近日，中国地质大学（武汉）研究团队首次在火星横向风脊表面发现多边形小裂隙。 研究发现，断裂分布区地表可能存在石膏等含水硫酸盐矿物，这为了解火星地表水活动和评估火星当前宜居性这一关键科学问题提供了新的线索。 相关成果近日发表在国际期刊《地球物理研究快报》上。
△“祝融”号火星车拍摄的横向风成脊表面的多边形裂隙
火星的水分活动特征一直是火星探测和研究的重点。 一般认为，自诺亚时代（距今约37亿年前）开始，火星地表水活动逐渐减弱。 进入亚马逊时代（约30亿年前至今），气候变得干燥寒冷现代火星存在液态水，液态水很难在火星表面稳定存在，而水主要以冰的形式储存在火星两极和中高纬度地表以下的土壤和岩石。
△“祝融”着陆区TAR类型及分布
2021年5月，我国“天问一号”探测器搭载的“祝融号”火星车在乌托邦平原南部着陆，其着陆探测范围内分布着大量横风脊（TAR）。 横向风成脊是火星表面一种特殊的风成地貌类型，是研究火星大气运动和气候特征的重要载体。 本研究利用高分辨率遥感数据，在火星探测器着陆区2km×2km范围内识别出354条横向风成脊，根据形态特征分为三类，两类提出了该地区横向风成脊的阶段演化模型，表明登陆区局部盛行风向发生了显着变化。
△“祝融”着陆区横向风生脊演化模型及地表多边形裂隙可能形成机制
研究团队利用“祝融”号的导航和地形相机数据，详细描述了火星车巡视路线沿线的横风脊地表地形，首次识别出火星横风脊表面的多边形小裂缝时间。 同时，原位光谱数据解释表明，这些裂缝分布区表面可能存在石膏等含水硫酸盐矿物，说明水在这些多边形裂缝的形成中起着重要作用。
△“祝融”获得的TAR表面多边形裂纹区域原位光谱与实验室光谱对比
基于以上分析结果，结合着陆区的地质背景，研究认为这些多边形裂缝可能有两种成因：地下水通过毛细管作用输送到横向风成脊表面，表面收缩形成水分蒸发过程中的多边形； 地表与大气 风中的水汽交换导致横向风成脊表面形成硬化的砂质地壳现代火星存在液态水，地壳破裂形成多边形裂隙。 在目前的火星环境条件下，第二种机制的可能性最大。
同时，由于横向风成脊是火星表面较年轻的地貌（可能不到100万年），而这些多边形裂隙形成于横向风成脊演化后期，可能表明火星近期的水活动与地表-大气水的交换过程，从而为研究当前寒冷干旱气候下的火星水循环提供线索。 （记者张文）
