NASA洞察号首探火星内部 发现哪些惊奇?

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【大纪元2021年07月23日讯】(大纪元记者夏雨综合报导)美国宇航局(NASA)研究人员周四(7月22日)表示,他们已经绘制了火星内部地图,利用NASA火星洞察号探测器( InSight Lander,着陆器)收集的地震数据,揭示火星是一颗具有熔融核心的行星,其大小和成分令人大吃一惊。

火星内部地图是人类有史以来绘制的第一张另一颗行星的内部地图,显示火星内部结构与地球内部结构截然不同。火星有更厚的地壳和更薄的地下幔层,以及比研究人员预期的更大、密度更小、液体更多的核心。

科学家们表示,周四发表在《科学》杂志上的三篇论文描述了研究人员的发现,表明火星形成于地球之前数百万年,当时太阳仍处于从一团发光气体中的凝结过程中。

使用地震数据评估火星内部结构

“当我们十多年前第一次开始梳理这项任务的概念时,这些论文中的信息正是我们希望最终得到的信息。”洞察号首席研究员、美国宇航局南加州喷气推进实验室的布鲁斯·班纳特(Bruce Banerdt)说,“这代表了过去十年所有工作和思虑的高潮。”

NASA耗资8.28亿美元打造了洞察号探测器洞察号于2018年降落在火星赤道沿线名为Elysium Planitia的平坦平原上。随后探测器使用法国制造的地震仪窥探火星内部结构。这些仪器捕获了数百次火星地震的详细信息,包括地震发生的方式。

 

 

使用地震数据帮助研究人员根据地震波在穿过行星不同材料(例如岩石与液体)时移动的速度,来评估火星每一层的结构。

火星不同的地震运动模式帮助研究人员了解并绘制了这颗红色星球的各个层次。

火星上的地震被称为“火星地震”(marsquakes),非常丰富,洞察号记录了733次不同震颤的数据。其中大约只有35个数据被NASA纳入发表的论文中。

“这项研究是千载难逢的机会。”核心论文的主要作者、瑞士苏黎世联邦理工学院的Simon Stähler说,“科学家们花了数百年的时间来测量地球的核心;在阿波罗任务之后,他们花了40年的时间来测量月球的核心。洞察号只用了两年时间就测量了火星的核心。”

英国剑桥大学地震学家桑娜·科塔尔(Sanne Cottaar)在谈到这项新研究时说:“它为我们提供了第一个像地球这样的岩石行星内部样本,它由相同的材料制成,但非常非常不同。”“令人印象深刻。”

2019年4月25日,洞察号在火星上。(NASA)

一窥火星的内部结构

科学家们从这些数据和进一步研究中了解到,火星在由围绕太阳运行流星物质和太空尘埃组成的过程中,变得更加温暖。与地球类似,火星也有自己的地壳、地幔和地核。

新发现显示,火星的核心半径接近1,137英里(1,830公里),大约延伸到行星表面的中间。科学家们了解到,熔融的核心并不是很致密,很可能是含有氢、氧、碳和硫等轻元素的混合物。包裹在核心周围的是一个相对较薄的地幔,可能仅由两到三个岩石层组成。

研究发现,地幔的顶部是异常厚实和坚硬的上地幔和地壳外壳,称为岩石圈。科学家们说,岩石圈似乎比地球上类似的地层厚两到三倍,地壳本身的厚度在14到44英里(24到72公里)之间。

研究人员希望探测到更大的地震

洞察号的地震监测发现,火星上一个名为Cerberus Fossae的区域火山活跃,在过去几百万年里可能会喷出熔岩流。

到目前为止记录的火星所有地震活动中,NASA科学家们还没有看到任何超过4.0级的地震。更大的地震可以为研究人员提供更多数据,并帮助他们进一步了解火星。

“我们仍然希望看到大的(地震)。”美国宇航局研究火星地​​壳论文另一位主要作者马克·潘宁(Mark Panning)说,“我们必须进行大量仔细的处理,才能从这些数据中提取出我们想要的东西。更大的(地震)活动会让这一切变得更容易。”

科学家们说,火星非常稳定,以至于洞察号的传感器能​​够检测到来自数千公里外断层的微小颤抖。“这证明了火星的宁静。”潘宁说,“在地球上你永远不会那么安静,因为无论你走到哪里,海洋总是发出震动的噪音。”

责任编辑:叶紫微#

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