火星是太陽系內(nèi)與地球最為相似的天體，風是其表面最重要的外營力之一，特別是亞馬遜紀（30億年）以來，火星表面寒冷干燥，活躍的風沙活動塑造了沙波紋、風成條紋、橫向風成脊、沙丘、雅丹等多種空間尺度和多種形態(tài)的風沙地貌（圖1）?；鹦羌扔酗L蝕地貌也有風積地貌，風蝕地貌以雅丹和風棱石為主；風積地貌以沙丘和沙波紋為主，其中火星的沙丘主要是簡單沙丘?；鹦秋L沙地貌時空分布廣泛，蘊含的火星氣候與環(huán)境演化信息豐富，因此，火星風沙地貌和古氣候特征研究成為火星科學研究的前沿和熱點之一。

圖1.火星表面各類典型風沙地貌：（a）沙波紋；（b）沙丘；（c）雅丹；（d）風成條紋；（e）和（f）橫向風成脊。（a）-（e）為軌道器影像，（f）為“祝融號”著陸區(qū)的火星車就位探測影像。

　　由于風蝕過程具有隱蔽性、持久性，且在短期內(nèi)不易被察覺，所以對火星表面的橫向風成脊（TARs）的研究存在一定的難度。中國科學院國家空間科學中心太陽活動與空間天氣重點實驗室行星環(huán)境與演化課題組博士后劉佳、劉洋研究員等人通過利用“天問一號”HiRIC（0.7m/pixel）軌道器數(shù)據(jù)進一步解譯了“祝融號”火星車著陸區(qū)附近8274條TARs（圖2），并對其長度、寬度、高度以及疏密度等進行了量測與研究，計算TAR樣本的平均高度和密度分別約為1.33 m和3.28，發(fā)現(xiàn)“祝融號”著陸區(qū)附近TARs的空間分布屬于寬間距型。

圖2. “祝融號”火星車著陸區(qū)橫向風成脊研究區(qū)

　　其次通過撞擊坑與TARs的空間疊置關(guān)系，對著陸區(qū)附近的TARs形成年代進行約束，結(jié)果表明：TARs的形成與演化時期處在火星晚亞馬遜紀，年代變化范圍約為： Ma到 Ka之間（圖 3）。

圖3. 通過泊松分布法擬合的年代曲線；（a）選擇的樣本撞擊坑在橫向風成脊上；（b）選擇的樣本撞擊坑內(nèi)部包含橫向風成脊。

　　最后，結(jié)合“祝融號”搭載的氣象儀（MCS）數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代風向與促進TAR形成的風向并不一致，間接解釋了TAR的形成主要由火星古代風向主導。導航相機近距離觀測發(fā)現(xiàn)部分TAR受到侵蝕，蛻變?yōu)榇笊巢y，說明現(xiàn)代多變的風場條件正使得TAR不斷的被改造。研究發(fā)現(xiàn)烏托邦平原的TARs不移動的主要原因是在它們的脊線及剖面部分硫酸鹽物質(zhì)發(fā)生了水合作用產(chǎn)生了一定程度的薄層膠結(jié)，將其固定。

　　該研究成果于近期發(fā)表在學術(shù)期刊Journal of Geophysical Research-Planet上。

　　文章鏈接：Liu, J., Liu, Y., Wan, W., Zhou, X., Zhao, Z., Wu, Y., et al. (2023). Orbital and in situ observation of transverse aeolian ridges at Zhurong landing site. Journal of Geophysical Research: Planets, 128, e2023JE007857. https://doi. org/10.1029/2023JE007857

　　（供稿：天氣室）