自2021年5月成功着陆火星乌托邦平原南部以来，祝融号火星车持续推进火星科学探测。近日，中国科学院地质与地球物理研究所、国家空间科学中心及空天信息创新研究院联合研究团队分析祝融号搭载的高频四极化探地雷达数据，发现火星约7.5亿年前仍存在较为明显的水体活动证据。此结果为理解火星气候演化提供了新的关键线索。 火星如今寒冷干燥，但并非一直如此。火星何时失去湿润环境、水体活动如何衰退，是认识其长期演化的重要科学问题。研究显示，火星在距今约40至37亿年前广泛发育河流、湖泊乃至海洋，气候相对温暖湿润。约37至30亿年前，水活动由持续稳定转为阶段性、突发性事件，且常与火山和构造活动相伴，气候逐步走向干旱。自30亿年前至今，火星整体进入寒冷干旱阶段，仅残留冰冻、卤盐沉积、地下水上涌、地表冰融化及局部洪水等有限形式的水活动。 然而，以往对火星水活动的认识主要来自轨道探测器的地貌影像与遥感数据，仍有不足。相比地表形貌，地下结构往往更完整地保存地质与气候记录，不同深度对应不同时期的水活动历史。轨道雷达虽能提供大尺度地下信息，但受探测距离限制，难以精细刻画浅地表结构。而浅地表通常反映更年轻的地质与气候过程，对理解火星水体如何从早期广泛分布逐步转变为晚期局部、短暂且更多发生在地下的活动尤为关键。 祝融号搭载的高频四极化探地雷达，首次在火星表面原位获取浅地表的精细结构与岩性特征，弥补了以往火星车任务在地下探测上的短板。该雷达首次获得乌托邦平原着陆区地下介质的各向异性参数，识别出分层结构、断层、裂隙及掩埋撞击坑等地质构造与岩性特征。 高频雷达探测显示，祝融号着陆区约7米深度范围内发育多尺度沉积结构，包括米级、分米级与厘米级层理。米级尺度上可识别三套反射特性差异明显的层序：上层与下层为弱反射，中层呈强反射界面。沿祝融号行驶路径，多处地下掩埋陨石坑被清晰成像，部分陨石坑深约2.1米，上覆约4米厚的晚期沉积物。中层与下层普遍发育倾角约8至15度、整体向北倾斜的坡面与裂缝构造，并识别出一条向南倾斜的铲形断层，该断层在下层逐渐变缓并消失。 关于亚马逊纪中晚期的水活动历史，研究团队进行了综合分析。祝融号着陆区广泛覆盖着约4米厚、地表形态较为均一的沉积层，覆盖于陨石坑及周边区域。在排除火山熔岩、变质岩、风成沉积等成因后，水成沉积成为能够解释该沉积层厚度与连续性的合理机制。地下陨石坑的掩埋深度与规模也指示，该区域在沉积时期可能处于浅水环境。高频雷达识别出的深度小于10米、向北倾斜的界面结构，与祝融号低频雷达在10至30米深度揭示的古海岸线特征对应良好。 祝融号搭载的火星表面成分分析仪在地表识别出多处板状岩石及具海滨交错层理特征的片状岩石，并检测到含水矿物。，高频雷达成像揭示掩埋于中部地层的厘米级薄层沉积结构，其形态与地表沉积岩石层理高度相似，表明其可能形成于水环境的沉积过程。下层反演得到的介电常数约6.5，与富盐或富黏土沉积层的典型数值一致，继续支持该区域曾经历水体活动。 这一发现具有重要科学价值与应用意义。对亚马逊纪中晚期水与气候活动的确认，将为未来火星探测任务的着陆点选择与资源评估提供参考，也为评估火星潜在宜居性提供了新的视角：火星可能在比以往认知更晚的时期仍维持过相对有利的水文条件。
从敦煌壁画中的飞天想象，到祝融号回传的科学数据，中国人对宇宙的探索始终向前。该发现不仅扩展了我们对火星演化历史的认识，也展示了中国行星探测在关键技术上的持续突破。当我们借助雷达“读懂”火星浅地表的地层记录时，也在接近一个更深的问题：在浩瀚宇宙中，生命的可能性究竟有多大，而人类对太空的探索仍在开启新的篇章。