我校欧美同学会常务副会长、土木与交通工程学院刘海教授团队于2025年2月24日在国际综合类顶刊《美国科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS）发表题为“Ancient ocean coastal deposits imaged on Mars”的研究论文。广州大学为本论文的第一完成单位，土木与交通工程学院博士研究生李鉴辉和刘海教授为共同第一作者。刘海教授、中国科学院空天信息创新研究院方广有研究员和美国加利福尼亚大学伯克利分校Michael Manga教授为论文的共同通讯作者。

火星拥有与地球相似的地质特征和周期变化，是深空探测的热点之一。大量基于遥感影像的研究已经发现火星表面存在干涸河床、冲积扇和三角洲等典型流水特征，表明火星历史上可能存在大量液态水。然而，关于火星北部低地覆盖面积达表面三分之一的古代海洋是否存在一直存在争议。这些争议主要由于由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、风化和重塑等过程掩盖了表面直接证据。

火星36亿年前的假想图。蓝色区域显示了现已消失的Deuteronilus古海洋和海岸线。橙色星标表示中国祝融号火星车的着陆点，黄色星标是NASA毅力号火星车的着陆点。(图片来源: Robert Citron)

中国首辆火星车“祝融号”于2021年5月15日成功着陆乌托邦平原南部，并于2022年5月18日进入休眠前行驶了1921米，采集了丰富的科学数据。火星次表层穿透雷达是搭载在“祝融号”上的科学载荷，旨在探测地下结构和可能存在的水冰。

“祝融”号登陆点地下倾斜沉积地形的形成过程示意图。A，潮汐作用下形成的层状结构；B，随着古海岸线的后退，液态水消失，沉积作用停止。随后，长期的物理和化学风化改变了岩石和矿物的性质，形成了火星表面层，导致沉积物被现今的火星表面土壤所覆盖。

本研究通过分析“祝融号”火星车采集的探地雷达数据，在地下10-35米深度处识别出一系列倾角为6°-20°的反射层，连续分布超过1.3公里，且全部朝向北部低地方向倾斜。这些结构与地球海岸沉积物特征高度吻合，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。这一发现为火星北部平原曾存在古老海洋提供了直接且有力的地下证据，表明该区域曾存在持续稳定的大型水体环境，而非短暂的融水事件。如此大规模的沉积结构需要活跃的波浪和稳定的潮汐环境，这不仅提供了支持火星北部曾存在古海洋的关键证据，也为理解火星古代气候及环境变化提供了关键见解，对探索火星潜在的生命痕迹具有重要指导意义。

截至目前，该工作已获得美国TIME（时代周刊）、福布斯、Popular Science、Newsweek、Axios、SciTechDaily、英国路透社、BBC、卫报、每日电讯报、Sky News、新加坡Channel News Asia、罗马尼亚ZME Science等全球多家权威媒体的广泛报道，彰显了其全球影响力和重要性。