《火星存在古海洋有了最直接地下证据》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: 熊萍
  • 发布时间:2025-05-08
  • 科技日报广州2月27日电 (记者龙跃梅)27日,记者从广州大学获悉,该校与中国科学院、同济大学、美国宾夕法尼亚州立大学等高校科学家合作发现,位于火星北半球乌托邦平原南部的“祝融号”着陆区,其地下10—35米深处存在多层倾斜沉积结构。这些地质特征与地球海岸沉积物高度相似,为火星中低纬度地区曾存在古代海洋提供了迄今最直接地下证据。相关研究成果近日发表在国际学术期刊《美国国家科学院院刊》。

    关于火星北部低地是否曾存在浩瀚海洋的争论始终存在。尽管从轨道图像中识别出的古海岸线表明,火星北部低地可能曾存在覆盖火星表面三分之一的古代海洋。但由于遥感数据推断的古海岸线高度分布不一致,以及40亿年来火星表面经历的撞击、风化、重塑等过程,会扭曲或掩盖古代海洋表面证据,火星古海洋假说仍存在争议。

    祝融号于2021年5月15日着陆于乌托邦平原南部。祝融号搭载的火星次表层穿透雷达是一种双频探地雷达系统,可探测地下结构和可能存在的水冰。

    研究人员通过分析火星车穿透雷达低频通道的实测数据,在祝融号沿途地表以下10—35米深度范围内识别出76个地下倾斜反射体。这些层理结构与地球沿海沉积物的雷达成像结果相似,其一致性和物理特性排除了风成沙堆、熔岩管道或河流冲积等其他成因。

    据介绍,这些沉积物的大规模存在,不仅提供了火星北部平原曾存在古代海洋的关键地下证据,还揭示了火星曾经经历过长期温暖湿润的气候期,意味着火星曾长期维持适宜液态水存在的温度和气压条件,远超之前估计的短期融水事件。

  • 原文来源:https://www.nmdis.org.cn/c/2025-04-23/83622.shtml
相关报告
  • 《中国科学院海洋研究所研究发现古俯冲改造地幔残存于现今洋中脊地幔新证据》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:熊萍
    • 发布时间:2025-04-06
    • 近日,国际地学期刊Earth and Planetary Science Letters(Nature Index)刊发了中国科学院海洋研究所曾志刚研究员课题组陈祖兴副研究员与合作者关于古俯冲流体改造地幔组分在塑造现今洋中脊玄武岩地幔不均一性方面的最新研究成果,为理解全球洋中脊玄武岩中“幽灵岛弧信号”的形成机制提供了全新视角。 远离俯冲带的大洋中脊系统不受俯冲作用影响。然而,越来越多的研究发现部分洋中脊玄武岩具有典型的岛弧岩浆地球化学特征,如Nb负异常以及俯冲板片流体的印记(如高H?O/Ce与Ba/Th比值等),被称为“幽灵岛弧信号”。然而,其成因机制仍存在争议,包括地幔柱物质的加入、再循环沉积物的贡献、古老克拉通岩石圈地幔的混染以及俯冲改造地幔组分的参与等。鉴于这些不同端元组分可能共同影响洋中脊玄武岩的地球化学特征,通过传统放射性同位素方法精确限定洋中脊玄武岩中“幽灵岛弧信号”的具体成因仍具挑战性。 近年来,钼(Mo)同位素体系在示踪壳幔物质循环方面表现出巨大的潜力。俯冲板片在弧下深度脱水释放重Mo同位素交代上覆地幔楔导致岛弧岩浆(如马里亚纳、伊豆小笠原、堪察加等),相对于洋中脊玄武岩具有更重的Mo同位素组成。此外,由于还原沉积物富集重Mo同位素,受俯冲还原沉积物影响的小安的列斯岛弧岩浆也表现出重Mo同位素特征。与之相对,脱水残余板片则富集轻Mo同位素,其通过深俯冲再循环作用导致HIMU型洋岛玄武岩(如St. Helena)表现出异常轻的Mo同位素特征。而EM-1型洋岛玄武岩以及受EM-1型地幔柱影响的南大西洋46-53°S洋中脊玄武岩中出现的重Mo同位素信号与还原沉积物的俯冲再循环有关。因此,通过结合Mo同位素与放射性同位素体系,能够有效区分HIMU与EM-1型地幔柱对洋中脊玄武岩的影响,并准确识别其中俯冲改造地幔组分的贡献。 