祝融號登陸區沙丘探測和沙丘形成模式

中國科學院國家天文台為首的國際合作研究團隊在祝融號登陸區發現火星古風場改變的沉積層序的證據，證實風沙活動記錄火星古環境隨火星自轉軸和冰川期的變化。

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，認為可能代表地球的未來，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遜紀（Amazonian，29億年前至今）以來最主要的地質動力，塑造火星表面廣泛分佈的風沙地貌，沉積、記錄火星演化晚期和近代氣候環境特徵和氣候變化過程。但由於缺乏現場、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。

針對這個科學問題，中國科學院國家天文台李春來團隊，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，美國布朗大學（Brown University）和天問一號任務工程團隊，瞄準火星烏托邦平原（Utopia Planitia）南部豐富的風沙地貌，利用環繞器高分辨率相機、火星車導航地形相機、多光譜相機、表面成分分析儀、氣象測量儀等開展高分辨率遙感和近距離現場聯合探測，提取沙丘形態、表面結構、物質成分等數據，分析指示風向和發育年齡。

發現登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，揭露祝融號登陸區可能經歷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。這種氣候的轉變，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，發生一次冰河期與另一次冰河期之間過渡時間（glacial–interglacial transition）出現的全球性氣候轉變。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新的視角，為火星全球氣候模擬提供重要約束，甚至可能為地球未來的氣候演化方向提供借鑒。

【圖、文：節錄自中國科學院國家天文台網頁；新聞資訊由林景明提供】研究全文刊登在2023年7月5日出版的《自然》期刊；標題是：Martian dunes indicative of wind regime shift in line with end of ice age