1·New Evidence to Support Zephyria Tholus as a Composite Volcano on Mars

支持火星西风穹丘为复式火山的新证据

火星拥有漫长的火山活动历史，整个活动时期从诺亚纪开始，一直到晚亚马逊纪都有记录。前人研究认为火星地质历史早期，火山活动以爆裂式喷发为主，晚期则溢流式喷发占主导。假如火星上存在火山喷发类型的转变，在过渡时期则会形成广泛的复式火山，即爆裂式喷发和溢流式喷发交替发生形成的一种特殊火山地貌。但是，目前的观测并没有在火星表面发现大量的复式火山，相关的地质证据可能被后期的地质活动掩埋、抹除了。位于埃俄利斯(Aeolis)区域的西风穹丘(Zephyria Tholus)，被认为是一座复式火山，但前人所用的遥感数据在空间覆盖和分辨率上存在局限性。本文利用最新的高分辨率数据详细研究西风穹丘的形貌特征，寻找新的指示复式火山的证据，为揭示火星的热演化历史提供线索。

上述研究成果于2021年在Remote Sensing上发表，共同第一作者和通讯作者分别是王乐硕士，赵健楠副教授和黄俊副教授。本研究得到了中国科学院B类先导专项(XDB41000000)、国家自然科学基金(41773061,42002305, 41830214)、民用航天预先研究(D020101)等项目的支持。

原文链接：Wang, L., Zhao, J., Huang, J. and Xiao, L., 2021. New Evidence to Support Zephyria Tholus as a Composite Volcano on Mars. Remote Sensing, 13(19), p.3891.

https://doi.org/10.3390/rs13193891

2·Qian, Y., Xiao, L., Head, J.W., van der Bogert, C.H., Hiesinger, H., Wilson, L., 2021. Young lunar mare basalts in the Chang’e-5 sample return region, northern Oceanus Procellarum. Earth Planet. Sci. Lett. 555, 116702.

论文介绍：本文对嫦娥五号预选着陆区内的年轻玄武岩单元（Em4）进行了区域及全球地质背景、地质、地貌、成分、矿物组成及年代学研究。本文研究认为Em4年轻玄武岩单元是覆盖面积约37000 km2的埃拉托逊纪高钛玄武岩单元，平均厚度约51 m，总体积约1450-2350 km3。该单元内部存在少量的铁钛元素组成变化，钍含量约为6.7 ppm，这些变化主要与撞击坑相关。撞击坑年代学研究发现，该单元年龄平均年龄为1.53 Ga，并在内部存在一定的年龄变化，在西北、东北及南部区域具有最年轻的年龄。在该单元内部并无发现明显的火山构造，夏普月溪似乎是最可能的岩浆来源。此外，在总结该单元地质及区域地质背景及全月演化历史的基础上，本文提出了嫦娥五号样品可能具有的27个科学价值，以帮助样品分析。

本研究受国家重点研发计划2020YFE0202100，民用航天预研项目D020101、D020205资助。

原文链接：Qian, Y., Xiao, L., Head, J.W., van der Bogert, C.H., Hiesinger, H. and Wilson, L., 2021. Young lunar mare basalts in the Chang'e-5 sample return region, northern Oceanus Procellarum. Earth and Planetary Science Letters, 555, p.116702.

https://doi.org/10.1016/j.epsl.2020.116702

3·柴达木盆地脊状地貌的成因及其对火星倒转河道研究的启示

柴达木盆地是我国的火星类比研究基地，存在多种类火星地貌。行星科学研究所肖龙教授团队开展了近十年的柴达木盆地考察及火星相似性研究。团队成员赵健楠副研究员、王江博士等在柴达木盆地南部发现一组特殊的曲线脊状地貌，其外观与常见的倒转河道相似，但内部以风沙沉积为主。为揭示其形成机制，利用卫星和无人机遥感数据，并结合野外调查，分析了其地形、地貌、剖面特征，并对原始河道的流量进行了估算。研究结果表明，该脊状地貌是在干湿交替的气候条件下形成的一种特殊的由风沙充填的倒转河道。

