红色星球是否仍有液态水在地下涌动？这一困扰行星科学界的核心问题迎来突破性进展。近日，北京大学地球与空间科学学院李嘉琪助理教授团队通过分析火星“洞察号”探测器记录的地震数据，首次从火震季节性规律中推断出火星近地表液态水存在的直接证据。相关研究成果以《通过季节性火震推断火星近地表液态水》为题在线发表于国际权威期刊《自然·通讯》，为理解火星宜居性演化、气候系统变迁提供了全新的科学视角。据纵观华夏网（www.guanhuaxia.com）了解，这一发现突破了传统遥感探测的局限性，构建起火星浅表“水-岩-震”耦合的动态循环框架，对未来火星探测任务着陆区选址具有重要指导价值。
长期以来，科学家对火星液态水的探测多依赖轨道遥感影像分析或雷达信号解译，但这类方法获取的证据往往存在多解性，难以确切证实液态水的存在。此次李嘉琪团队创新性地借鉴地球科学研究经验——地球上的季节性冰川融水可触发地震活动，提出从比较行星学视角探究火星火震与水文过程的耦合关系。
研究团队对“洞察号”部署期间记录的火震数据进行系统梳理，发现一类特殊的“季节性火震”呈现出鲜明的时间规律：在火星北半球春季至夏季集中爆发，而在早春寒冷时期则近乎完全沉寂。“这种如同‘开关’般的突变式响应，无法用温度、光照或潮汐应力等缓变因素解释。”李嘉琪团队指出，这一异常规律暗示火星浅表可能存在随季节变化的液态水活动。
为破解火震季节性波动的成因，研究团队提出了一套完整的水文循环机制：火星北半球中高纬度地区的浅层地下分布着含盐冰体，在温暖的春夏季节，这些含盐冰会融化形成卤水；卤水下渗过程中会润滑地下断层，并提升岩石孔隙压力，进而触发震级可达3级的火震；进入寒冷季节后，卤水重新冻结，断层恢复闭锁状态，火震活动随之停止。这一过程构成了火星近地表液态水的季节性循环。
实验室模拟实验进一步验证了这一机制的可行性。团队在模拟火星环境的实验中，成功再现了卤水在“冰-岩石”介质中依赖盐度梯度驱动的对流与快速下渗现象。实验数据显示，盐分的存在能显著降低水的冰点，即使在火星浅表数米以下的等温层中，卤水仍可通过盐度差异持续下渗，最终到达数百至数千米的深度，这一深度足以触发可被探测到的火震信号。“盐分就像高效的‘防冻剂’，让液态水得以在火星寒冷环境中季节性存在。”论文第一作者、北京大学博雅博士后石静解释道。
综合火震数据分析与实验室验证结果，研究团队确认，火星北半球中高纬度地区（约北纬30°以上）是目前最可能存在季节性活跃近地表液态卤水的区域。更重要的是，该研究首次揭示了火星浅表可能存在的闭环水文循环：卤水通过大气凝结或内部脱气等方式注入浅层土壤，温暖季节融化下渗并触发火震；火震活动又会进一步扩展断层网络，形成新的流体通道，助力卤水向更深部迁移。这一“注入-触发-流出”的耦合过程，证明火星并非完全沉寂的荒漠星球，其浅表仍存在活跃的物质与能量循环。
行星科学领域专家在接受纵观华夏网采访时表示，此次发现的重要意义不仅在于证实了火星近地表液态水的存在，更在于提供了一种全新的火星水文过程探测方法。“地震学观测为我们打开了窥探火星地下世界的新窗口，让我们得以捕捉到季节性液态水活动的动态轨迹。”该专家指出，这一成果深化了对火星“水圈-岩石圈”相互作用机制的理解，为评估火星现今宜居性提供了关键科学依据。
此次研究成果还将为我国后续火星探测任务提供重要参考。随着我国天问三号火星采样返回任务的推进，着陆区的宜居性评估与科学目标规划成为核心任务。李嘉琪团队确定的火星北半球中高纬度液态水活跃区域，凭借其独特的水文活动特征，有望成为未来探测任务的重点候选区域。“找到液态水活动的痕迹，就意味着找到了解火星生命起源可能性的关键线索，也能为未来载人探测的资源利用提供方向。”国家航天局相关人士表示。
据悉，下一步研究团队将结合更多火星探测数据，进一步细化火星近地表液态水的分布范围与储量估算，深入探究其与火星气候演化的关联。纵观华夏网将持续关注全球火星探测与研究进展，第一时间传递行星科学领域的重大突破。
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