与许多地震学家一样，布鲁斯·巴纳特（Bruce Banerdt）每天早上都会查看电子邮件，获取最新的地震报告。然而，与其他人的不同之处在于，他热切希望“大地震”终于发生。这是因为他的每日简报中的信息来自一个完全不同的星球，“火星震”不会对人类生命或基础设施构成威胁。如果发生大地震，直接穿过行星并震动 NASA 表面“洞察号”着陆器，那么对于试图了解火星内部的研究人员来说，这只会带来好消息。
“洞察号”（Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport，即利用地震勘测、大地测量学和热传输进行内部探索）探测器于 2018 年 11 月 登陆火星，其仪器套件包括一个极其灵敏的地震仪以及磁场和天气传感器，一年多以来一直在监测这颗红色星球的各种隆隆声和嗡嗡声。周一，“洞察号”团队 分享了他们从探测器最初十个月活动中获得的发现，这些研究 共有五篇论文 发表在《自然-地球科学》杂志上。初步结果证实了一些预期，同时也带来了新的谜团，代表着朝着理解我们这位近邻为何与地球如此不同这一最终目标迈出了一步。
“‘洞察号’对这两颗行星形成和演化的不同方式的理解，将帮助我们理解我们自己星球的形成和演化，并最终了解其他太阳系中的行星，”布朗大学行星科学家、“洞察号”团队成员英格丽德·道巴尔（Ingrid Daubar）说。
红色隆隆声
这次任务的亮点是证实了火星与地球和月球一样，会发生震动。
“我们终于，有史以来第一次，证实了火星是一个地震活跃的星球，”巴纳特，“洞察号”首席研究员，在 2 月 21 日的新闻发布会上说。
NASA 在 20 世纪 70 年代就曾试图通过“维京号”着陆器探测火星震，但当时的地震仪仍留在探测器平台上，只能测量到风。据道巴尔称，“洞察号”将其仪器 直接放在地面上，由机械臂操作，能够捕捉到比单个氢原子宽度还要细微的震动。截至 9 月 30 日，它已记录到 174 起地震事件，其中 20 多起的震级在 3 到 4 级之间——根据地震的深度，这可能对宇航员来说勉强可以感觉到，但不足以损坏任何基础设施。
地震主要源于地球构造板块在地幔熔岩上漂移时相互卡住和滑动产生的摩擦。然而，火星表面基本保持静止。它的大部分地震来自于表面随着时间的推移缓慢收缩。深埋在地下的行星仍然保留着形成时的热量，随着冷却而收缩，迫使地壳随之开裂和收缩。
“洞察号”迄今为止记录到的温和地震似乎穿过了地壳，其数量大致与地震学家根据地球和月球的行为预测的相符。然而，更大的震动会传播得更远，因此该团队希望通过记录任务第二年的几次更强烈的振动来推断火星地幔的位置和构成。据巴纳特称，与地球和月球相比，目前大型地震的稀少略令人惊讶，但这随时可能改变（地震目录此后已达到 450 起，并且还在不断增加）。
但即使是浅层震动也暗示着新的发现。该团队追踪到两次大型地震源自 Cerberus Fossae 地区，该地区在过去 1000 万年（在地质学上算作近期）显示出新的断层和熔岩流动的明显迹象。简单的模型预测该地区此时应该已经稳定下来，但地震表明它可能仍然活跃，甚至可能隐藏着地下的熔岩。
磁性岩石
“洞察号”测量磁场的仪器带来了更多惊喜。地球的磁场源于其翻腾的金属核心，但火星的核心在数十亿年前就已经凝固。尽管如此，着陆器在表面测量到一个稳定的磁场，其强度是轨道飞行器从 100 英里高空测得的 十倍。
该团队将该磁场解释为埋藏在着陆器下方数英里处一层看不见的磁化岩石层的证据。当火星拥有熔融核心时，其磁场会使岩石中的金属定向排列，即使行星在冷却后仍然保持这种状态——这表明地壳没有经历过任何可能扰乱磁化的剧烈热浪。通过进一步研究该磁场，甚至未来研究地表岩石，研究人员还希望确定核心确切的固化时间。
更令人费解的是持续仅几秒到几分钟的磁脉冲和尖峰。研究人员表示，这些测量结果指向大气层高处的新现象，可能是火星与太阳风的电场和磁场之间复杂的相互作用。
消失的尘卷风
然而，“洞察号”可能最令人费解的谜团正在大气层与地表交汇处展开。该着陆器还兼作天气站，近乎实时地测量风、温度和压力（您可以 查看本周的天气情况，但有 12 到 24 小时的延迟）。它似乎降落在一个迄今为止探索过的风力最强劲的地方，探测到的旋转涡流最高可达每小时 60 英里——尽管在稀薄的火星空气中，这感觉就像微风。
但尘卷风——当一个有风的涡流将尘埃卷入空中时——却无处可见。“奇怪的是，”康奈尔大学行星科学家、“洞察号”团队成员唐·班菲尔德（Don Banfield）说，“我们已经数次在下午中段进行观察，但至今没有拍摄到一张尘卷风的照片。”
但尘埃很多。“洞察号”的太阳能电池板正被落下的颗粒缓慢遮挡，卫星图像证实了这些涡流在探测器周围的地面上留下了可见的痕迹。但这两者几乎没有相互作用，没有人知道为什么。“我们真的不明白。这并不是我随意提出的‘这对科学来说很有趣’的问题，”班菲尔德说。“不，我们真的不理解这一点。”
这对于一个沙漠行星来说是一个问题，尘埃对气候的影响就像水对地球气候的影响一样。更重要的是，尘埃管理将是未来任何探索者生活的重要组成部分。月球尘埃在阿波罗宇航员短暂的太空旅行中给他们带来了无尽的麻烦，从花粉症到卡住的宇航服关节，火星尘埃也不例外。在设计要在肮脏环境中运行数月至数年的气闸和宇航服之前，NASA 必须很好地了解这些红沙是如何进入空气中以及它们去了哪里。
到目前为止，“洞察号”可能提出的问题比它解决的要多，但当你在外星球上部署新颖的仪器时，还能期待什么呢？“我们仍在努力理解火星告诉我们的信息，”巴纳特在发布会上说。“我们现在的处境就像 20 世纪初的地球物理学家一样，看到了这些波动，并使用了我们拥有的最佳分析工具。但这仍然是一个非常神秘的状况。”