火星表面也存在大量的倒转河道，但前人并未对其成因进行详细的分类。本研究指示火星表面的倒转河道可能存在多种形成机制，在识别和分析火星倒转河道时应慎重判别其成因。同时，如果在火星表面发现此类倒转河道，将意味着火星气候从早期的温暖湿润到当前寒冷干燥的转变过程是渐进式的。

该成果发表在《Geomorphology》期刊上，论文第一作者为赵健楠副研究员，通讯作者为肖龙教授。本研究得到了中国自然科学基金[42002305，41830214]；中国博士后科学基金[2018M630889]；中国国家航天局民用航天技术预研项目[D020101]；以及澳门特区科技发展基金的支持。

研究区脊状地貌的演化过程示意图

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169555X20304451

Zhao, J., J. Wang, M. Zhang and L. Xiao (2021). Unique curvilinear ridges in the Qaidam Basin, NW China: Implications for martian fluvial ridges. Geomorphology 372: 107472.

4·“祝融号”火星着陆区地质特征与高价值探测目标

“天问一号”是我国独立开展的首个火星探测任务，其由轨道器、着陆器及火星车组成。其中，火星车“祝融号”于2021年5月15日成功着陆在火星乌托邦平原南部区域，并计划对该区域的表面物质组成、火壤特征、水冰分布、磁场和地表环境等开展探测。分析着陆区的地质特征，确定具有较高科学价值的探测目标，对于火星车顺利开展探测、高质量达成科学目标都具有重要意义。

行星科学研究所黄俊副教授、赵健楠副研究员团队联合美国布朗大学Jim Head教授、香港理工大学吴波教授，对祝融号着陆点附近0.5°× 0.5°区域的地质特征进行了研究：利用THEMIS夜间红外数据分析了研究区域内的热惯量变化；利用高分辨率遥感影像和地形数据对区域内主要的地貌类型进行了识别；利用撞击坑统计法获得着陆区表面的模式年龄约为757±66 Ma，指示了亚马逊纪的表面重塑事件。基于以上结果，制作了研究区域的地质图，提出了着陆点附近可能的地层剖面，揭示了该区域的地质演化历史。同时，也提出了着陆区内具有较高科学价值的探测目标，认为对锥状地貌、多边形凹陷、风成地貌、脊状地貌开展详细的探测，将有助于了解着陆区的表面物质成分、地貌的形成机制、古气候的变化，验证火星古海洋假说。

该成果发表在《Geophysical Research Letters》期刊上，论文共同第一作者为赵健楠副研究员及研究生肖子俊，通讯作者为黄俊副教授。本研究受到中国科学院战略重点研究计划（XDB41000000）、国家自然科学、中国国家自然科学基金（41773061, 42002305, 41830214), 民用航空技术预研项目、民用航天技术预研项目、国家航天局民用航天技术预研项目(D020101)，中央高校基础研究基金、中央高校基础研究经费、中央高校基础研究基金（CUGL200801, CUG2106122）、和教学研究项目(2020A04)的支持。

研究区域地质图及地层剖面

原文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2021GL094903

Zhao, J., Z. Xiao, J. Huang, J. W. Head, J. Wang, Y. Shi, B. Wu and L. Wang (2021). Geological Characteristics and Targets of High Scientific Interest in the Zhurong Landing Region on Mars. Geophysical Research Letters 48(20): e2021GL094903.

