天问⼀号巡视器“祝融号”着陆于⽕星乌托邦平原南部。“祝融号”搭载的低频雷达(Rover Penetrating Radar,RoPeR)发现了着陆区的垂向分层结构,揭示了多期次与⽔活动相关的⽕表改造事件,为剖析⽕星地质演化和环境、⽓候变迁提供了重要依据。沿着雷达⻋前进⽅向的地下结构的横向变化同样重要,可能反映了更加复杂的地质演化过程。然⽽,雷达反射图像横向变化特征较为微弱,难以有效识别和提取。
中国科学院地质与地球物理研究所⽕星雷达团队联合中国科学院空天信息创新研究院、成都理⼯⼤学、中国科学院地球化学研究所、中国科学院⽐较⾏星学卓越创新中⼼、中国科学院国家空间科学中⼼、中国科学院⼤学和河海⼤学等,通过对“祝融号”低频雷达数据进⾏频谱分析,发现其反射特征存在许多分⽴的垂直低频条带。通过与⽕星地⾯现存的地貌特征进⾏对⽐,该研究认为新发现的结构可能是深埋在地下35⽶处的多边形地貌。
该研究在1.2公⾥的⾏进距离内识别出16个多边形楔体,这表明乌托邦平原地下可能⼴泛分布着该类地貌。
该研究表明地下多边形可能由⽕星早期的冻融循环产⽣。研究显示,在地下~35m深度以上和以下的结构存在显著差异,表明在晚⻄⽅纪-早亚⻢逊纪⽕星的⽔活动和/或热条件发⽣了显著变化,这意味着在中低纬度(~25°N)发⽣过强烈的古⽓候变化,或与古⽕星轨道倾⻆变化有关。
相关研究成果发表在《⾃然-天⽂学》(Nature Astronomy)上。研究⼯作得到国家⾃然科学基⾦、中国科学院重点部署项⽬、地质地球所重点部署项⽬、国家航天局⺠⽤航天技术预先研究项⽬的⽀持。