火星岩石表层是记录大气-地表相互作用的关键载体，但对其表面纹理的形成机制仍缺乏充分认识。盐风化作用是可溶性盐类在岩石中反复溶解、结晶并导致岩石破碎的过程，然而在当前火星寒冷干旱的环境下，其具体发生条件及作用程度仍待研究。
    近日，中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气全国重点实验室刘洋研究员团队联合中国地质大学（武汉）、中国科学技术大学、香港大学与成都理工大学科研人员，基于我国祝融号火星车的原位观测数据展开系统研究。研究团队在沿途的岩石表面识别出近平行的片状剥落、彼此嵌合的碎裂块体以及密集分布的凹坑，这些形态特征与地球上的盐风化产物相似（图1）。

图1 祝融号拍摄石块（前两列）与其他火星车和地球石块纹理对比（第三列）。

    多光谱数据显示多块岩石在凸起边缘及凹坑周围呈现蓝绿色裸露区域，这些区域的氧化程度明显低于岩石其他部位，可能代表较新鲜或抗氧化的物质。祝融号获取的不同地物的短波红外光谱高度相似，通过与实验室光谱对比分析（图2），并结合激光诱导击穿光谱的结果，指示着陆区存在以含水硫酸盐为代表的盐类物质。

图2 祝融号就位（a-b）多光谱数据与（c-e）短波红外光谱分析。

    为评估盐类是否具备发生潮解条件，研究团队利用祝融号火星车的实测气象数据和火星气候数据库开展了模拟分析。模拟结果显示，在晚春至夏季期间，夜间至黎明前的近地表温度与相对湿度间歇性接近部分吸湿性盐类的潮解阈值，为这些时段内形成短时盐类溶液提供了理论可能。基于上述观测与模拟，研究团队提出火星尘埃中的盐分在岩石表面沉积和吸附，并在适宜的温湿度条件下发生潮解形成微量卤水，在后续蒸发过程中盐分重新结晶，产生的结晶压力会逐步破坏岩石结构，最终塑造了祝融号观测到的岩石表面纹理（图3）。

图3 祝融号石块纹理形成机制示意图

    该研究表明，即使在现代火星极端寒冷干燥的环境条件下，近地表仍可能存在由盐类吸湿、结晶及其相关过程驱动的短时且微弱的表面改造过程，这为认识现代火星表面-大气相互作用提供了新的观测证据。上述研究成果发表在Science Bulletin期刊上，论文第一作者为中国科学院国家空间科学中心吴兴副研究员，通讯作者为刘洋研究员。该工作受到国家自然科学基金以及天问三号任务火星着陆点遴选关键技术攻关项目的支持。

来源：国家空间科学中心