沒想到吧!火星竟然是個「夾心蛋糕」

北京新浪網 01-12 11:02

來源:Nature自然科研

NASA的洞察號任務帶來了首個關於地球以外行星的內部結構的數據。

美國太空總署(NASA)的「洞察號」(InSight)任務終於探測到火星內部了,並發現了火星殼可能有三層。這是科學家首次直接探測到地球以外行星的內部,將幫助研究人員闡明火星的形成和演化。

此次任務前,研究人員只測量過地球和月球的內部結構。在2020年12月15日召開的美國地球物理聯合會線上會議上,播放了德國科隆大學地震學家Brigitte Knapmeyer-Endrun事先錄製的一段講話:「以前沒有火星的這些信息,但現在有了。」她拒絕了《自然》的採訪請求,表示這項工作已提交給一本同行評議期刊。

這是洞察號的一個重大發現。洞察號於2018年在火星著陸,目標是探索火星的內部結構。洞察號著陸器降落在火星赤道附近的埃律西昂平原(Elysium Planitia)上,它利用一個非常靈敏的地震儀來監聽火星下涌動的地質能。迄今為止,這項任務已經探測到超過480次「火星震」,任務首席科學家、美國加州噴氣推進實驗室的科學家Bruce Banerdt說。火星震不如地震來得多,但比月震多。

和地震學家在地球上的做法一樣,他們正在利用火星震繪製火星的內部結構。火星震的能量通過兩種波在地下傳播;通過測量這些波的運動差異,研究人員便能計算出火星核、火星幔、火星殼的起點和終點,以及它們的大概構成。那些基礎的地質層可以揭示火星在幾十億年前太陽系誕生的熾熱環境下是如何冷卻並形成的。現在,「我們有了足夠數據,可以開始回答其中的一些重大問題了。」Banerdt說。

地球的大陸地殼基本可以分成不同岩石組成的不同亞層。雖然不確定,但研究人員曾懷疑火星殼也是分層的,美國得克薩斯州的月球與行星研究所行星地質學家Justin Filiberto表示。如今,洞察號的數據顯示,火星確實有兩層或三層。

三層的火星殼最符合地球化學模型以及有關火星隕石的研究,英國開放大學行星科學家Julia Semprich說。

火星殼的厚度不是20千米就是37千米,取決於它究竟是兩層還是三層,Knapmeyer-Endrun在她的演講中說。火星殼的厚度可能在不同的位置不一樣,但平均厚度可能不會超過70千米,她補充道。地球海洋下的地殼厚度大概在5千米到10千米之間,大陸下的地殼厚度大概在40千米到50千米之間。

在接下來的幾個月里,洞察號的科學家計劃公佈在火星更深處採集的數據,Banerdt說,這些測量數據最終會揭示關於火星核和火星幔的信息。

除了監聽火星震以外,洞察號的另一個重大科學目標是利用名為「鼴鼠」(mole)的探針來探測火星地下的熱流。這個探針本來應該把自己深埋在土壤里,但好像有點費勁,甚至曾經整個都跑到地面外了。現在,該探針已經設法把自己埋到了幾厘米深的地方,Banerdt說,在接下來的幾周內,這個探針將在放棄前做最後的努力——嘗試再挖一次。「目前的階段在我們看來已經是遊戲的最後了。」他說。

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