中国火星探测器祝融拍摄的复杂火星地表
中国火星探测器“祝融号”的探地雷达揭示了这颗红色星球表面顶部五米处的浅撞击坑和其他地质结构。周四发表在《地质学》杂志上的一篇论文展示了火星地下的图像 。
作为中国天问一号任务的一部分，祝融探测器被送往火星。火星车于 2020 年 7 月发射，于 2021 年 5 月 15 日着陆。火星车被送往火星北半球名为乌托邦平原的大平原，靠近它着陆的低地和南部高地之间的边界。选择该地区是因为它靠近疑似古老的海岸线和其他有趣的地表特征，漫游者可以在那里寻找水或冰的证据。2016 年，宇航局火星侦察轨道器的雷达在乌托邦平原附近发现了大量地下冰。着陆后，祝融号火星车向南行驶了约1.9公里，沿途拍摄了岩石、沙丘和撞击坑，并收集了探地雷达数据。
探地雷达通过向地面发送电磁脉冲来探测地下特征，电磁脉冲被它经过的任何地下结构反射回来。祝融火星车使用两种雷达频率——一种较低的频率，可以到达更深的地方(约 80 米)，但细节较少;另一种用于最新研究的较高频率，可以显示更详细的特征，但只能达到约 4.5 米以下。研究人员希望对火星地下进行成像将有助于揭示该行星的地质历史、以前的气候条件以及该行星现在或过去可能存在的任何水或冰。
研究人员在火星土壤中看到了几个弯曲和倾斜的地下结构，他们将其确定为埋藏的撞击坑，以及其他起源不太确定的倾斜特征。他们没有在表层五米的土壤中看到任何水或冰的迹象。更深结构的雷达图像揭示了过去洪水和沉积事件留下的沉积层，但也没有发现当今有水的证据。这不排除有比雷达成像的八十米更深的水域。
在这篇新论文中，研究人员将来自火星的数据与之前从月球收集的探地雷达进行了对比，后者显示出截然不同的浅层地下结构。火星浅表包含雷达中显示的几个明显特征，月球顶部 10 米处有细层，但没有证据表明存在其他结构，如陨石坑壁，尽管也受到了陨石的轰击。然而，在月球更深处观察到的撞击坑壁被埋在 10 米厚的精细碎片层之下。
不同之处可能在于大气层——火星的大气层体积仅为地球体积的 1%，而月球几乎没有大气层。由于基本上没有大气保护，月球表面受到更多最小的微陨石的轰击，这些微陨石重新加工表面，侵蚀较小规模的特征并留下精细的喷射物层。相比之下，火星表面并没有受到那么多的微陨石撞击，因为这些较小的物体在大气中燃烧殆尽。在朱荣拍摄的地区，风吹沉积物的掩埋可能也保护了撞击坑免受侵蚀。其中一个陨石坑的边缘暴露在地表，但另一个陨石坑被掩埋了。
该研究的主要作者 Yi Xu 解释说：“我们在着陆点的表面发现了很多沙丘，所以这个陨石坑可能很快被沙子掩埋，然后这种覆盖减少了太空风化，所以我们可以看到这些陨石坑壁的完整形状。”
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