美國宇航局“洞察號(hào)”登首次直接地震觀測(cè) 揭示火星地幔結(jié)構(gòu)

來自美國宇航局“洞察號(hào)(InSight)”登陸器的首次直接地震觀測(cè)，為火星的組成提供了線索。這些研究中的研究人員報(bào)告了洞察號(hào)任務(wù)的初步發(fā)現(xiàn)，并第一次開始繪制地球以外的行星的內(nèi)部地圖。

Sanne Cottaar 和 Paula Koelemeijer 在《觀點(diǎn)》中寫道：“這三項(xiàng)研究為火星現(xiàn)今的結(jié)構(gòu)提供了重要的制約因素，也是提高我們對(duì)該行星在數(shù)十億年前如何形成并隨時(shí)間演變的關(guān)鍵。”

研究一個(gè)星球的內(nèi)部層 ——地殼、地幔和核心，可以揭示出對(duì)其形成和演變的關(guān)鍵見解，并揭示出它所承載的地磁和構(gòu)造活動(dòng)。這種深層內(nèi)部區(qū)域可以通過測(cè)量地震事件發(fā)生后穿越行星主體的波來探測(cè)。這種方法在調(diào)查地球的內(nèi)部特征方面發(fā)揮了作用。

2019 年初，美國宇航局的火星登陸器 InSight(利用地震調(diào)查、大地測(cè)量和熱能傳輸進(jìn)行的內(nèi)部探索)開始其在火星表面的位置探測(cè)和火星地震記錄，包括幾個(gè)類似于地球上構(gòu)造事件的地殼下地震。Brigitte Knapmeyer-Endrun 及其同事利用火星地震和環(huán)境地震噪聲對(duì) InSight 著陸點(diǎn)以下的火星地殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像，發(fā)現(xiàn)了具有兩個(gè)或三個(gè)界面的多層次地殼的證據(jù)。Knapmeyer-Endrun 等人將這一數(shù)據(jù)推及整個(gè)星球，計(jì)算出火星地殼的平均厚度在 24 至 72 公里(km)之間。

Amir Khan 等人利用來自 8 個(gè)低頻火星地震的直接和表面反射地震波進(jìn)行深入探測(cè)，揭示了火星地幔的結(jié)構(gòu)，其深度接近 800 公里。他們的發(fā)現(xiàn)表明，一個(gè)厚厚的巖石圈位于地表下接近 500 公里的地方，像地球一樣，它的下面可能有一個(gè)低速層。根據(jù) Khan 等人的研究，火星的地殼層可能高度富含產(chǎn)熱的放射性元素，它以犧牲行星的內(nèi)部為代價(jià)加熱這一區(qū)域。

IT之家了解到，更為深入的是，Stähler 及其同事利用火星核心-地幔邊界反射的微弱地震信號(hào)來調(diào)查火星核心。他們發(fā)現(xiàn)，火星相對(duì)較大的液態(tài)金屬核心的半徑接近 1,830 公里，大約從行星表面和中心的一半開始，這表明該行星的地幔只由一個(gè)巖石層組成，而不是像地球那樣有兩個(gè)。根據(jù) Stähler 等人的說法，這些發(fā)現(xiàn)表明，鐵鎳核心的密度比以前認(rèn)為的要小，而且富含較輕的元素。

Cottaar 和 Koelemeijer 寫道：“對(duì)火星的直接地震觀測(cè)代表了行星地震學(xué)的一個(gè)重大飛躍。在未來的幾年里，隨著更多的火星地震的測(cè)量，科學(xué)家們將完善這些紅色星球的模型，并揭示火星的更多神秘之處。”（作者：遠(yuǎn)洋）

關(guān)鍵詞： 美國宇航局 洞察號(hào) 地震觀測(cè) 火星 火星地幔