紅色星球上，地震波“講述”新的故事

◎實習記者 張佳欣

長期以來，科學家們一直認爲，從地質意義上來看，火星已經“死”了。

這顆星球上到處都是火山，有些地方還有古老的熔岩流。但這個寒冷、貧瘠的星球似乎早已失去了如其名字一樣的熱情。最新研究顯示，火星可能不是人們認爲的地質死亡世界，因爲科學家在其地下發現了岩漿的跡象。

此外，自第一臺望遠鏡眺望火星以來，人們一直認爲，火星南半球和北半球之間存在着鮮明對比。南部是佈滿隕石坑的疊嶂高原，北部是地勢平緩的低地平原。這就是所謂的“火星二分法”，該理論普遍認爲，火星南北半球地殼由不同地質結構組成。而另一項新發現可能有助於解開這個關於火星地理的數百年之謎。

探測到火星上最大的隕石撞擊

自2018年美國國家航空航天局的“洞察”號探測器在火星表面部署SEIS地震儀以來，科學家們監聽了1300多次地震的信號。2021年12月24日發生的特殊事件導致的4級地震立即激起了科學家的興趣，因爲它包含所謂的“表面波”的組成部分。

根據發表在最新一期《科學》雜誌上的論文，去年的隕石高速撞擊，在火星上造成了數千英里的地震波，並形成了近150米寬的隕石坑。

通過“洞察”號發現的絕大多數地震都產生了與火星深處岩石運動相關的傳統原生和次生地震波。而這些新探測到的地震波是在火星的最上層，並穿過了地殼。

論文主要作者之一、瑞士蘇黎世理工學院地球物理研究所的金東彥(音譯)說：“這是第一次在地球以外的行星上觀測到地震表面波。即使是阿波羅登月任務也未能做到這一點。”

研究人員分析，在“洞察”號着陸器和撞擊地點之間，地殼具有非常均勻的結構和高密度。此前報道稱，“洞察”號正下方有三層低密度火星地殼，新研究意味着着陸點下方地殼結構可能無法代表火星地殼的一般結構。

根據金東彥的說法，新的表面波數據以及對地殼普遍均勻性的分析似乎反駁了“火星二分法”理論認爲南北結構不同之說，南北半球的結構在相關深度可能“驚人地相似”。

火星顯示出活力和年輕的跡象

這顆紅色星球被認爲在過去曾有火山活動，但時間並不是在數百萬年前。據最新一期《自然·天文學》雜誌發表的論文，蘇黎世聯邦理工學院領導的一個國際研究小組利用“洞察”號火星探測器任務的數據，研究了火星上20多次地震事件，發現震中起源於科柏洛斯槽溝附近，該地區可能存在岩漿礦牀，這是一個由斷層線形成的裂隙區域。這些地震講述了一個新的故事，這個故事表明，火山作用仍然在塑造火星表面方面發揮着積極的影響。

根據地震數據，科學家們得出結論，低頻地震表明存在潛在的暖源，這可以用今天的熔岩(即噴出地表的岩漿)和火星上的火山活動來解釋。具體地說，他們發現地震主要發生在科柏洛斯槽溝的最內部。

當他們將地震數據與同一地區的觀測圖像進行比較時，他們還發現，不僅在風的主導方向，在圍繞科柏洛斯槽溝地幔單元周圍的多個方向上，都有較深的塵埃沉積。

論文主要作者、蘇黎世聯邦理工學院的西蒙·施特勒解釋說：“深色塵埃意味着地質證據表明，最近的火山活動可能是在過去5萬年內，這在地質學上相對年輕。”

“現在，我們有足夠的數據來看到某些統計模式，我們能夠定位發生在火星上的地震。”施特勒說，“洞察”號任務自2018年以來測量到的許多大大小小的地震都可以歸因於科柏洛斯槽溝地區。

看着廣袤乾燥、塵土飛揚的火星地貌的圖像，很難想象大約36億年前，火星非常活躍，至少在地質意義上是如此。來自科柏洛斯槽溝附近的地震表明，火星還沒有完全“死亡”。

科柏洛斯槽溝是以希臘神話中的一種生物命名的，即守衛冥界的“地獄獵犬”。在這裡，火山區正在下沉並形成平行的地塊或裂縫，將火星的地殼“撕”開，就像蛋糕烘焙時出現在頂部的裂縫一樣。根據施特勒的說法，“我們所看到的可能是這個曾經活躍的火山地區的最後殘餘，或者也有種可能是，岩漿現在正向東移動到下一個噴發地點。”

（科技日報）