北京
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火星巖石表層是記錄大氣-地表相互作用的關鍵載體，但對其表面紋理的形成機制仍缺乏充分認識。鹽風化作用是可溶性鹽類在巖石中反復溶解、結晶并導致巖石破碎的過程，然而在當前火星寒冷干旱的環境下，其具體發生條件及作用程度仍待研究。
近日，中國科學院國家空間科學中心太陽活動與空間天氣全國重點實驗室劉洋研究員團隊聯合中國地質大學（武漢）、中國科學技術大學、香港大學與成都理工大學科研人員，基于我國祝融號火星車的原位觀測數據展開系統研究。研究團隊在沿途的巖石表面識別出近平行的片狀剝落、彼此嵌合的碎裂塊體以及密集分布的凹坑，這些形態特征與地球上的鹽風化產物相似（圖1）。
圖1 祝融號拍攝石塊（前兩列）與其他火星車和地球石塊紋理對比（第三列）。
多光譜數據顯示多塊巖石在凸起邊緣及凹坑周圍呈現藍綠色裸露區域，這些區域的氧化程度明顯低于巖石其他部位，可能代表較新鮮或抗氧化的物質。祝融號獲取的不同地物的短波紅外光譜高度相似，通過與實驗室光譜對比分析（圖2），并結合激光誘導擊穿光譜的結果，指示著陸區存在以含水硫酸鹽為代表的鹽類物質。
圖2 祝融號就位（a-b）多光譜數據與（c-e）短波紅外光譜分析。
為評估鹽類是否具備發生潮解條件，研究團隊利用祝融號火星車的實測氣象數據和火星氣候數據庫開展了模擬分析。模擬結果顯示，在晚春至夏季期間，夜間至黎明前的近地表溫度與相對濕度間歇性接近部分吸濕性鹽類的潮解閾值，為這些時段內形成短時鹽類溶液提供了理論可能。基于上述觀測與模擬，研究團隊提出火星塵埃中的鹽分在巖石表面沉積和吸附，并在適宜的溫濕度條件下發生潮解形成微量鹵水，在后續蒸發過程中鹽分重新結晶，產生的結晶壓力會逐步破壞巖石結構，最終塑造了祝融號觀測到的巖石表面紋理（圖3）。
圖3 祝融號石塊紋理形成機制示意圖
該研究表明，即使在現代火星極端寒冷干燥的環境條件下，近地表仍可能存在由鹽類吸濕、結晶及其相關過程驅動的短時且微弱的表面改造過程，這為認識現代火星表面-大氣相互作用提供了新的觀測證據。上述研究成果發表在Science Bulletin期刊上，論文第一作者為中國科學院國家空間科學中心吳興副研究員，通訊作者為劉洋研究員。該工作受到國家自然科學基金以及天問三號任務火星著陸點遴選關鍵技術攻關項目的支持。
論文鏈接：
Wu, X., Zhou, X., Zhao, J., Liu, Y.*, Pan, L., Liu, J., Zhao, Y., Qin, X., Zhang, J., Wu, Y., Zhao, Z., Zou, Y., & Wang, C. (2026). Zhurong rover reveals salt weathering-driven surface modification by transient brine activity on Mars. Science Bulletin. https://doi.org/10.1016/j.scib.2026.03.028.
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