祝融着陆区特殊地貌指示的地质过程
王乐¹，张腾飞¹，林雨¹，赵健楠²，黄俊^1*
1. 中国地质大学 (武汉) 地球科学学院，武汉 430079； 2. 中国地质大学(武汉) 地质探测与评估教育部重点实验室，武汉 430079

火星，太阳系中与地球表面地质过程最相近的行星，拥有丰富的流水活动遗迹，如谷网、古湖泊、三角洲，以及潜在的北部平原古海洋等，是探索地外宜居环境和类比研究早期地球演化历史的重要探测目标。中国天问一号火星探测任务的“祝融号”火星车，于2021年5月15日成功着陆在乌托邦平原南部，处于假定的古海洋的浅海区，可为验证火星古海洋假说提供必要的证据。基于天问一号轨道器搭载的高分辨率相机获取的影像和数字地形模型，以及国际上的多源火星探测数据，本研究对祝融着陆区内的凹锥、山丘和台地地貌开展了详细的形貌学分析，获得了这些地貌形成演化历史的初步结果。
凹锥是祝融着陆区内显著的特殊地貌，形貌上呈顶部具有凹坑的锥形。在前人研究中，关于凹锥成因的争议主要有岩浆作用和沉积作用两种机制，前者包括：无根锥、火山渣锥、低平火山口；后者为泥火山。随着火星北部平原古海洋假说的提出，泥火山成因逐渐流行。在地球上，泥火山是地下深处欠压实的沉积物在构造活动、成岩作用下，沿着裂隙通道喷出地表而形成的锥状地貌，伴随着甲烷、硫化氢等气体的排出。通过对比祝融着陆区内的凹锥与火星和地球上其他已知成因的锥状地貌的形貌参数，结合区域地质背景分析，所获得的结果支持爆裂式泥火山成因。
山丘是在祝融着陆区发现的一种小型丘状地貌 (Lin et al., 2023)，分为不规则和圆形山丘，规模比凹锥小一个数量级。山丘的顶部不发育凹坑，在不规则山丘的底部通常发育凹陷，其深度仅几米。在前人研究中，相似的地貌包括：冰核丘、倒转撞击坑、熔岩穹隆等。基座撞击坑的底部发育类似的凹陷，由冰升华所致。通过形貌类比分析，结果显示这些山丘更可能为熔岩穹隆，指示区域小规模岩浆活动，底部凹陷为浅次表层易挥发物质释放所致。
台地是祝融着陆区规模相对较大的地貌 (Zhang et al., 2023)，比凹锥大一个数量级，形貌上顶部平坦，发育多个阶次。在地球上，类似的地貌包括：冰下火山、差异侵蚀台地。祝融着陆区内台地侧面显示的层状结构、似冻融泥流，顶面与沉积压实相关的裂缝、与冰升华相关的撞击坑，指示台地地貌为残余的沉积层，可能为古海洋沉积物。

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