根据今天（2月24日）在《国家科学院院刊》（PNAS）上发表的一项新研究，火星曾可能是沐浴在阳光下、拥有温和波浪的沙滩的家园。
一组国际科学家，包括宾州州立大学的研究人员，使用了来自祝融号火星探测器的数据，识别出隐藏在行星表面下的岩层，这强烈暗示了古老北方海洋的存在。根据宾州州立大学地质学助理教授、本研究的共同作者本杰明·卡德纳斯的说法，这项新研究提供了迄今为止最清晰的证据，表明该行星曾经拥有显著的水体和更适宜生命的环境。
“我们在火星上发现了曾经像古老沙滩和古老河口三角洲的地方，”卡德纳斯说。“我们发现了风、波浪和沙子充足的证据——一个正规的度假风格沙滩。”
祝融号探测器于2021年在一个名为乌托邦平原的区域着陆，并发送有关周围地质的数据显示，以寻找古老水或冰的迹象。与其他探测器不同的是，它配备了能够穿透地面的雷达，使其能够利用低频和高频雷达探测火星的土壤并识别埋藏的岩层。
通过研究地下沉积物，科学家能够拼凑出火星历史的更完整图景，卡德纳斯解释道。当团队审查雷达数据时，发现其显现出与地球沙滩相似的层状结构：形成被称为“前沿沉积物”，它们呈向下倾斜的形态，朝向海洋，形成时沉积物由潮汐和波浪带入大型水体。
“这立刻引起了我们的注意，因为这表明存在波浪，这意味着有空气和水的动态界面，”卡德纳斯说。“当我们回顾地球上最早的生命发展地点时，它是在海洋和陆地的相互作用中，因此这描绘了古代适宜栖息环境的图景，具有适合微生物生命的友好条件。”
当团队将火星数据与地球沿海沉积物的雷达图像进行比较时，他们发现惊人的相似之处，卡德纳斯说。在火星上观察到的倾角恰好处于地球沿海沉积物中所见的范围内。
研究人员还排除了其他可能的倾角反射器来源，例如古老河流、风或古代火山活动。他们认为，这些形成的一致下倾形态以及沉积物的厚度指向一个沿海起源。
“我们看到这片水体的海岸线随着时间的推移而演变，”卡德纳斯说。“我们倾向于将火星视为一个静态快照的行星，但它在演变。河流在流动，沉积物在移动，土地在形成和侵蚀。这种类型的沉积地质可以告诉我们地貌的样子，它们是如何演变的，重要的是，帮助我们识别我们想要寻找古代生命的地方。”
这一发现表明，火星曾经是一个比今天湿润得多的地方，进一步支持了过去覆盖了行星北极大部分的海洋假说，卡德纳斯解释道。这项研究还提供了有关火星环境演化的新信息，表明一个适宜生命的温暖潮湿时期可能持续了几千万年。
“祝融号探测器的能力让我们以全新的方式理解该行星的地质历史，”加州大学伯克利分校地球和行星科学教授、论文的通讯作者迈克尔·曼加说。“它的地面穿透雷达让我们得以一窥行星的地下，这使得我们能够进行此前从未能做到的地质研究。所有这些技术的令人难以置信的进步使基本科学的研究成为可能，这揭示了关于火星的新信息宝库。”
论文的其他通讯作者包括广州大学的刘海和中国科学院的方广友。宾州州立大学的其他共同作者是德里克·艾尔斯沃斯，他是G·阿尔伯特·舒梅克教授，教授能源与矿业工程及地球科学。其他作者包括广州大学的李建辉、徐梦、段迪文和卢海婧；中国科学院的张进海和周彬；以及中国上海的同济大学的张丰寿。
