就是在着陆区的板状硬壳岩石中检测到含水矿物。

这些矿物表明，火星表面曾经有过大量液态水的活动，时间可以追溯到10亿年前的“晚亚马逊纪”时期。同时，火星的沙丘表面也存在着结壳、龟裂、团粒化、多边形脊、带状水痕等特征。

据中国地质大学（武汉）地球科学学院肖龙教授领导的国际研究团队，通过综合分析“祝融号”火星车搭载的多光谱相机（MSCam）获取的科学数据显示，首次在火星表面发现海洋沉积岩的岩石学证据，证明了火星北部曾经存在过海洋。

由于所观测的岩石都位于祝融巡视区内，肖龙教授研究团队将其代表的地质单元命名为：祝融段。而研究中对祝融段岩石的观测结果是迄今为止首个支持火星北部平原古海洋存在的直接性原位探测证据。