为此,研究人员分析了受St. Helena地幔柱影响的南大西洋洋中脊玄武岩的Mo同位素,识别出与受俯冲流体影响的岛弧玄武岩相似的重Mo同位素信号,且具有相对较低的(La/Sm)N、Nb/Zr和Ce/Pb比值以及不富集的Sr-Nd同位素组成。这些地球化学特征既不能通过亏损地幔与再循环沉积物或岩石圈地幔物质的相互作用来解释,也无法归因于St. Helena地幔柱对其地幔源区的影响。结合地震层析成像和板块重建模型,这些独特的地球化学特征反映了中生代时期冈瓦纳超大陆西南缘俯冲流体改造地幔的贡献。这一发现不仅为古俯冲流体改造地幔在塑造现今洋中脊玄武岩地幔不均一性中的重要作用提供了关键证据,同时也为理解全球洋中脊玄武岩中"幽灵"岛弧特征的形成机制提供了全新视角。 论文第一作者和通讯作者为中国科学院海洋研究所陈祖兴副研究员,合作者包括美国华盛顿大学Fang-Zhen Teng教授、美国得克萨斯大学达拉斯分校Robert J. Stern教授、中国科学院广州地球化学研究所李杰研究员以及中国科学院海洋研究所张玉祥副研究员和曾志刚研究员。本研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和山东省自然科学基金等项目联合支持。 论文信息: Zuxing Chen*, Fang-Zhen Teng, Robert J. Stern, Yuxiang Zhang, Jie Li, Zhigang Zeng. Molybdenum isotope evidence for subduction-modified mantle beneath mid-ocean ridges. Earth and Planetary Science Letters, 2025, 658: 119294. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2025.119294.
  • 《海洋问题研究:海洋政治属性的生成与演进》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2018-08-16
    • 很久以前,古老的海洋呈现在年轻的人类面前始终是一个无边无际、深邃无底、充满神奇传说的谜。然而,在近代以来人类对海洋探索、认识和争夺之中,海洋不仅露出了“庐山真面目”,而且属性也随之发生了根本性转变。   海洋的政治属性   在全球海洋瓜分中初步形成   海洋是占地球表面71%的巨大水体,具有流动性、连通性和开放性特征。海洋不像陆地地形地貌那样容易辨识,而且终年承受海风、海浪、海流和水压的综合影响,因而海洋是广阔深邃、神秘莫测、变化无常的自然存在,在漫长的人类历史里并不是像陆地那样先验地存在于人们的视野之中。尽管古代世界就已经有了占有海洋的说法,譬如在罗马法中,海洋不仅属于物的范畴,而且与空气等同都被视为共有物,为全民所共有而不属于任何人或团体。但直到中世纪的大部分时间里,各种海洋统治主张也仅限于滨海一带的有限海域,并没有哪个国家主张对整个远洋拥有排他性的统治。英国国王在确定不列颠君主所应扩及的海域界限时就曾宣布自己为“不列颠海洋的主权者”,“诸海的主权者”以及“海域之王”等。在1337年的国王敕令和1430年的议会档案里都出现过“四面八方的英国海之主”的头衔,英国不仅试图对英吉利海峡、加来海峡和爱尔兰海确立自己的管辖权,而且希冀对自北非到菲尼斯特雷角的大西洋确立自己的统治。但由于古代社会的生产和整个经济结构水平低下以及由此产生的统一全球市场的缺乏,对海洋进行占有不过是一种说辞而已。   人类对海洋的认识有一个逐步深入的过程,这个过程的影响在某种程度上决定了人类社会的发展方向。英语中“世界——World”原意是“生活舞台”,这个舞台最初只局限于世界最大的内海——地中海,而要想将整个地球作为世界历史的大舞台,就必须将五大洲和四大洋联合在一起,而直到新航路的开辟与新大陆的发现,人类的世界才像现在这样属于一个整体,“生活舞台——World”才呈现出“全球图景”。也就是说,15世纪末的成就不仅在于发现了通往东印度群岛的海上通道,还包括发现美洲以及麦哲伦绕过合恩角。由于达·伽玛和麦哲伦的航行,人们终于发现海洋是连在一起的,而且大洋是可以安全穿越的。