火星古气候历史如何变化？中国“祝融号”火星车发现重要证据

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“祝融号”火星车着陆区沙丘探测和沙丘形成模式示意图

火星古气候历史如何变化？中国科学院(中科院)国家天文台7日发布消息称，该台领导的国际合作研究团队完成中国“天问一号”火星探测一项最新研究，在“祝融号”着陆区发现火星古风场改变的沉积层序的证据，证实风沙活动记录了火星古环境随火星自转轴和冰川期的变化。

“火星冰期结束伴随火星全球风场和气候的改变”这一重要火星探测研究成果论文，由中科院国家天文台李春来团队联合中科院地质与地球物理研究所郭正堂团队和中科院青藏高原研究所、美国布朗大学、“天问一号”任务工程团队共同完成，近日在国际著名学术期刊《自然》在线发表。

在太阳系的行星中，火星与地球最为相似，火星的现状和演化历程，被认为可能代表着“地球的未来”，因此，针对火星气候演化的探测研究长期以来备受关注。而风沙作用作为火星晚亚马孙纪以来最主要的地质营力，塑造出火星表面广泛分布的风沙地貌，沉积、记录了火星演化晚期和近代气候环境特征和气候变化过程。不过，由于缺乏就位、近距离详细系统的科学观测，科学家们此前对火星风沙活动过程和记录的古气候知之甚少。

针对这一科学问题，中科院国家天文台领衔合作团队瞄准火星乌托邦平原南部丰富的风沙地貌，利用“天问一号”环绕器高分辨率相机和“祝融号”火星车导航地形相机、多光谱相机、表面成分分析仪、气象测量仪等，进行高分辨率遥感和近距离就位的联合探测，提取沙丘形态、表面结构、物质成分等信息，分析其指示风向和发育年龄，发现“祝融号”火星着陆区风场发生显著变化的层序证据，并与火星中高纬度分布的冰尘覆盖层记录有很好的一致性，揭示“祝融号”火星着陆区可能经历以风向变化为标志的两个主要气候阶段：一是风向从东北到西北发生近70度的变化；二是风沙堆积从新月形亮沙丘转变为纵向暗沙垄。

研究团队认为，这一气候转变，发生在约40万年前的火星末次冰期结束时，可能是由于自转轴倾角的变化，火星从中低纬度到极地地区，发生了一次“冰期-间冰期”的全球性气候转变。

中科院国家天文台表示，最新完成的这项“天问一号”火星探测研究，有助于增进科学家对火星古气候历史的理解，不仅为火星古气候研究提供新的视角，也为火星全球气候模拟提供重要约束，甚至还可能为地球未来的气候演化方向提供借鉴。

文/记者 孙自法

编辑/王朝