9月28日,新华社发了一条不大不小的消息:我国计划2028年底完成新一代全火星地质图编制,核心目标之一,是根据祝融号的新发现,提出火星地质年代划分的中国方案,并推动我国提出的方案成为全球共识。新华社
说这话的人是中国科学院院士、天问三号任务首席科学家侯增谦,场合是中国地质科学院地质研究所的一场座谈会。比起这个月轮着刷屏的"火星水母"“火星明信片”,这条新闻的传播链里点赞数寒酸得多。但对常年追火星的人来说,它决定的是接下来十年一件更根本的事:火星历史的"章节",将由谁来编、用什么编。
一、火星的历史书,真没有"目录"
给一颗行星写历史,第一步是定年表:什么时候算什么时代,界线画在哪。地球的年表靠地层叠置加同位素测年,月球的年表靠阿波罗和"月球号"带回的样品锚定。火星呢?
半个多世纪以来,全球实施了几十次火星探测,飞掠、环绕、着陆、巡视全都做到了,但采样返回和载人探测始终没能取得决定性突破。 也就是说:人类从火星拿回过0克样品。新华社
没有样品,定年只剩一把软尺子——数撞击坑:区域越古老,坑通常越密;而要让这把尺子变准,靠的是把返回样品的同位素年龄和采样区的撞击坑密度绑定起来。 火星没有那个"绑定"环节,所以现在通行的火星年表(诺亚纪—赫斯珀里亚纪—亚马逊纪)本质是一套相对年代学:先后顺序大体能排,可每个界线到底是多少亿年前,全靠模型推。人民网
这也解释了为什么火星这些年每上一次热搜都要吵一轮。侯增谦在新华社专访里把历次"大发现"点了名:从"海盗"号的生物学实验到ALH84001陨石的争议,从"勇气"号的水合二氧化硅到"好奇"号的长链有机分子,所有发现都存在多解性。 多解性的根子之一,就是时间框架本身不够硬。新华社
二、同一个问题,月球上个月刚被中国"解决"过一次
今年8月,还是这个所(中国地质科学院地质研究所),发布了1∶500万全月球地质图。先把嫦娥五号的功劳摆出来:利用返回样品,月球在20亿年前仍有火山活动得到证实,火山活动终点从国际公认的30亿年前延后了10亿年。新华社
"精准年龄"一补上,细化分界线就跟着来了:过去国际学术界没法对"爱拉托逊纪"做更细的年代划分,现在以嫦娥五号数据为分界,我国把它划分为早、晚两期,中国自主的测年数据首次进入全球月球地质年代表的核心框架。新华社
该所研究员丁孝忠给这件事的定性只有一句话:在月球地质年代精细划分领域,我国已经从"跟图"进入"制规"阶段。新华社
新全月图上还有一组数字:13519个撞击坑、81个撞击盆地,14类构造、17种岩石类型,图例和配色(“新浅老深”)全部按中国自己的标准来。 而新华社8月的报道明确写着:这套图式图例和用色标准,还将服务于我国后续的火星等天体地质编图。人民网新华社
顺带一提:"数坑定年"这把软尺子,同样能被样品改写——嫦娥六号月背样品今年修正了沿用数十年的月球撞击坑年代学模型,直接不支持"晚期重型轰击"假说。 这就是为什么在这盘棋里,"采样返回"是硬通货。人民网
三、祝融号要写进新图的,是几条"时间界线的证据"
侯增谦给的两条硬线索,已被新华社写进报道:祝融号发现火星35亿年前存在洲际级古海洋、16亿年前可能存在短时洪水,这些最新科学发现将绘入新一代全火星地质图。人民网
更细的时间线可以看公开研究:港理工吴波团队与天问一号研制团队发在《科学报告》上的古滨岸带论文,用撞击坑定年给出框架——约36.8~36.5亿年前洪水涌入乌托邦平原南部,约35亿年前浅海单元沉积完成,约34.2亿年前水冰体消失;这个海可能只持续了约2亿年,在火星46亿年历史里算"短命",但留下的地质记录清晰可辨。 祝融号在着陆区约2公里的行进路线上,看到了水下沉积的层理、交错层理,探地雷达在地下10—80米打出两层"向上变细"的沉积序列。知乎
今年4月,国家空间科学中心刘洋团队又基于祝融号观测数据,揭示了火星上一种短时卤水驱动的盐风化现象——现在这颗星球上,偶尔还会有卤水在岩石里"动手"。人民日报
车已经休眠了,数据还在一条条变成界线。新一代全火星地质图要做的,就是把这些地面证据、天问一号的全球轨道数据,再加上统筹使用的美国和欧空局探测数据,用影像、光谱、雷达、重力、磁场多模态融合编到一张1∶500万的图上。 新华社管它叫"全球首版智能化火星地质图"。新华社
四、好奇号在这张图里是什么位置?
这个号的老粉对好奇号熟:2012年8月登陆火星以来,它的累计行驶里程已经突破37km。 今年8月NASA官宣其累计爬升突破1000米,9月下旬它刚过完5000个火星日夜,还在沙脊上拼了一张"晨昏明信片"。微博微博
它这十多年的主业,就是把盖尔陨石坑中央那座3英里高的夏普山一层一层读下来——已经在夏普山探索超过十年。 山谷里那些一两英寸宽的多边形泥裂、硫酸盐与粘土的交替,都是"书页内容"。知乎
但注意:好奇号读得出"页码顺序",给不出"这页印于第几章"。它测的是层序和环境,绝对年龄要么靠数坑推算,要么就得把石头拿回地球。而新图的口径恰恰是把美国数据一起编进来——一台火星车负责正文(好奇号),一台火星车负责水位线(祝融号),一张图负责目录,而且这个目录,第一次想按中国的章节法来编。这大概就是这张"全火星地质图"最有意思的地方。
五、两年内能兑现什么,还差什么:三个观察点
这条消息里最容易被读过头的,是"推动成为全球共识"那句。证据能支持到哪,就说到哪:编图本身是确定排期的工程,“共识"是受访者的期待——参照全月图经验,从"中国制式"到"国际接受”,中间还隔着一道学术认可的程序。接下来盯三个节点就够了:
2026年底:天问三号从8个候选着陆区里定下最终一个,选址要素中"地质年代"就摆在台面上。 年表准不准,直接决定去哪挖。新华社
2028年底:1∶500万全火星地质图1.0版、1∶5万着陆区地质图和专业图集一起发布,全球首版智能化火星地质图落地,火星年表"中国方案"随图公布。新华社
2031年前后:天问三号采样返回。第一批带同位素年龄的火星样品回到地球那天,"数坑定年"这把软尺子才第一次被真正钉死——这是月球已经验证过的剧本。
如果你一直在追这个月的火星刷屏,这次可以先不追图,把时间线存下来:下次再看到"好奇号爬到哪一层"“祝融号又发什么论文”,先问一句——它落在年表的哪一章里。火星的历史书正在从"只有正文"变成"有目录",这两年的执笔人,换成了中国人。