地球的形状和海洋一体的发现使得此后的沿海交通变成了远洋运输的附属物。   因此,可以说,地理大发现使人类在惊异地感受到世界性大航海对社会发展起到巨大推动作用,也对海洋的认识从局部走向全局。人类通过海洋可以到达地球上的各个大陆和岛屿,这是陆地与海洋认识的真正转折点。海洋的属性在这一历史时刻被重新得以勘定,海洋不再是分割陆地的天堑,而是将大陆和世界连为一体的媒介,即便是最遥远的陆地彼此之间也是联系在一起的,整个地球终于向人类揭开了神秘的面纱。就在人类刚刚看清地球全貌的时刻,海洋的重要性得到了前所未有的重视。人们便急不可待地开始了对全球海洋的争夺与瓜分。新航路的开辟和新大陆的发现过程中产生了全球性的海洋帝国——葡萄牙和西班牙,他们为了各自的海洋利益展开了激烈的角逐。从此,在这片广袤而崭新的海域上上演了一场场激烈的争夺与搏杀,维权与争权、正义与非正义的较量愈演愈烈,海洋见证了地区和世界海洋霸权的兴衰起落。   由此可见,海洋的政治属性就是伴随地理大发现而经历了一个由外及内、从无到有、从单一到复杂的过程,也是一个“先入为主、赢者通吃”的过程,这一过程促使国家与海洋建立了全新的联系。此后,海洋就以“物”的属性成为了所有权的客体,成为世界各国争夺和瓜分的对象,由此衍生出“海洋属于谁”这一海洋政治的核心问题,尽管海水的颜色一如既往地湛蓝,但世界海洋从此不再平静。海洋从自然存在转变为了政治的存在。从15世纪中叶开始,葡萄牙和西班牙率先完成地理大发现以来,荷兰、法国、英国、俄罗斯、德国、日本、美国等西方列强先后走向海洋进行争霸。他们借助海洋通道,以殖民掠夺为直接动因,以海权争夺为主要手段,在全球主要资源产地和战略要地进行了多次海上战争,在扩大海外市场和海洋霸权的激烈争夺中,不断提升与强化了海洋的政治属性,海洋也成为了民族国家走上富强的坦途,难怪德国地理学家、地缘政治学创始人拉采尔意味深长地指出:“只有海洋才能造就真正的世界强国。跨过海洋这一步在任何民族的历史上都是一个重大事件。”   海洋政治的内涵   在“蓝色圈地运动”中不断拓展   管子曾经形象地说过:“其商人通贾,倍道兼行,夜以续日,千里而不远者,利在前也。渔人之入海,水深万仞,就波逆流,乘威千里,宿夜不出者,利在水也,故利之所在虽千仞之山无不上,深远之下无不入焉。”这就是千古不变的利益驱动原则。海洋政治都是围绕着“海洋属于谁”以及“谁来分配海洋”和“怎样分割海洋”展开的,也是主权国家围绕海洋利益发生的矛盾斗争与协调合作等政治活动的总和。为此,人类社会先后掀起了四次瓜分全球海洋的浪潮,“蓝色圈地运动”愈演愈烈,每一次参与争夺的主体和瓜分的内容都有所不同。   率先瓜分世界海洋的是大航海时代的先行者葡萄牙和西班牙,他们通过教皇敕令、裁决以及相关条约将世界海洋一分为二,排他性地占有了全球海洋贸易权和航行权。接踵而至的是法国和英国,尤其是英国率先提出把全球海洋划分为分属沿海国家主权范围的“领海”和不属于任何国家主权、各国均可自由航行的“公海”。领海与公海的划分随即被国际社会普遍接受,虽然沿海国家管辖领海宽度3海里未获得国际社会的一致认同。然而,就在二战的硝烟还未散尽的时刻,美国总统杜鲁门于1945年9月28日连续发布了两项声明和两道命令,声称美国对其沿海及其领土附近公海下的“大陆架”自然资源拥有管辖权。在美国的“引导”下,拉美某些国家先后发表了类似的公告和法令,提出了200海里管辖权主张,随之而来的是《领海及毗连区公约》《公海公约》《公海捕鱼及养护生物资源公约》和《大陆架公约》等条约的签订。   但人类没有停下瓜分世界海洋的步伐,1973年至1982年长达9年的第三次海洋法会议成了人类对海洋进行第四次分割的起点。会议通过的《联合国海洋法公约》将地球上3.6亿平方公里公海中的1.3亿平方公里海域分配给了各个沿海国家,所分海域约占原有公海总面积的36%。这片海域恰好是人类最具开发和利用价值的,生物资源占海洋总储量的94%,石油储量占87%,并覆盖了几乎所有海上交通咽喉要道。   由此可见,世界各沿海国家都在不遗余力地力争最大限度地占有和瓜分世界海洋,争夺的范围和内容也在不断扩大。