遥感和就位探测技术已经在火星表面发现了大量含水矿物，为火星上存在水这一论断提供了坚实证据。但这些含水矿物来源饱含争议，制约了人们对火星水历史的理解。行星科学课题组研究生柏红春在导师凌宗成教授指导下，联合火星遥感数据与实验室模拟研究，系统研究了俄菲峡谷“矿物碗”（Mineral Bowl）区域含水硫酸盐的分布和起源。

本研究用CRISM高光谱数据识别了研究区域的含水矿物类型，发现这些含水矿物主要是一水硫酸镁、多水硫酸盐、黄钾铁矾组成。基于HRSC、HiRISE高分辨影像详细分析了这些含水硫酸盐矿物露头的形貌特征。通过实验室合成一水硫酸镁、四水硫酸镁、一水硫酸亚铁、四水硫酸亚铁，并进行矿物混合和光谱学研究。混合物可见近红外光谱在1.9 μm，2.4 μm的吸收深度（BD1900_2, BD2400_2），及两者间的凸起程度（SINDEX2）等光谱参数和混合物中一水硫酸盐的含量具有很好相关性。研究表明利用参数BD2100_2/SINDEX可以较好地反演火星表面含水硫酸盐的含量。利用该实验室参数法计算的结果和光谱总结参数、像元光谱特征具有很好一致性。本研究结合遥感数据与实验室解混结果，首次提出地表径流在该研究区域含水硫酸盐形成中可能发挥了重要作用，探讨了风成、湖泊沉积、表面径流沉积等三种含水硫酸盐成因在该区域发生的可能性和局限性。

研究成果发表于行星科学专业杂志Planetary and Space Science.

Hongchun Bai, Xiangyu Bi, Changqing Liu, Erbin Shi, Haijun Cao, Yanqing Xin, Xiaohui Fu, Le Qiao, Jiang Zhang, Bo Li, Zhongchen Wu, Zongcheng Ling*, Spatial distributions and origin of hydrated sulfate minerals at the mineral bowl in Ophir Chasma, Mars, Planetary and Space Science(2021).

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032063321001628

本研究得到国家自然科学基金（U1931211,41972322,11941001）、山东省自然科学基金（ZR2019MD008）、国家航天局民用航天技术预研项目（D020102）联合资助。

图1. 一水硫酸镁与四水硫酸镁端元及混合物可见近红外光谱

图2. 俄菲峡谷硫指数分布