NASA的“毅力号”着陆器于2018年首次登陆火星，携带了大量仪器，旨在帮助地面科学家对这颗行星进行全面的体检。其中，“毅力号”的一个主要传感器是自20世纪70年代“维京号”着陆器以来，首个测量这颗红色行星脉搏的地震仪。
经过大约一年的时间，该探测器于2019年初开始探测所谓的“火星地震”。现在，基于“毅力号”地震数据的三项不同研究（均于昨天发表在《科学》杂志上）让我们以前所未有的视角深入了解了我们的行星邻居。
利用大约10次火星地震的测量数据，以及通过火星陨石和其他火星数据获得的火星岩石知识，研究团队得以揭示关于这颗红色行星的结构和演化方面的新知识。一项研究侧重于确定火星地壳的大小和特征，一项研究侧重于地幔（或中间层），还有一项研究侧重于行星的核。
研究火星地幔的首席作者，苏黎世联邦理工学院地球物理研究所的地球物理学家Amir Khan表示，这些火星地震的震级仅为3到4级，如果在地球上发生，几乎不会被人感觉到。
“这些东西真是太棒了，”澳大利亚科廷大学和行星科学研究所的天体地质学家Gretchen Benedix说，她没有参与这些研究。她认为，这是一个好迹象，尽管三个团队独立工作，但他们对火星的描绘却殊途同归。Benedix研究过火星陨石，并利用机器学习研究行星表面的演化。
其中一个令人惊讶的发现（或“未火星化”的发现）是，火星拥有一个异常巨大的核心；其半径处于科学家先前估计的上限。这颗行星由液态金属构成的核心实际上是从地表下约1500公里处开始的，仅相当于火星中心的一半路程，这使得其铁镍核心比任务开始时科学家们认为的更大，但也更不致密。
[相关：生命可能隐藏在火星深处]
另一项研究则弄清了火星岩石圈的厚度——这是行星寒冷而坚硬的顶部区域，包括地壳和地幔的外部较冷部分——作者们现在认为其厚度约为400至600公里。相比之下，尽管地球更大（实际上是火星直径的两倍），但地球的岩石圈平均厚度仅为100公里。
研究人员利用“毅力号”地震仪的数据推断出这一点，该仪器主要捕捉地震产生的两种不同类型的波。一种是P波（Primary waves），它们最先出现，传播速度最快；另一种是S波（Secondary waves），它们传播速度较慢，但在地震时会造成我们所认为的真正损害。
P波的传播方式就像被压缩的弹簧——沿着传播方向挤压和拉伸地面；而S波的传播方向则与传播方向垂直，就像海浪一样。
行星科学研究所的岩石学家（petrologist，研究岩石起源及其成分的地质学家）J. Brian Balta表示，但这些波在不同的地层中传播的速度并非都一样。Balta在过去十年中一直在研究火星陨石，以了解火星。他没有参与这些研究。
Balta说，“当你的地震仪器足够灵敏时”，你就可以分辨出一个直接朝你传来的S波和一个先“反弹”过其他东西的S波，甚至是一个反弹过两次的S波。这有助于构建地下图像。
波在较热的地下区域传播速度也会变慢，这可以告诉研究人员火星下方放射性物质的丰度。
Khan说：“我们的结果表明，火星地壳中富集的热产生放射性元素的含量是卫星数据先前确定的13到20倍。”
Balta说，岩石行星内部积聚的热量来自不同的来源。有些热量是行星形成时遗留下来的，但相当一部分也来自于内部放射性同位素的缓慢衰变。
火星地震似乎起源于刻画者峡谷（Cerberus Fossae），这是一个火星地表上的裂缝集合，研究人员于5月份在此发现了近期火山活动的迹象。Balta表示，这两个事实都表明“刻画者峡谷可能是火星近期活动最活跃的地点之一，而且这两项测量结果都支持这一说法。”
与此同时，数据仍在不断传回地球，为我们提供了更多关于火星内部运作的线索。Khan说：“每天都在探测到新的火星地震。”