最初是海上航行权和捕鱼权的争夺,随后到沿岸海域,领海宽度成为了争论的焦点,之后推广到毗邻区、专属经济区,进而从上覆水面转向海底大陆架以及海底资源,公海海域的面积在逐渐缩小,而海洋政治的内涵也随之得以拓展。海洋利益争夺所及之处,就是海洋政治内涵延展之处,海洋政治内涵也从单一的航行权、捕鱼权增加到领海管辖权、大陆架、毗邻区、专属经济区、群岛水域、海底人类共同财产等,海洋政治的内涵就在各沿海国家海洋利益的激烈争夺中得以不断拓展、增添、补充,显然,这种海洋利益争夺仍将继续下去,海洋政治内涵也会随之同行。   海洋政治规范的话语引领性   逐步得以建构   海洋政治是一个“无政府、有规范”的领域,海洋政治规范在其中起到了至关重要的作用。海洋政治规范既包括海洋行为的合法性源泉,又包括具体的海洋法和海洋制度。回顾500年以来海洋政治规范的演进可以发现,海洋秩序建构一直存在“自由”与“控制”、“开放”与“封闭”、“分享”与“独占”之争,并且此消彼长、此起彼伏,至今仍未平息。用形象的话来说就是,海洋一直处于两股“顶头风”的夹击之下,一股是从海洋吹向陆地的自由之风,另一股是由陆地吹向海洋的主权之风,海洋规范则始终处于他们撞击的中心。   这两股风之源就是“海洋自由论”与“海洋封闭论”(简称“开海论”与“闭海论”)。在“自由之风”与“主权之风”的共同吹拂之下,最终形成了以“公海自由”为内容的包容性规范和以沿海国得以对其沿岸特定海域行使管辖权排他性规范,两种规范相比较而存在,相竞争而发展,双方在演进中呈现出了缓慢的、渐进的、对进式的共生共长的发展模式。也就是说,一方面海洋自由的内涵在不断拓展和深入,另一方面沿海国的海洋管辖权也在不断扩大,任何一方都无法也不能彻底征服、取代另一方,二者在对进共生共长的发展中不断释放出各自的合理性。   海洋政治规范既是一套规则体系,也是一套话语体系。政治规范与政治话语之间有着内在的、本质的、必然的联系。事实胜于雄辩。在海洋政治规范建构过程中,政治话语总是走在政治规范确立的前面,或者说是海洋政治话语引领了海洋政治规范的建构,正是先有了格劳秀斯的“海洋自由论”,之后才有“公海自由”制度的确立;先有美国“大陆架声明”发表,后有海洋法大陆架制度的形成;先有拉美多国的“200海里海洋权”主张,后来“专属经济区”制度的确立。   可以说,任何一项海洋政治规则的确立都是一个漫长的争论过程,涉及各个沿海国的切身利益,每个沿海国都力争国家利益最大化,这就需要通过理解、接触、讨论、协商,努力从中去小异,求大同,凝聚共识,虽然这是一个充满矛盾纷争,但又是切实可行的途径。真理越辩越明,通过论辩产生的共识和行为规范,与其说是对海洋政治规范的客观反映,倒不如说是一种政治妥协,一种利益平衡,一种以一定语言符号形式对复杂多变、利益纠葛的海洋利益和海洋政治规范进行的梳理、归纳和预期,海洋政治规范的建构特征在这一理解、接触、讨论、协商过程中得到了鲜明的体现。   正因为海洋政治话语提供各国必须遵守和服从的海洋政治规范的合法理由,因此,海洋政治话语不仅对海洋政治规范有着很强的导向作用,而且还潜在地制约着海洋政治规范的发展方向。“话语”不仅是施展权力的工具,而且还是掌握权力的关键。500年的海洋政治实践表明,谁拥有海洋话语权,谁就能够更好地掌控世界海洋政治规则的制定,谁就在海洋政治发展中处于主导地位。从这个角度上看,海洋政治规范是一种话语性存在,不仅在于海洋政治话语的创制方面揭示了话语与海洋政治规范的内在关系,而且更在于海洋政治话语本身就是海洋政治规范的形象展示。可以说,海洋政治规范通过海洋话语得到表述,海洋政治话语既反映着海洋政治规范现实运行机制,又制约、引领海洋政治规范的发展方向。   从郑和下西洋,到护航亚丁湾,站在历史和现实的交汇点上,海洋之于我们的意义已从自然走向更为广泛的领域。过去我们鼓起勇气挑战自然的海洋,今天我们不仅面对自然的风浪,还要面对海洋政治诸多现实挑战。我们的征途是星辰大海。建设海洋强国符合我国发展规律,而且是世界发展潮流,更是实现中华民族伟大复兴中国梦的必然选择。   (本文系国家社科基金项目“中国崛起进程中海洋政治话语权问题研究”阶段性成果 作者:林建华 邹冠男)