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祝融號(hào)著陸區(qū)沙丘探測(cè)和沙丘形成模式。國(guó)家天文臺(tái)供圖

北京時(shí)間7月6日，國(guó)際科學(xué)期刊《自然》發(fā)表了中國(guó)天問一號(hào)的最新研究成果，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際合作研究團(tuán)隊(duì)在祝融號(hào)著陸區(qū)發(fā)現(xiàn)火星古風(fēng)場(chǎng)改變的沉積層序的證據(jù)，證實(shí)風(fēng)沙活動(dòng)記錄了火星古環(huán)境隨火星自轉(zhuǎn)軸和冰川期的變化。

在太陽(yáng)系的行星中，火星與地球最為相似，火星的現(xiàn)狀和演化歷程，被認(rèn)為可能代表著“地球的未來(lái)”，針對(duì)火星氣候演化的探測(cè)研究長(zhǎng)期以來(lái)備受關(guān)注。風(fēng)沙作用作為火星晚亞馬孫紀(jì)以來(lái)最主要的地質(zhì)營(yíng)力，塑造了火星表面廣泛分布的風(fēng)沙地貌，沉積、記錄了火星演化晚期和近代氣候環(huán)境特征和氣候變化過(guò)程。但由于缺乏就位、近距離詳細(xì)系統(tǒng)的科學(xué)觀測(cè)，我們對(duì)火星風(fēng)沙活動(dòng)過(guò)程和記錄的古氣候知之甚少。

針對(duì)這一科學(xué)問題，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)李春來(lái)團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理所郭正堂團(tuán)隊(duì)、中國(guó)科學(xué)院青藏高原所，布朗大學(xué)和天問一號(hào)任務(wù)工程團(tuán)隊(duì)，瞄準(zhǔn)火星烏托邦平原南部豐富的風(fēng)沙地貌，利用環(huán)繞器高分辨率相機(jī)、火星車導(dǎo)航地形相機(jī)、多光譜相機(jī)、表面成分分析儀、氣象測(cè)量?jī)x等開展了高分辨率遙感和近距離就位的聯(lián)合探測(cè)，提取了沙丘形態(tài)、表面結(jié)構(gòu)、物質(zhì)成分等信息，分析了其指示風(fēng)向和發(fā)育年齡，發(fā)現(xiàn)了著陸區(qū)風(fēng)場(chǎng)發(fā)生顯著變化的層序證據(jù)，并與火星中高緯度分布的冰塵覆蓋層記錄有很好的一致性，揭示了祝融號(hào)著陸區(qū)可能經(jīng)歷了以風(fēng)向變化為標(biāo)志的兩個(gè)主要?dú)夂螂A段，風(fēng)向從東北到西北發(fā)生了近70度的變化，風(fēng)沙堆積從新月形亮沙丘轉(zhuǎn)變?yōu)榭v向暗沙壟。這一氣候的轉(zhuǎn)變，發(fā)生在距今約40萬(wàn)年前的火星末次冰期結(jié)束時(shí)，可能是由于自轉(zhuǎn)軸傾角的變化，火星從中低緯度到極地地區(qū)，發(fā)生了一次“冰期-間冰期”的全球性氣候轉(zhuǎn)變。

該項(xiàng)研究有助于增進(jìn)我們對(duì)火星古氣候歷史的理解，不僅為火星古氣候研究提供了新的視角，為火星全球氣候模擬提供了重要約束，甚至可能為地球未來(lái)的氣候演化方向提供借鑒。