5·火星水成地貌研究进展

液态水在火星地表的塑造过程中起到了重要的作用，形成了古湖泊、峡谷网、外流河道以及三角洲和冲积扇等多种多样的水成地貌，它们一直是火星探测与研究的热点和焦点。行星科学研究所赵健楠副研究员、肖龙教授团队对火星表面水成地貌的探测历史、地形地貌特征、全球分布等方面的研究进展进行了总结，分析了火星水成地貌的活动历史。同时，本文也提出了当前火星水成地貌研究中亟待解决的问题，认为需要在火星水成地貌的水源类型、水成地貌所指示的火星水环境特征、亚马逊纪水成地貌的成因、火星水成地貌与我国柴达木盆地地貌的类比等方面开展进一步研究，为更深入的认识火星水成地貌，了解火星气候变化及宜居性提供支持。

该成果发表在《地质学报》上。本研究受到国家自然科学基金项目（编号42002305,41830214）； 民用航天技术预先研究项目（编号D020101）； 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（编号CUG2106122,CUGL200801）； 中国地质大学（武汉）教学研究项目（编号2020A04）的支持。

火星表面代表性水成地貌的分布图

论文信息：

赵健楠, 史语桐, 张明杰, 杨勇, 黄婷, 王江, 黄俊, 肖龙 (2021). 火星水成地貌研究进展. 地质学报 95(9): 2755-2768. DOI:10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021267

6·An arid-semiarid climate during the Noachian-Hesperian transition in the Huygens region, Mars: Evidence from morphological studies of valley networks

简介： 流水作用在火星早期地质演化过程中扮演着重要的角色。谷网作为火星表面最古老的流水地貌之一，其形态学特征与成因背景对于重建火星早期古气候、认识诺亚纪-西方纪之交的环境变化具有重要意义。本文基于数次火星探测获得的多源遥感数据对火星南部高原Huygens撞击盆地区域谷网地貌的形态与分布特征进行了研究，在此基础上结合地球河流的发育特征与火星的环境特点，对Huygens区域谷网的成因及其水源类型展开讨论，并探讨其形成的气候背景。基于谷网的形貌分析，本文认为以大气降水为主导、结合区域性的地下水渗流是Huygens区域谷网的主要水源类型，对应的气候背景为相对干冷的整体气候下间歇性的干旱-半干旱暖期。

This study was published on Icarus, supported by the Natural Science Foundation of China (42002305, 41830214) and the Pre-research Project on Civil Aerospace Technologies of CNSA (D020101).

原文链接：Shi, Y., Zhao, J., Xiao, L., Yang, Y. and Wang, J., 2022. An arid-semiarid climate during the Noachian-Hesperian transition in the Huygens region, Mars: Evidence from morphological studies of valley networks. Icarus, 373, p.114789.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0019103521004395

7·火星雅丹地貌研究进展

雅丹地貌是一种典型的风蚀地貌。多源遥感探测和就位探测均表明火星表面分布着大量的雅丹地貌,其形态特征和物质组成记录了火星气候环境变化的信息,是当前火星探测和研究的热点之一。本文对火星雅丹地貌的探测历史、分布、类型、几何特征、物质组成、年代学、发育过程及对古气候指示意义等方面的研究进展进行了总结,在此基础上,提出了当前火星雅丹地貌研究存在的主要问题,建议在未来研究中重点加强雅丹地貌定量化和比较行星学研究,并结合其物质组成、年代学等方面工作,探讨其发育过程与气候环境协同演化的机制,为深入认识火星雅丹地貌发育过程,了解火星古气候环境变化提供支持。

上述研究成果发表于地质学报, 第一作者王江，合作单位有中国地质大学（武汉）地球科学学院，行星科学研究所；中国地质大学（武汉）流域关键带演化湖北省重点实验室；中国地质大学（武汉）地质探测与评估教育部重点实验室等。本研究得到了民用航天技术预先研究项目（编号 Ｄ０２０１０１）、国家自然科学基金项目（编号４１８３０２１４，４２００２３０５）、中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（编号 ＣＵＧＬ２００８０１，ＣＵＧ２１０６１２２）和中国地质大学（武汉）教学研究项目（编号 ２０２０Ａ０４）等项目的支持。

原文链接：王江.火星雅丹地貌研究进展[J].地质学报,2021,(9):2742-2754.

DOI：10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021286