火星鹽風化獲重要進展

火星在當前寒冷乾旱的環境下，其岩石表層鹽風化具體發生條件、作用程度及紋理形成機制，迄今仍缺乏充分認識，一直以來頗受關注。日前從中國科學院國家空間科學中心獲悉，該中心太陽活動與空間天氣全國重點實驗室劉洋研究員團隊聯手合作者，基於中國“祝融號”火星車的原位觀測數據展開系統研究，最近在火星鹽風化現象領域取得了重要進展。

他們研究發現，即使在現代火星極端寒冷乾燥的環境條件下，火星近地表仍可能存在由鹽類吸濕、結晶及其相關過程驅動的短時且微弱的表面改造過程，為認識現代火星表面——大氣相互作用提供了新的觀測證據。這項火星重要研究成果論文在學術期刊《科學通報》發表。

中國科學院國家空間科學中心吳興副研究員介紹稱，火星岩石表層是記錄大氣——地表相互作用的關鍵載體，鹽風化作用則是可溶性鹽類在岩石中反覆溶解、結晶並導致岩石破碎的過程。

在本項研究中，基於“祝融號”火星車原位觀測在沿途的岩石表面識別出近平行的片狀剝落、彼此嵌合的碎裂塊體以及密集分佈的凹坑，研究團隊發現這些形態特徵與地球上的鹽風化產物相似。

“祝融號”獲取的不同地物的短波紅外光譜高度相似，通過與實驗室光譜對比分析，並結合激光誘導擊穿光譜的結果，指示火星車着陸區存在以含水硫酸鹽為代表的鹽類物質。

有了鹽，還得有水，才可能實現“鹽風化”。為評估鹽類是否具備發生潮解的條件，研究團隊利用“祝融號”火星車實測氣象數據與火星氣候數據庫開展模擬分析。結果顯示，在晚春至夏季的夜間，火星地表溫度與濕度偶爾能達到某些鹽類吸潮的“門檻”。也就是說，鹽分能從大氣裡吸出一點點水分，形成微量鹵水。儘管鹵水在天亮後就乾了，但一濕一乾反覆“折騰”，鹽分結晶時產生的力量足以慢慢把岩石撐裂、剝落。如此一來，“祝融號”火星車拍到的岩石表面紋理就解釋通了：火星塵埃中的鹽分在岩石裂隙中沉積下來，遇到合適的溫濕度就潮解形成鹵水，蒸發時鹽重新結晶，結晶產生的壓力一點點破壞岩石結構，最終塑造出片狀剝落、碎裂塊體、蜂窩狀凹坑等形態。

研究人員指出，本項研究的觀測與模擬表明，火星塵埃中的鹽分在岩石表面沉積和吸附，並在適宜的溫濕度條件下發生潮解形成微量滷水，在後續蒸發過程中鹽分重新結晶，產生的結晶壓力會逐步破壞岩石結構，最終塑造了“祝融號”觀測到的岩石表面紋理。研究表明，即使在現代火星極端寒冷乾燥的環境條件下，近地表仍可能存在由鹽類吸濕、結晶及相關過程驅動的短時、微弱的表面改造過程。

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