本文來自微信公眾號：果殼 （ID：Guokr42），作者：溯鷹，編輯：Steed，原文標題：《天問一號落火一周年，祝融號發(fā)現(xiàn)火星近期水活動》，
自古以來，火星——這顆在蒼穹中瑩瑩閃爍的熾紅光斑，總會激起人們無盡的遐想與向往。
作為比鄰而生的鄰居，火星和地球一道，在漫長的演化歷程中，共享著高度相似的早期過往?？释塾斡钪娌ふ业赝馍娜祟?，把它視為寄寓心底期待的第一站。
著陸在火星表面的天問一號著陸器，由祝融號火星車拍攝 | CNSA
一年前的今天，也就是2021年5月15日，我國天問一號著陸器載著祝融號火星車在火星表面成功著陸，鮮艷的五星紅旗隨著火星車一道，為這顆紅色的星球增添了一抹生動的紅色。
作為一位行進在異星大陸的先驅(qū)者，祝融號用先進的技術(shù)，尋覓著一切未知的線索：無論是行星的起源與演化，還是地外生命存在的可能性……
祝融號火星車與天問一號著陸器的合影 | CNSA
然而，在這諸多的未知領(lǐng)域里窮究天問，卻都離不開探索一個基本要素——水，一種簡單而優(yōu)雅的化合物，被稱為生命之源，貫穿著行星與生命復(fù)雜互動的全部歷程。它既是人人熟稔的尋常存在，卻也能夠在億萬年的行星歷史中，留下滄海桑田的不朽見證。
截至2022年5月有5日，祝融號火星車累計行駛1921米 | wlr2678
一、火星上的水
在太陽系中，水其實并不是什么特別稀缺的成分。無論是掠過天際的彗星、環(huán)伺朱庇特的木衛(wèi)二、還是遙遠冰冷的科伊伯帶，都含有豐富的水分。然而，這些水大部分以冰塊的形式賦存，在億萬年的時間長河里沒有任何復(fù)雜活動的跡象。
火星則不同，它曾和地球一樣，是一顆有著活躍地質(zhì)活動的巖質(zhì)行星。在地質(zhì)活動中，水往往是重要的參與者。因此，在火星“尋水”，便自然有了更為寬泛的意義——它蘊含著“有水參與的行星演化歷程”。
在化學(xué)層面，水是活躍的溶劑和催化劑，驅(qū)動著地殼內(nèi)各種離子成分的有效遷移；在機械層面，它是地表形貌的塑造者，承擔著制造峽谷溝壑、平原沃野的任務(wù)；在環(huán)境層面，水圈構(gòu)筑了一個得以同時影響氣候和地文特征的龐大循環(huán)。
總之，水以自身活躍的特質(zhì)，為一顆行星上復(fù)雜系統(tǒng)的孕育，乃至生命的誕生，提供了一個必要而先決的契機。
藝術(shù)家描繪了如今（左）和曾經(jīng)（右）的火星，水在火星歷史上扮演過舉足輕重的作用| NASA’s Goddard Space Flight Center
但與此同時，水卻還有另一幅截然不同的面貌：在巖石圈這個無機世界里，水完全可以一改活躍的特質(zhì)，進入晶體的格架，和其它離子一道組成穩(wěn)定的礦物質(zhì)，成為過往地質(zhì)演化信息的堅實記錄者。
當我們通過物理或化學(xué)的手段尋找到保存于古老地層中的含水物質(zhì)時，便可通過它今日的“靜”，還原它昨日的“動”；利用這些物質(zhì)現(xiàn)今的物理化學(xué)特性，還原其形成時的演化細節(jié)，最終構(gòu)筑起一座銜接古今的邏輯橋梁。
二、火星歷史四紀元
祝融號的著陸點位于火星烏托邦平原的南部，這片平原表面的地層，形成于火星歷史中一段叫做“亞馬遜紀”的時光里。
火星的歷史總共劃分為四個紀元，分別是前諾亞紀、諾亞紀、西方紀以及亞馬遜紀。這四個紀元基本囊括了火星誕生至今的全部歷程。
前諾亞紀（約46-41億年前）是火星誕生的時代，無數(shù)的宇宙塵埃融合成火星龐大而渾圓的身軀，不久，這顆滾燙的巖漿球逐漸冷卻，凝固出初生的地殼。
在緊隨而至的諾亞紀（約41-37億年前）里，火星遭受了無數(shù)小天體的高頻撞擊。這些小天體雖然在火星表面塑造出崎嶇不平的隕擊坑，卻也為干燥的火星帶來豐沛的水分。水分積少成多，最終可能匯成一片蔚藍的海洋。之后，火星表面很快便建立了一個完整循環(huán)的水圈。濕潤的雨水和降雪、大型的湖泊、奔騰的江河、洶涌的地下暗流……活躍的液態(tài)水滋潤著原始火星的表生地殼。
