震动火星数小时的巨大地震来源令人惊讶

NASA的“洞察号”着陆器在2022年记录下了这次4.7级地震事件。
An artist's illustration of a cutaway of Mars along with the paths of seismic waves from two separate quakes in 2021. These seismic waves, detected by NASA’s InSight mission, were the first ever identified to enter another planet’s core.
艺术家绘制的火星剖面图,以及2021年两次不同地震的地震波路径。这些地震波是由NASA的“洞察号”任务探测到的,是首次被识别出的进入另一个行星核心的地震波。 NASA/JPL-Caltech/马里兰大学

去年,一次巨大的火星地震——“火星震”撼动了这颗红色星球,其出乎意料的来源令全球天体物理学家感到惊讶。他们曾怀疑是陨石撞击。然而,研究发现,并非陨石撞击,而是火星地壳内部巨大的构造力量引起了持续六小时的震动。相关研究结果于10月17日发表在《地球物理学研究通讯》杂志上。

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NASA的“洞察号”着陆器于2022年5月4日记录下了这次4.7级火星震,科学家将其命名为S1222a。其地震信号与之前由陨石撞击引起的地震信号相似,因此该团队开始寻找撞击坑。

在这项新研究中,来自牛津大学的一个团队与欧洲空间局、中国国家航天局、印度空间研究组织和阿拉伯联合酋长国航天局合作,搜查了火星上超过5500万平方英里的区域。各小组审查了各自卫星传回的数据,以寻找撞击坑、尘埃云或其他陨石撞击的迹象。由于搜查一无所获,他们现在认为S1222a是由火星内部释放出的巨大构造力量造成的。

这并不意味着火星的构造板块像地震时那样移动。目前最好的证据表明,这颗行星是静止的。“我们仍然认为火星目前没有活跃的板块构造,所以这次事件很可能是由火星地壳内部应力释放引起的,”研究合著者、牛津大学行星地球物理学家本杰明·费尔南多在一次声明中表示。“这些应力是数十亿年演化的结果,包括行星不同部分以不同速率冷却和收缩。”

虽然费尔南多解释说,科学家们并不完全理解为什么火星的某些区域似乎比其他区域承受更多的应力,但这些结果可以帮助他们进一步研究。“总有一天,这些信息可能会帮助我们了解在火星上哪里对人类来说是安全的栖息地,哪里应该避免!”他说。

这张频谱图显示了在另一颗行星上探测到的最大地震。这次地震估计为5级,于2022年5月4日被NASA的“洞察号”着陆器发现。图片来源:NASA/JPL-Caltech/ETH Zurich。

S1222a是NASA“洞察号”任务结束前记录的最后事件之一。这部“洞察号”着陆器于2018年5月发射,并经历了“七分钟的恐惧”才成功着陆火星,在那里它对这颗行星的内部和地震学进行了多年的研究。该航天器的最后数据是在2022年12月传回的,原因是太阳能电池板上的灰尘堆积越来越多,导致“洞察号”失去电力。

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在其服役四年零19天的时间里,“洞察号”共记录了1300多次火星震。其中至少有八次是陨石撞击事件;最大的两次形成了直径近500英尺的撞击坑。如果S1222a事件是由撞击造成的,该团队估计撞击坑的直径至少为984英尺。

该团队正将这项研究的知识应用于其他工作,包括未来对月球的探测任务,以及位于土卫六(土星的一颗卫星)上类似于加州著名圣安德烈斯断层的构造。他们还希望这项研究能够鼓励更多重大的国际合作,以研究红色星球及更远的地方。

“这对我来说是一个与“洞察号”团队以及致力于研究火星的其他主要任务的成员合作的绝佳机会,”研究合著者、纽约大学阿布扎比天体物理学家迪米特拉·阿特里在一次声明中表示。“这真是火星探索的黄金时代!”

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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