中国科学院地质与地球物理研究所牵头的研究团队,联合国家空间科学中心与空天信息创新研究院,利用祝融号火星车搭载的高频四极化探地雷达,首次在火星乌托邦平原南部获取了厘米级精度的地下结构数据。这项突破性发现证实,火星在约7.5亿年前的中—晚亚马逊纪仍存在显著水体活动,将火星“含水历史终点”向后推延数亿年,为研究火星气候演化与地质变迁提供了关键证据。
研究团队通过分析雷达数据发现,祝融号着陆区地下7米深度范围内呈现复杂的多尺度沉积结构。米级尺度上可清晰划分三套反射特征不同的层序:上下层为弱反射界面,中层则呈现强反射特征。沿火星车行驶路径,雷达成功探测到多处掩埋陨石坑,其中一处深约2.1米,其上覆盖着4米厚的晚期沉积物。更引人注目的是,中下层普遍发育倾角8°—15°的向北倾斜坡面,并识别出一条贯穿顶底层的向南倾斜铲形断层,该断层在下层逐渐变缓消失。
高频雷达的HV成像剖面显示,着陆区广泛覆盖着约4米厚的连续沉积层,其形态特征排除了火山熔岩、变质岩或风成沉积的可能性。研究团队通过对比毅力号在杰泽罗区的探测数据,发现祝融号着陆区的介质损耗角正切值显著更低,进一步证实该区域为沉积环境。地表成分分析仪检测到的板状岩石与海滨交错层理片状岩石,以及含水矿物的存在,均支持水环境沉积的结论。虽然未直接探测到黏土矿物,但下层介电常数约6.5的数值与富盐沉积层特征吻合,底层弱各向异性参数(-5%至5%)则暗示盐类矿物的存在。
向南倾斜的铲形断层结构表明,下层岩石具有更强的塑性变形能力,可能富含石膏或岩盐等盐类矿物,这类地层通常形成于水下沉积环境。结合陨石坑计数推算的年龄数据,研究团队确定底层沉积物形成于约7.5亿年前。与此同时,低频雷达在30米深度处探测到约16亿年前的古洪水事件痕迹。综合多维度数据表明,中—晚亚马逊纪期间,祝融号着陆区经历了显著的地表重塑过程,原有地貌被新沉积层覆盖,且该时期火星仍存在持续性水活动。这项发现为理解火星从湿润到干旱的转变过程提供了全新视角。









