NASA“洞察號”登陸器的地震觀測揭示了火星的內部情況

根據最新發表的三項研究,來自美國宇航局(NASA)的“洞察號”(InSight)登陸器的首次直接地震觀測為火星的組成提供了線索。這些研究中的研究人員報告了“洞察號”任務的初步發現,並開始首次繪製地球以外的行星的內部地圖。

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Sanne Cottaar和Paula Koelemeijer在相關的《Perspective》中寫道:“這三項研究為火星現今的結構提供了重要的制約因素,也是提高我們對該行星在數十億年前如何形成並隨時間演變的關鍵。”

研究一個星球的內部層–它的地殼、地幔和地核–可以揭示出對其形成和演變的關鍵見解,並揭示出它所承載的任何地磁和構造活動。這種深層內部區域可以通過測量地震事件(如地震)發生后穿越行星主體的波來探測。這種方法在調查地球的內部特徵方面發揮了作用。

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2019年初,NASA的火星登陸器InSight(“利用地震調查、大地測量學和熱傳輸進行內部探索”的縮寫)開始從其在火星表面的位置探測和記錄火星地震,包括幾個類似於地球上構造事件的地殼下地震。Brigitte Knapmeyer-Endrun及其同事利用火星地震和環境地震噪聲對InSight着陸點以下的火星地殼結構進行成像,發現了具有兩個或三個界面的多層次地殼的證據。Knapmeyer-Endrun等人將這一數據推及整個星球,顯示了火星地殼的平均厚度是如何在24至72公里(km)之間。

Amir Khan等人利用來自8個低頻火星地震的直接和表面反射地震波進行深入探測,揭示了火星地幔的結構,其深度接近800公里。他們的發現表明,一個厚厚的岩石圈位於火星地表下接近500公里的地方,像地球一樣,它的下面可能有一個低速層。根據Khan等人的研究,火星的地殼層可能高度富含產熱的放射性元素,它以犧牲行星的內部為代價加熱這一區域。

在更深的地方,Simon Stähler 及其同事利用火星地核-地幔邊界反射的微弱地震信號來調查火星地核。他們發現,火星相對較大的液態金屬地核的半徑接近1830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岩石層組成,而不是像地球那樣有兩個。根據Stähler等人的說法,這些發現表明,鐵鎳核心的密度比以前認為的要小,而且富含較輕的元素。

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Cottaar和Koelemeijer寫道:“對火星的直接地震觀測代表了行星地震學的一個重大飛躍。在未來的幾年裡,隨着更多的火星地震的測量,科學家們將完善這些紅色星球的模型,並揭示火星的更多神秘之處。”

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