天問一號新發現：火星冰期結束伴隨全星球氣候轉變

光明網訊(記者 宋雅娟)7月6日,國際科學期刊《自然》發表了中國天問一號的最新研究成果,中國科學院國家天文臺領導的國際合作研究團隊在祝融號著陸區發現火星古風場改變的沉積層序的證據,證實風沙活動記錄了火星古環境隨火星自轉軸和冰川期的變化。

祝融號著陸區沙丘探測和沙丘形成模式

在太陽系的行星中,火星與地球最為相似,火星的現狀和演化歷程,被認為可能代表著“地球的未來”,針對火星氣候演化的探測研究長期以來備受關注。

風沙作用作為火星晚亞馬孫紀以來最主要的地質營力,塑造了火星表面廣泛分佈的風沙地貌,沉積、記錄了火星演化晚期和近代氣候環境特徵和氣候變化過程。但由於缺乏就位、近距離詳細系統的科學觀測,我們對火星風沙活動過程和記錄的古氣候知之甚少。

針對這一科學問題,中國科學院國家天文臺李春來團隊,聯合中國科學院地質與地球物理所郭正堂團隊、中國科學院青藏高原所,布朗大學和天問一號任務工程團隊,瞄準火星烏托邦平原南部豐富的風沙地貌,利用環繞器高解析度相機、火星車導航地形相機、多光譜相機、表面成分分析儀、氣象測量儀等開展了高解析度遙感和近距離就位的聯合探測,提取了沙丘形態、表面結構、物質成分等資訊,分析了其指示風向和發育年齡,發現了著陸區風場發生顯著變化的層序證據,並與火星中高緯度分佈的冰塵覆蓋層記錄有很好的一致性,揭示了祝融號著陸區可能經歷了以風向變化為標誌的兩個主要氣候階段,風向從東北到西北發生了近70度的變化,風沙堆積從新月形亮沙丘轉變為縱向暗沙壟。

這一氣候的轉變,發生在距今約40萬年前的火星末次冰期結束時,可能是由於自轉軸傾角的變化,火星從中低緯度到極地地區,發生了一次“冰期-間冰期”的全球性氣候轉變。該項研究有助於增進我們對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的氣候演化方向提供借鑒。

該項研究工作得到國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金項目、中國科學院重點部署項目等的支援。