在火星探索的征途中，一项由中国科学院空天信息创新研究院带来的突破性发现，为这颗红色星球的历史增添了浓墨重彩的一笔。近日，该研究院研究员方广有领导的月球与火星探测雷达团队，在火星北半球乌托邦平原南部的“祝融号”着陆区域，揭示了地下深处隐藏的秘密。
通过祝融号火星车携带的次表层穿透雷达，研究团队在地下10至35米深度范围内，发现了多层倾斜沉积结构。这些结构的地质特征，与地球上的海岸沉积物惊人地相似，为火星中低纬度地区曾存在古代海洋的假设提供了直接的地下证据。这一研究成果已在《美国国家科学院院刊》上发表。
长久以来，火星因其与地球在地质特征、季节性变化和昼夜节律上的相似性，被视为人类星际移民的潜在家园。尽管过去数十年中，人类对火星的探测取得了诸多成就，但这些发现大多聚焦于环境极端寒冷的火星高纬度或极地区域。关于火星北部低地是否曾拥有浩瀚海洋的争论，一直悬而未决。因此，此次发现对于理解火星的古海洋环境具有重大意义。
2021年5月15日，中国首辆火星车祝融号成功着陆于乌托邦平原南部，开启了它的探索之旅。祝融号搭载的火星次表层穿透雷达，正是为了探测地下结构和可能存在的水冰而设计的。它的行驶路线位于前人推测的古海洋海岸线以北约280公里处，海拔较该海岸线低约500米。
方广有及其团队，通过对祝融号雷达低频通道数据的深入分析，在火星车沿途地表以下10至35米深度范围内，识别出了76个地下倾斜反射体。这些反射体分布广泛且均匀，覆盖范围超过1.3公里，倾角介于6°至20°之间，平均倾角为14.5°。在同一位置的不同深度，甚至可以观测到多个平行分布的反射体。这些层理结构与地球沿海沉积物的雷达成像结果极为相似，排除了其他成因的可能性。
这些沉积物的存在表明，火星上曾存在由风浪驱动的沿岸输送过程，为海岸线提供了稳定的泥沙净流入，并形成了海岸线前积层。这种结构只有在持久稳定的大型水体环境中才能形成，而非仅仅是局部和短暂的融水现象。这一发现不仅为火星北部平原曾存在古代海洋提供了关键证据，还揭示了火星曾经历过长期温暖湿润的气候期。
研究团队还发现，这些海岸线沉积物的电介质特性与地球上由细砂和中砂颗粒组成的沉积物一致，进一步证实了其海洋沉积物的性质。这意味着火星可能曾长期维持适宜液态水存在的温度和气压条件，远超之前估计的短期融水事件。
此次发现的最大意义在于，它将火星液态水的证据从人迹罕至的极地地区扩展到了更适合人类活动的中低纬度地区。这证实了火星可能曾经是宜居的，为未来火星基地的水资源利用提供了可能。同时，这些古海洋沉积物保存了火星气候变化的历史记录，对于理解火星如何从温暖湿润转变为寒冷干燥，以及指导人类如何改造火星环境、实现长期可持续居住具有重要意义。
