在火星探索的征程中，我国科研团队取得了一项重大突破。中国科学院地质与地球物理研究所火星高频雷达研究团队，携手中国科学院国家空间科学中心、中国科学院空天信息创新研究院，借助祝融号火星车搭载的高频四极化探地雷达，深入火星地下，捕捉到了厘米级的精细地下结构，为火星研究带来了全新视角。
火星，如今是一颗寒冷干燥的星球，但它的过去并非如此。科学家们一直致力于厘清火星何时失去湿润环境，这对其长期演化过程的理解至关重要。此前研究表明，火星在约40 - 37亿年前，曾广泛存在河流、湖泊甚至海洋；约37 - 30亿年前，水活动从持续稳定转变为阶段性、突发性，且常与火山和构造活动相伴，气候逐渐变得干旱；30亿年前至今，火星整体进入寒冷干旱环境，仅保留一些有限的水活动。而此次研究，聚焦于亚马逊中晚期火星的水与气候活动，这对于未来人类探索火星，包括选择着陆点以及持续支持人类活动，都有着重要意义。
目前，人类对火星水活动的认识，主要依靠轨道探测器拍摄的地貌照片和遥感数据。然而，地下结构保存着更完整的地质与气候记录，不同深度对应不同时期的水活动历史。环绕火星的轨道雷达虽能提供大尺度地下结构信息，但因距离火星表面较远，难以精细刻画浅地表特征。而浅地表往往对应着更年轻的火星地质与气候活动，是了解火星水活动演变过程的关键线索。相比之下，火星车搭载的探地雷达能够原位获取浅地表精细结构和岩性特征，具有独特优势。
祝融号火星车着陆于火星乌托邦平原南部，它搭载的高频四极化雷达首次获取了着陆区地下介质的各向异性参数。基于这些数据，科研团队揭示了着陆区地下的分层结构、断层、裂隙以及掩埋撞击坑等地质构造与岩性特征，弥补了以往火星车任务在地下探测方面的不足。
高频雷达探测显示，在祝融号着陆区约7米深度范围内，发育着多尺度沉积结构，包含米级、分米级和厘米级层理。在米级尺度上，可识别出三套反射特性明显不同的层序，上层和下层呈弱反射特征，中层则为强反射界面。沿着祝融号的行驶路径，多处地下掩埋陨石坑被清晰成像。例如，部分陨石坑深约2.1米，上覆约4米厚的晚期沉积物。中层与下层普遍发育倾角约8° - 15°、整体向北倾斜的坡面及裂缝构造，还从顶层至下层识别出一条向南倾斜的铲形断层，该断层在下层逐渐变缓并消失。
祝融号着陆区广泛覆盖着约4米厚、地表形态相对均匀的沉积层，覆盖在陨石坑及其周边区域。在排除了火山熔岩、变质岩、风成沉积等成因后，水沉积成为解释该沉积层厚度与连续性的唯一合理机制。地下陨石坑的掩埋深度与规模进一步表明，该区域在沉积时期处于浅水环境。高频雷达识别出的深度小于10米、向北倾斜的界面结构，与祝融号低频雷达在10 - 30米深度揭示的古海岸线特征相互对应。
与毅力号所在的杰泽罗区相比，祝融号着陆区介质损耗角正切远小于火山熔岩覆盖区，这进一步说明该区域属于沉积环境。祝融号搭载的火星表面成分分析仪在地表识别出多处板状岩石和具有海滨交错层理的片状岩石，还检测到含水矿物。高频雷达成像揭示了掩埋于中部地层的厘米级薄层沉积结构，其形态与地表沉积岩石层理高度相似，表明其形成于水环境沉积过程。虽然火星表面成分分析仪未直接在地表探测到黏土矿物，但下层反演获得的介电常数约6.5，与富盐或富黏土沉积层的典型数值一致。底层各向异性参数介于 -5%至5%之间，呈弱各向异性，指示富盐沉积物的存在，暗示了历史上水活动的参与。不过，介电常数与各向异性参数并未同时提供祝融号浅表层存在现代水或冰的直接证据。
向南倾斜的铲形断层结构表明，下层岩石相较于上覆地层更具塑性变形特征，暗示其可能富含石膏或岩盐等盐类矿物，此类地层通常与水下沉积环境密切相关。基于已有陨石坑计数的研究对地下物质年龄的约束，底层沉积物形成时间约为7.5亿年前（中–晚亚马逊纪）。低频雷达数据在约30米深度揭示了一次更早的洪水事件，其年代约为16亿年前。综合分析表明，在中–晚亚马逊纪期间，祝融号着陆区经历了一次显著的地表重塑过程，原地表被覆盖，并且该时期火星仍存在持续性的水活动。