根據(jù)科學(xué)家對火星早期地表特征的推測，藝術(shù)家制作出了火星早期面貌的想象圖 | Ittiz
然而好景不長，距今約37億年前，諾亞紀結(jié)束，西方紀開始。除了偶發(fā)的地下水涌溢和冰川熔融形成大大小小的一些泄洪渠道外，之前火星那溫暖濕潤的氣候條件逐漸褪去，并朝著極寒冷、干燥的惡劣環(huán)境迅速轉(zhuǎn)化。
距今30億年左右，亞馬遜紀開始，隕擊事件和地質(zhì)活動的頻率進一步降低，除了局部產(chǎn)生的一些大型冰川作用外，火星在一點點失去自己最后的活力，并最終在漫長的演化過程中，變?yōu)榻袢盏拿婷?。稀薄的大氣層偶爾刮著狂暴的風，在干涸的地面上揚起滾滾沙塵，遮蔽著從遙遠太陽照射而來的蒼涼光芒。
三、被水“浸潤”的火星新史
登陸火星的這一年時光里，祝融號就在這樣的世界里孑然前行，持續(xù)獲得著豐富的勘測數(shù)據(jù)。在地表這片經(jīng)歷了重塑事件的亞馬遜紀地層中，祝融號的短波紅外光譜儀與導(dǎo)航地形相機尋覓到了一些特殊的亮色巖塊。這些巖塊和漫布地表的玄武巖石塊有著質(zhì)的區(qū)別，自然引起了科學(xué)家的高度關(guān)注。
祝融號火星車拍到的一些亮色巖塊（白色箭頭所指）
2022年5月12日，中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心的研究團隊在國際權(quán)威科學(xué)期刊《Science Advance》上發(fā)表研究成果。基于光譜探測數(shù)據(jù)分析，這些亮色巖塊中很可能大量賦存著結(jié)晶水硫酸鹽礦物。根據(jù)地球上類似的環(huán)境進行推導(dǎo)，這些礦物很可能是地下水在表層土壤的孔隙中持續(xù)蒸發(fā)沉淀的結(jié)果。
亮色巖塊的光譜探測數(shù)據(jù)顯示，其中很可能大量賦存著結(jié)晶水硫酸鹽礦物
當水分蒸發(fā)，孔隙水中沉淀出的含水礦物，便會將松散的沉積物膠結(jié)后經(jīng)巖化作用形成較為致密的巖石。而后，在表層的差異風化作用下，未被膠結(jié)的松散堆積物被紛紛吹走，被礦物質(zhì)牢牢膠結(jié)的“硬坨坨”則留在原地，最終形成孑遺于地表的硬殼層。
祝融號視野中的關(guān)鍵物質(zhì)——地表沉積物受到含水硫酸鹽膠結(jié)作用而形成的巖化硬殼層。下圖三個階段（Stage）展示了硬殼層從形成至暴露地表的整個表生地質(zhì)作用過程
如果按照過往理解，在亞馬遜紀時，火星的水循環(huán)已經(jīng)變得極為有限。而新發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象卻充分表明，哪怕在這個最新的地質(zhì)紀元里，火星上依然有著活躍的液態(tài)水作用。
且不論這些水來自哪里，它們在一個較新的地質(zhì)時代里活躍存在的事實本身，便為我們重新認識這顆荒涼行星的歷史過往，提供了一條全新的可能路徑。畢竟，液態(tài)水的潛在活躍時間更長，便為一切更為復(fù)雜的系統(tǒng)的孕育，爭取到了更多的機會。
祝融號火星車回望來時路| CNSA
浩渺的異星大陸，孑然前行的先驅(qū)者仍在不斷探索。在“橙紅大地”上，火與光的使者化身為尋水之人，在不斷發(fā)回地球的電磁波里，用一幅幅全新的圖景，溫潤著人類孜孜不倦的好奇心。
這是一篇關(guān)于探索的故事，在熒惑大陸和藍色家園之間往復(fù)穿梭的電磁波，如同不斷翻動著書頁，續(xù)寫著與星球的歷史一同前行的，人類未來。
本文來自微信公眾號：果殼 （ID：Guokr42），作者：溯鷹，編輯：Steed
